用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】描述了一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備。所述設(shè)備包括：容器，所述容器具有第一室，所述第一室具有用于從氣化爐接收合成氣的入口；點(diǎn)火室，所述點(diǎn)火室設(shè)置有用于點(diǎn)燃稀釋的合成氣的輔助燃燒器；燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有用于引入燃燒劑以用于燃燒點(diǎn)燃的合成氣的入口；以及保持室，所述保持室將所得的燃燒產(chǎn)物保持預(yù)定的駐留期，所述保持室設(shè)置有用于取出所述燃燒產(chǎn)物的出口。第一室被配置成接收釋流體以將合成氣稀釋到低于爆炸下限(LEL)的預(yù)定組成。優(yōu)選地，所述稀釋流體為含氧氣體。
【專利說明】
用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]公開了一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備。具體地，但也不限于，公開了一種用于點(diǎn)燃和燃燒由低階含碳物質(zhì)(例如生物質(zhì)或固體廢物)的熱解和氣化所產(chǎn)生的合成氣的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]氣化越來越多地被用來將通常稱為廢物衍生燃料(WDF)的固體廢物轉(zhuǎn)化成有價值的能量形式。含碳物質(zhì)(含碳材料)的氣化涉及在超過400°C的溫度下含碳物質(zhì)、氧氣和蒸汽之間的熱反應(yīng)以生成低重量的碳?xì)浠衔?例如被稱為合成氣的甲燒、一氧化碳以及氫氣)的混合物。氣化被廣泛地用來產(chǎn)生用于點(diǎn)燃鍋爐(蒸發(fā)器)的合成氣，以產(chǎn)生蒸汽，以用作燃?xì)獍l(fā)動機(jī)中的燃料，或者用于精煉成化學(xué)品、液體燃料和氫氣，并且已經(jīng)被認(rèn)定為用于先進(jìn)的高效、低排放非礦物燃燒和再生能源發(fā)電的關(guān)鍵使能技術(shù)。
[0003]具體由于與其他含碳物質(zhì)(例如煤和生物質(zhì))相比在大小和組成方面內(nèi)含物缺乏均質(zhì)性，所以高溫氣化和其他方法在高燃燒進(jìn)氣量熱過程的應(yīng)用以使用固體廢物存在很多困難。在一些具有100%不燃物(例如玻璃、金屬等)的廢物爐料的情況下，多種類型的固體廢物的平均水分含量可從20%變化到60%或者更高，并且平均不燃物含量可以從5%變化到30%或者更高。高不燃物含量導(dǎo)致帶有附隨的不斷積累的不燃物/灰分含量的高密度爐料。不能被燃燒過程消耗的較大百分比的無機(jī)固體和灰分導(dǎo)致下游清理過程的增加，該清理過程要求提供合成氣產(chǎn)品流并且降低了生產(chǎn)效率。
[0004]考慮到固體廢物原料的不均勻性和組成變化性，因而從氣化產(chǎn)生的合成氣也可以證明其化學(xué)組成、發(fā)熱量、水分含量和體積的變化性。具體地，合成氣還可以包括污染物，污染物的濃度受到暴露于在下游點(diǎn)燃和燃燒過程中的熱條件(例如氯化烴類、多環(huán)芳烴(PAH)、二噁英、呋喃、其他揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)以及主要的有機(jī)污染物(POP)的破壞率效率(Destruct1n Rate Efficiency ,DRE))以及氮轉(zhuǎn)化到氮氧化合物的最小化的影響。
[0005]傳統(tǒng)的后燃燒室和次級燃燒室通常用于大部分或者全部氧化的廢氣，然而它們簡單的一室設(shè)計在處理合成氣上是無效率的，也就是說包含合成的CnHn碳?xì)浠衔锏膿]發(fā)性氣體流除非遭受適當(dāng)?shù)母逥RE的熱力條件否則將形成有害污染物。
[0006]此外，DRE的測量在實(shí)現(xiàn)上是很困難的并且價格昂貴。
[0007]因此需要技術(shù)上的改進(jìn)。
