專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造可燃?xì)怏w的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含碳產(chǎn)品特別是從以合適的方式控制或處理的廢棄物和殘留物生成可燃?xì)怏w的方法和設(shè)備。
根據(jù)DE-OS 3312863已經(jīng)知道有一種燃燒可燃物品的方法，在該方法中，將可燃的廢氣通往燃燒室。此時(shí)，廢氣從燃燒室內(nèi)單獨(dú)引至一個(gè)或多個(gè)出口，并將該單獨(dú)引出的廢氣與新鮮空氣混合。這樣，就可能得到一個(gè)盡可能完全的和無(wú)故障的廢氣燃燒。
通過(guò)DE-PS3409292和DE-PS3705406，已經(jīng)知道有一種作為所謂的氣化加熱鍋爐的帶燃燒室的結(jié)構(gòu)單元的氣體發(fā)生器。它由在一個(gè)可移動(dòng)的爐條上方設(shè)置的給料漏斗、一個(gè)在爐條上方與給料漏斗連接的反應(yīng)空間、一個(gè)在爐條下方設(shè)置的燃燒室和一個(gè)在燃燒室內(nèi)設(shè)置的火管。
通過(guò)將氣化的氣體順流引入氣化加熱鍋爐，此時(shí)，用于氣化的物質(zhì)和氣化劑從上向下經(jīng)過(guò)氣化裝置，并在直接靠近出灰口抽出所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，于是就出現(xiàn)通過(guò)氣體排出碳物質(zhì)顆粒，因而在燃燒其形式為在廢氣中有太高的殘余CO含量的氣體時(shí)發(fā)生問(wèn)題。
DE-PS926978給出了一種氣體發(fā)生器，此時(shí)，可燃物質(zhì)的氣化在氣化劑的橫流中進(jìn)行。氣化爐的前壁此時(shí)做成一個(gè)斜放的爐條，并座落在互相疊置的且單個(gè)可分別脫開(kāi)的空氣室的前面?？筛鶕?jù)需要有選擇地將燃燒劑與空氣或空氣與蒸氣一起送入這些可脫開(kāi)的空氣室中并通過(guò)它影響燃燒過(guò)程。
在DE3816085A1中，描述了一種優(yōu)先在燃燒設(shè)備中用難于氣化的物質(zhì)產(chǎn)生有用的氣體的方法和設(shè)備。在一種豎爐式固定床反應(yīng)器中，在反應(yīng)空間的上端裝以氣化物質(zhì)，在底部送入氣化劑。氣化物質(zhì)在交替的且互相連著的停止階段和給料的階段與重力有關(guān)地在反應(yīng)空間中移動(dòng)。氣化劑將沿反應(yīng)空間的縱向，基本上以同樣的份量分布并沿橫流和逆流送入。沿橫流的氣化劑將通過(guò)反應(yīng)床同時(shí)另外有一部分垂直地在反應(yīng)空間的下端送入。沿逆流的氣化劑將在位于下方的氧化區(qū)的范圍內(nèi)送入。在移動(dòng)氣化劑時(shí)，干餾區(qū)(Schwelzone)和還原區(qū)將逐層地被破壞或重新分層。反應(yīng)床交替地分成多個(gè)固定的和可移動(dòng)的段，并相對(duì)于水平線(xiàn)以某個(gè)角度傾斜地布置。
本發(fā)明的目的在于，提出一種方法和設(shè)備，通過(guò)它們可以以高的能量效率提高在氣化設(shè)備中生產(chǎn)的氣體的純度，同時(shí)用它擴(kuò)大其可使用性。特別是，可以進(jìn)一步充分利用包含在所用的廢棄物和殘留物中的碳，和通過(guò)將燃燒氣體進(jìn)行吸熱而最佳地使用所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w以及使有害物質(zhì)的排放為最少。
本發(fā)明按照權(quán)利要求1的特征解決該方法目的，按照權(quán)利要求2的特征解決該設(shè)備目的。按照權(quán)利要求2的設(shè)備的有利的布置在從屬權(quán)利要求3和4中作了說(shuō)明。
將以合適的方式控制或處理的廢棄物或殘留物作為固體物質(zhì)與空氣或含空氣或含氧氣的混合物作為氣化劑一起在氣化裝置中氣化。此時(shí)，用于氣化的物質(zhì)與氣化劑這樣送入混合氣流中，即用于氣化的物質(zhì)從上向下經(jīng)過(guò)氣化爐，而氣化劑則既從上面又從下面和側(cè)面，至少是從側(cè)面和上面所說(shuō)的另一個(gè)地方送入固體物質(zhì)散料中，而可燃?xì)怏w則最好在與氣化劑的側(cè)面入口相對(duì)的地方抽出。