[0008]對【背景技術(shù)】的任何參考不構(gòu)成對該技術(shù)形成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識的一部分的承認(rèn)。上述參考也不意在限制如本文公開的設(shè)備和過程的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]通常，公開了一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備，該設(shè)備包括容器，所述容器具有:
[0011]第一室，所述第一室?guī)в杏糜趶臍饣癄t接收合成氣的入口，所述第一室被配置成接收稀釋流體以將合成氣稀釋成預(yù)定的組成；
[0012]點(diǎn)火室，所述點(diǎn)火室設(shè)置有輔助燃燒器以點(diǎn)燃稀釋的合成氣；
[0013]燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有用于引入為燃燒點(diǎn)燃的合成氣的燃燒劑的入口；以及
[0014]保持室，所述保持室將所得的燃燒產(chǎn)物保持預(yù)定的駐留期(停留期，residenceper1d)，所述保持室設(shè)置有用于取出所述燃燒產(chǎn)物的出口。
[0015]在一個實(shí)施方式中，所述容器被配置成便于通過所述容器的合成氣和燃燒產(chǎn)物的柱塞狀流動(plug flow，活塞式流動)。容器的所述室被配置成與相應(yīng)的相鄰室流體連通。在該實(shí)例中，所述容器可以為水平設(shè)置的圓柱形(圓筒形)容器。
[0016]所述第一室可以設(shè)置有圍繞第一室的外壁放置的增壓室(穩(wěn)壓室，plenum)。所述增壓室被設(shè)置成通過第二入口將稀釋劑(所述稀釋劑包括加壓氣體)傳送至所述第一室。第二入口可以采用第一室的外壁上的多個孔(開口，aperture)的形式。
[0017]所述點(diǎn)火室可以設(shè)置有用于接收輔助燃燒器的燃燒器噴口(burnerquarrel)。
[0018]所述燃燒室可以為擴(kuò)口錐形室，該擴(kuò)口錐形室設(shè)置有圍繞所述燃燒室的外壁設(shè)置的增壓室。所述增壓室被配置成通過入口將燃燒劑(所述燃燒劑包括含氧氣體)傳送至所述燃燒室。
[0019]優(yōu)選地，所述容納室被配置成將所得的燃燒產(chǎn)物保持如在所述保持室的出口處測量的至少2秒的預(yù)定的駐留期。至少2秒的駐留期可能對最大化在合成氣和/或燃燒產(chǎn)物中有機(jī)污染物的高破壞率效率(DRE)而言是必要的。
[0020]可以很容易將如此處描述的設(shè)備可以容易地與氣化爐集成以將含碳物質(zhì)，特別是固體廢物轉(zhuǎn)化成合成氣。
[0021]可以很容易將如此處描述的設(shè)備也可以容易地與熱量回收系統(tǒng)集成以回收所述設(shè)備中合成氣的燃燒的熱量。
[0022]因此，在另一方面，公開了一種用于氣化含碳物質(zhì)，特別是固體廢物的氣化系統(tǒng)，包括:
[0023]氣化爐，所述氣化爐用于將含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化成合成氣；以及如上限定的用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備，所述設(shè)備與所述氣化爐流體連通以從所述氣化爐接收所述合成氣；
[0024]所述系統(tǒng)還可以包括用于從所述設(shè)備回收熱能的熱量回收系統(tǒng)。
[0025]此處描述的設(shè)備和系統(tǒng)可能用在點(diǎn)燃和燃燒合成氣的方法中。
[0026]用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的方法包括以下步驟:
[0027]從氣化爐提供合成氣；
[0028]用釋流體稀釋合成氣以生成稀釋的合成氣，所述稀釋的合成氣具有低于爆炸下限(LEL)的組分；
[0029]用來自輔助燃燒器的點(diǎn)火火焰點(diǎn)燃稀釋的合成氣；
[0030]將點(diǎn)燃的稀釋的合成氣與燃燒劑混合，所述燃燒劑的量為超過完成合成氣燃燒所需的氧氣的化學(xué)計算量的100%至150% ；
[0031 ]燃燒來自前一步驟的所得氣體混合物以生成燃燒產(chǎn)物，以及
[0032]將燃燒產(chǎn)物保持在所述容納室中持續(xù)至少2秒的預(yù)定駐留期間。
[0033]在一個實(shí)施方式中，所述稀釋流體可以包括來自包括以下的組中的一種或多種氣體:煙氣，再循環(huán)煙氣;包括氮?dú)?N2)、氬氣(Ar)的惰性氣體;包括空氣、氧氣(O2)或者其混合物的含氧氣體。在本發(fā)明的一個優(yōu)選形式中，所述稀釋流體為含氧氣體。
【附圖說明】
[0034]盡管任何其他形式可以落入如上述
【發(fā)明內(nèi)容】
的設(shè)備的范圍內(nèi)，現(xiàn)在將參照附圖，僅以實(shí)例的方式，對【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，在附圖中:
[0035]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備的縱向截面示意圖；以及
[0036]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的將氣化爐與圖1中示出的設(shè)備集成的氣化系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]參照圖1，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備10。
[0038]術(shù)語“合成氣”在整個本說明書中被廣泛用來指包括由含碳物質(zhì)的氣化所產(chǎn)生的碳?xì)浠衔铩錃?、一氧化碳、二氧化碳和可選的蒸汽的氣體混合物。適當(dāng)?shù)暮嘉镔|(zhì)的示例性實(shí)例包括，但不限于，煤(例如無煙煤、煙煤、次煙煤、褐炭、褐煤和泥煤)、生物質(zhì)、廢橡膠(包括但不限于車輛輪胎、廢塑料物質(zhì)、固體廢物、農(nóng)業(yè)廢物、工業(yè)廢物、商業(yè)廢物、公共場所廢物，以及它們的混合物)以及具有其他物質(zhì)的所述含碳物質(zhì)的混合物。
[0039]參照圖1所描述的本發(fā)明的實(shí)施方式的設(shè)備特別適用于由生物質(zhì)或固體廢物的氣化所產(chǎn)生的合成氣。
[0040]術(shù)語“氣化”是指在高溫(從大約500°C到大約1100 °C)下在具有很少的氧氣或沒有氧氣的環(huán)境中，將含碳物質(zhì)熱化學(xué)分解成輕質(zhì)的碳?xì)浠衔?、氫氣、一氧化碳和二氧化碳。還產(chǎn)生了灰分副產(chǎn)品。取決于含碳物質(zhì)的性質(zhì)，所得的灰分可以被用作土壤添加劑、肥料或者被用作建筑材料中的成分。
[0041]可以在本發(fā)明的設(shè)備10中用含氧的氣體點(diǎn)燃和燃燒合成氣以產(chǎn)生熱量和“合成氣廢氣”或煙氣。該產(chǎn)物熱可以應(yīng)用在需要熱能的若干應(yīng)用中的任何一種中，例如在蒸汽發(fā)生器中生成蒸汽并且因此驅(qū)動蒸汽渦輪以產(chǎn)生電力，應(yīng)用在熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)工廠、熱脫鹽、吸收式制冷機(jī)、工藝加熱要求等(對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的)。類似地，煙氣本身的熱能可以在需要熱能的地方被回收(例如在熱交換器中)和使用。
[0042]由固體廢物的氣化生成的合成氣可以具有可變的化學(xué)組成、發(fā)熱量、水分含量和體積。另外地，合成氣可以包括污染物，例如氯化烴、多環(huán)芳香烴(PAH)、二噁英、呋喃、其他揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)以及主要的有機(jī)污染物(POP)。這些污染物將保留在由合成氣的燃燒所產(chǎn)生的煙氣中，除非它們在燃燒過程中被破壞。具體地，這些污染物或者它們的前體受到它們暴露于在下游點(diǎn)燃和燃燒過程中的熱條件的影響。
[0043]因此，本發(fā)明的設(shè)備10被用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣以產(chǎn)生熱量和煙氣，并且將氯化烴、多環(huán)芳香烴(PAH)、二噁英、呋喃、其他揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)以及主要的有機(jī)污染物(POP)的破壞率效率(DRE)最大化，以及將氮轉(zhuǎn)化到氮氧化合物最小化。
[0044]用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備10包括容器12，該容器具有第一室14、點(diǎn)火室16、燃燒室18以及限定在其中的容納室20，該第一室被配置成從氣化爐100接收合成氣。室14、16、
18、20中的任何一個被配置成與相應(yīng)的相鄰室14、16、18、20流體連通。
[0045]通常，容器12為水平設(shè)置的圓柱形容器。優(yōu)選地，可以選擇所述圓柱形容器的直徑與長度的比例以最小化其中流體再循環(huán)漩渦的形成。將可以理解的是，容器12被配置成有利于流體在其中的柱塞狀流動。
[0046]在一個實(shí)例中，容器12的所述室14、15、18、20的橫截面是圓柱形的并且可以由具有厚度為8_至12mm的軟鋼板制成，這些室可以是用于它們之間連接的合適的法蘭連接。所述容器12的內(nèi)部可以襯有厚度在I OOmm至150_之間的高溫(優(yōu)選地為可澆鑄的)耐火材料，其適宜承受大約1550°C的操作溫度。耐火材料通過不銹鋼錨件形式的緊固件固定至容器12的鋼殼。容器12還可以設(shè)置有放置在耐火材料和容器12的鋼殼之間的厚度在75_到100_之間的絕緣層。
[0047]第一室14設(shè)置有用于從氣化爐100接收合成氣的入口22。第一室14還設(shè)置有圍繞第一室的外壁26放置的增壓室24。增壓室24被設(shè)置成通過第二入口 28將稀釋的流體傳送到第一室14中。在該具體實(shí)例中，第二入口 28可以采用在第一室14的外壁26上以一定間隔隔開的多個開口 30的形式。
[0048]在該具體實(shí)施例中，入口22包括單個大孔口或管道。將理解的是，在異質(zhì)固體廢物的上游氣化中產(chǎn)生的合成氣為酸性的，含有焦油、其他有機(jī)殘留物和熱解產(chǎn)物，以及夾帶的微粒。因?yàn)槿肟?22不太可能被積累的微粒物質(zhì)或殘留物堵塞，因此單個大孔口或管道是優(yōu)選的。
[0049]稀釋的流體優(yōu)選為加壓氣體。合適的稀釋流體的實(shí)例包括，但不限于，煙氣(包括再循環(huán)的煙氣)，惰性氣體(例如氮?dú)?N2)或者氬氣(Ar))，包括空氣、氧氣(O2)的含氧氣體或它們的混合物。優(yōu)選地，稀釋的流體是含氧氣體。有利地，當(dāng)稀釋的流體是含氧氣體，特別是高氧氣含量的含氧氣體時，將合成氣稀釋到預(yù)定的組成所需的稀釋的氣體的體積大體上低于稀釋的流體是煙氣或惰性氣體時稀釋氣體的體積。通常，高氧氣含量將被理解為23wt%-100wt%。因此，容器12和隨后的下游裝置(未示出)的尺寸可以具有帶有增強(qiáng)的產(chǎn)量和能量效率的較小的體積容量。
[0050]通常，稀釋的合成氣的預(yù)定組成包括低于爆炸下限(LEL)的氣體組分。最低爆炸極限是指在點(diǎn)火源的存在下在能夠產(chǎn)生火的閃光的空氣中氣體的最低濃度(百分比)。在空氣中的濃度低于LEL時，氣體混合物“太稀”以致于在下游點(diǎn)火時不能爆炸。優(yōu)選地，LEL在大約
0.10至大約0.12之間的范圍內(nèi)。
[0051]點(diǎn)火室16設(shè)置有用于接收輔助燃燒器32的燃燒器噴口。輔助燃燒器32被配置成提供點(diǎn)火火焰以點(diǎn)燃在點(diǎn)火室16中的稀釋的合成氣。點(diǎn)火火焰可以通過化石燃料(例如天然氣、燃料油、丙烷等)的燃燒來提供，如對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的。
[0052]在一個實(shí)施例中，燃燒室18包括設(shè)置有入口34以接收燃燒劑的擴(kuò)口錐形室。燃燒室18還設(shè)置有圍繞燃燒室的外壁38放置的增壓室36。增壓室36被配置成通過入口 34將燃燒劑傳送至燃燒室18。
[0053]擴(kuò)口錐形室有利于點(diǎn)燃的稀釋的合成氣與燃燒劑的混合并且容納包括所述合成氣和燃燒劑的氣體混合物的增加的氣體體積。這種特定的配置導(dǎo)致在燃燒室18中所得的氣體混合物的高效燃燒。
[0054]燃燒劑包括以空氣、純氧氣(O2)或者高氧含量氣體混合物的形式的含氧氣體。優(yōu)選地，燃燒劑以超過合成氣燃燒所需的氧氣的化學(xué)計算量而被提供。甚至更優(yōu)選地，燃燒劑以在超過合成氣完全燃燒所需的氧氣的化學(xué)計算量的約100%至約150%的范圍內(nèi)被提供。過量的氧氣將廢氣冷卻到1000°c左右的溫度，以冷卻到最高品質(zhì)耐火內(nèi)襯的工作范圍內(nèi)。
[0055]容納室20設(shè)置有用于取出在燃燒室18中產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物的出口 38。優(yōu)選地，容納室20被設(shè)置成保留所得的燃燒產(chǎn)物持續(xù)如在其出口 38所測量的至少2秒的預(yù)定的駐留期。至少2秒的駐留期對于最大化在合成氣和/或燃燒產(chǎn)物內(nèi)的有機(jī)污染物的高破壞率效率(DRE)而目是必要的。
[0056]在使用中，可以通過入口 22從氣化爐(未示出)將合成氣引入到容器12的第一室14中，該氣化爐被配置成由含碳物質(zhì)，特別是固體廢物來產(chǎn)生合成氣。優(yōu)選地，氣化爐為在約500°C至約1100°C的范圍內(nèi)，特別是在約700°C至約850°C的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的低溫氣化爐。發(fā)明人認(rèn)為低溫氣化具有過程輸入(例如空氣和蒸汽)的較低流動，其將第一室14內(nèi)的過程速度和湍流最小化。因此，微粒物質(zhì)和附著至所述微粒物質(zhì)的重金屬的夾帶被最小化。
[0057]在第一室14中，使用通過第二入口28引入到第一室14內(nèi)的稀釋的流體將合成氣稀釋到低于LEL的氣體組分。優(yōu)選地，稀釋的流體是通過增壓室24而引導(dǎo)到第二入口 28中的加壓氣體。使用稀釋的流體將合成氣稀釋到低于LEL的氣體組分，以使爆燃或潛在的爆炸作用無效。
[0058]然后使稀釋的合成氣進(jìn)入點(diǎn)火室16中。通過與輔助燃燒器32相關(guān)的點(diǎn)火火焰來點(diǎn)燃稀釋的合成氣。
[0059]然后點(diǎn)燃的合成氣進(jìn)入燃燒室18，在該燃燒室中所述合成氣與通過入口34引入的燃燒劑混合。點(diǎn)燃的合成氣與燃燒劑反應(yīng)以產(chǎn)生火焰前緣、熱量和燃燒產(chǎn)物?；鹧媲熬壉话谠O(shè)備10中并且從點(diǎn)火室16延伸，穿過燃燒室18并且進(jìn)入容納室20。
[0060]燃燒產(chǎn)物可以包含濃度接近排放閾值的微量有機(jī)污染物。因此，燃燒產(chǎn)物進(jìn)入容納室20，在容納室中保留持續(xù)如在容器12的出口 38所測量的至少2秒的預(yù)定駐留期。在該駐留期，微量有機(jī)污染物進(jìn)一步分解。所得的燃燒產(chǎn)物(也被稱為“合成氣廢氣”)將有機(jī)污染物耗盡到低于排放閾值的濃度。
[0061]在合成氣的燃燒期間產(chǎn)生的熱能(熱量)可以用在需要熱能的若干應(yīng)用的任何一種中，例如在蒸汽發(fā)生器中生成蒸汽并且因此驅(qū)動蒸汽渦輪以產(chǎn)生電力，用在熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)工廠中、熱脫鹽、吸收式制冷機(jī)、工藝加熱要求等(如對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的)。
[0062]參照圖2，其示出了用于從含碳物質(zhì)，特別是固體廢物中回收熱能的氣化系統(tǒng)100的一個實(shí)施例。氣化系統(tǒng)100包括氣化爐110和設(shè)備10，該氣化爐用于將含碳物質(zhì)(例如城市的固體廢物)轉(zhuǎn)化成合成氣，該設(shè)備10是如前所述的用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣并且將其轉(zhuǎn)化成熱能。氣化系統(tǒng)100還可以包括用于從所述設(shè)備10回收熱能的熱量回收系統(tǒng)(未示出)。
[0063]該氣化爐110設(shè)置在設(shè)備10的上游，并且被配置成通過管道與入口22流體連通。將可以理解的是在這樣的布置中，設(shè)備10作為在氣化爐110中產(chǎn)生的合成氣的“后燃燒器”。
[0064]可以按照如下所述使用該氣化系統(tǒng)100。
[0065]將固體廢物(或者可替換的含碳物質(zhì))從儲料斗傳輸至氣化爐110。優(yōu)選地，氣化爐110包括適于廢渣的低溫氣化的多個爐子。相鄰的爐子可以設(shè)置在階梯式的層中，每個爐子設(shè)置有攪拌機(jī)(例如攪拌活塞和撥火活塞(stoking ram))以機(jī)械地攪動其中的廢渣。將理解的是，可替換的攪拌機(jī)(如本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟知的)可以在氣化爐110中使用。
[0066]如前所述，氣化爐110加熱固體廢物以產(chǎn)生揮發(fā)物(包括水蒸氣)和炭。分別通過管線112和114將蒸汽和空氣傳送至氣化爐110，并且揮發(fā)物和炭經(jīng)受重組反應(yīng)。炭與以空氣的形式的含氧氣體反應(yīng)，從而主要產(chǎn)生了一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)，它們與重組的揮發(fā)物混合以形成合成氣。
[0067]如上所述，然后將合成氣引入到設(shè)備10中，在該設(shè)備中使用稀釋的流體116來稀釋合成氣，與燃燒劑118—起點(diǎn)燃并燃燒以產(chǎn)生熱量和煙氣(或者合成氣廢氣)。熱量可以在各種各樣的應(yīng)用中使用，并且煙氣120可以被回收以稀釋在所述設(shè)備10中的合成氣或者在需要的過程流中用作熱量轉(zhuǎn)移劑。
[0068]在不脫離基本的發(fā)明構(gòu)思的情況下，除了那些已經(jīng)描述過的變形和改進(jìn)外，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠想到許多變形和改進(jìn)。所有這樣的變形和改進(jìn)可以被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的性質(zhì)由前面的描述確定。例如，可以理解的是本發(fā)明的實(shí)施例能夠在小型(幾兆瓦或者更小)和大型(幾百兆瓦)二者的級別以各種方式來實(shí)踐和進(jìn)行。
[0069]還將理解的是，雖然前面的描述是指過程步驟的具體順序，但是設(shè)備和裝置的數(shù)量以及它們的配置僅用于示例性目的而不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0070]在本發(fā)明的描述中，除了上下文需要之處否則由于表達(dá)語言或者必要的暗示，詞語“包括”或者變形(例如“包含”或者“含有”)用于包括的意思，即，以指定所表述的特征的存在，但是不排除本發(fā)明的各種實(shí)施例中其他特征的存在或者添加。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括容器，所述容器具有: 第一室，所述第一室具有用于從氣化爐接收合成氣的入口，所述第一室被配置成接收稀釋流體以將所述合成氣稀釋到預(yù)定的組成； 點(diǎn)火室，所述點(diǎn)火室設(shè)置有用于點(diǎn)燃經(jīng)稀釋的合成氣的輔助燃燒器； 燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有用于引入燃燒劑以燃燒經(jīng)點(diǎn)燃的合成氣的入口 ；以及 保持室，用于將所得的燃燒產(chǎn)物保持預(yù)定的駐留期，所述保持室設(shè)置有用于取出所述燃燒產(chǎn)物的出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述容器被配置成便于所述合成氣和燃燒產(chǎn)物平推流經(jīng)過所述容器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述容器的所述室被配置成與相應(yīng)的相鄰室流體連通。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述容器為水平或豎直設(shè)置的圓柱形容器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述圓柱形容器的直徑與長度之比被選擇成使在所述圓柱形容器中形成的流體再循環(huán)漩渦最小化。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一室設(shè)置有圍繞所述第一室的外壁布置的增壓室。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述增壓室被配置成通過第二入口將稀釋劑傳送至所述第一室。8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述第二入口包括位于所述第一室的所述外壁上的多個孔。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述稀釋劑包括加壓氣體。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述稀釋劑包括含氧氣體。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述點(diǎn)火室設(shè)置有用于容納所述輔助燃燒器的燃燒器噴口。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述燃燒室為擴(kuò)口錐形室。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述燃燒室設(shè)置有圍繞所述燃燒室的外壁布置的增壓室。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述增壓室被配置成通過所述入口將所述燃燒劑傳送至所述燃燒室。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述燃燒劑包括含氧氣體。16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述保持室被配置成使所得的燃燒產(chǎn)物保持在所述保持室的出口處所測量的至少2秒的預(yù)定駐留期。17.—種用于氣化含碳物質(zhì)，特別是固體廢物的氣化系統(tǒng)，包括: 氣化爐，所述氣化爐用于將含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化成合成氣；以及 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的設(shè)備，所述設(shè)備與所述氣化爐流體連通以用于從所述氣化爐接收所述合成氣。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣化系統(tǒng)，還包括用于從所述設(shè)備回收熱能的熱量回收系統(tǒng)。19.一種用于點(diǎn)燃和燃燒合成氣的方法，包括以下步驟: 從氣化爐提供合成氣； 用稀釋流體稀釋所述合成氣以生成經(jīng)稀釋的合成氣，所述經(jīng)稀釋的合成氣具有低于爆炸下限(LEL)的組分； 用來自輔助燃燒器的點(diǎn)火火焰點(diǎn)燃經(jīng)稀釋的合成氣； 將點(diǎn)燃的稀釋合成氣與燃燒劑混合，所述燃燒劑的量超出完成合成氣燃燒所需的氧氣的化學(xué)計算量的100%至150% ; 燃燒來自前一步驟的所得的氣體混合物以生成燃燒產(chǎn)物；以及 將所述燃燒產(chǎn)物在保持室中保持至少2秒的預(yù)定駐留期。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述稀釋流體能夠包括來自包括以下氣體的組中的一種或多種氣體:煙氣，再循環(huán)煙氣;包括氮?dú)?N2)、氬氣(Ar)的惰性氣體;包括空氣、氧氣(O2)或者它們的混合物的含氧氣體。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述稀釋流體為含氧氣體。
【文檔編號】F23D14/28GK106062481SQ201480073707
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年11月14日
【發(fā)明人】尼爾·馬丁
【申請人】特-可再生能源企業(yè)有限公司, 一特-可再生能源企業(yè)有限公司