按照本發(fā)明，氣化過(guò)程在氣化裝置中的調(diào)節(jié)通過(guò)繪制沿氣化裝置的高度的溫度分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，將通過(guò)移動(dòng)爐條的運(yùn)動(dòng)因而即通過(guò)排灰速度來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)于最大溫度區(qū)的主氣化區(qū)的垂直位置。根據(jù)廢棄物或殘留物的種類(lèi)而不同的最佳氣化溫度將通過(guò)氣化劑流的大小與成份進(jìn)行調(diào)節(jié)，而氣化爐的功率則通過(guò)其氣化劑入口的寬度和由上下疊置的入口位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
按照本發(fā)明的方法，將通過(guò)調(diào)節(jié)部分氣化的固體物質(zhì)散料區(qū)域內(nèi)的排灰速度來(lái)加強(qiáng)密實(shí)度(Verdichtung)，以致不會(huì)形成空腔，否則，就可能存在氣化劑的供大于求，產(chǎn)生固體物質(zhì)散料的燃燒而不是氣化。
所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w完全或部分地不需要進(jìn)一步處理，就可以送給在氣化裝置下方結(jié)構(gòu)單元中設(shè)置的公知結(jié)構(gòu)形式的燃燒室并趁熱利用所產(chǎn)生的燃燒氣體。但是，比較有益的則是將可燃?xì)怏w送入用于產(chǎn)生電能的工作機(jī)。殘余的熱量將趁熱通過(guò)加熱鍋爐得到利用。在吸走熱量以后，燃燒廢氣將經(jīng)受煙氣凈化(最好包含活性焦濾器)，緊接著通過(guò)煙囪到達(dá)大氣。
一種在一個(gè)氣化裝置，最好是帶燃燒室的結(jié)構(gòu)單元中，以空氣或含空氣或含氧氣的混合物作為氣化劑，并通過(guò)含碳產(chǎn)品，特別是用以合適的方式控制或處理的廢棄物和殘留物制造的含碳產(chǎn)品的氣化制造可燃?xì)怏w的設(shè)備，其特征為，氣化裝置配備有傾斜放置的爐條，該爐條最好做成階梯式爐條，它使氣化劑能夠送入并可通過(guò)一個(gè)合適的機(jī)構(gòu)被移動(dòng)。這樣，就可能在排灰的同時(shí)得到部分氣化的固體物質(zhì)散料的要求的密實(shí)度。
按照權(quán)利要求4，設(shè)備即氣化裝置用兩層的隔熱-冷卻系統(tǒng)包圍，這些層用穿有小孔的中間壁隔開(kāi)，此時(shí)，外面的隔熱層有一個(gè)或多個(gè)用于冷卻空氣進(jìn)入的開(kāi)口，而內(nèi)面的冷卻層則有一個(gè)或多個(gè)用于冷卻空氣排出的開(kāi)口。
此時(shí)，特別重要的是，冷的冷卻氣流(一般是氣化劑)首先冷卻隔熱-冷卻系統(tǒng)的外壁，然后沿平面流過(guò)穿有小孔的中間壁，由此以后沿平面噴吹在氣化裝置的整個(gè)內(nèi)殼上。由此，在有益地預(yù)熱氣化劑的同時(shí)，還可使氣化裝置的內(nèi)殼得到均勻強(qiáng)烈的冷卻。
下面將按照一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
在圖中示出了按照本發(fā)明的設(shè)備的原理性結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明的氣化裝置設(shè)有一傾斜布置的爐條1，此時(shí)，一部分氣化劑通過(guò)此爐條1送至要?dú)饣奈镔|(zhì)，其主要目的為充分轉(zhuǎn)換仍然在進(jìn)爐物料的灰中存在的碳。其它的氣化劑部分將在固體物質(zhì)布料處的上方送入氣化爐，其主要任務(wù)將要?dú)饣奈镔|(zhì)的低溫干餾產(chǎn)品沖進(jìn)氣化區(qū)，從而導(dǎo)致充分的氣化。大部分氣化劑將通過(guò)入口2從側(cè)面送入氣化裝置。通過(guò)改變側(cè)面的氣化劑入口的寬度，就可確定氣化區(qū)的尺寸從而確定氣化功率。當(dāng)要?dú)饣奈镔|(zhì)的流動(dòng)方向?yàn)閺纳现料聲r(shí)，則在氣化裝置的下部將實(shí)現(xiàn)逆流，在上部將形成順流，在中部即主氣化區(qū)將實(shí)現(xiàn)橫流?？扇?xì)怏w將在與側(cè)面入口2相對(duì)的一側(cè)，在傾斜放置的爐條1的最上段、在出口3處被抽出。通過(guò)本發(fā)明的混合流氣化，一方面可以做到充分轉(zhuǎn)換在待氣化的物質(zhì)中所含的碳，另一方面可以做到充分轉(zhuǎn)化最初產(chǎn)生的低溫干餾產(chǎn)品，從而使可燃?xì)怏w不含可冷凝的有機(jī)物質(zhì)和焦油狀物質(zhì)。
按照本發(fā)明，傾斜放置的爐條1做成階梯形爐條或按另一種方式做成不是平面形的，并且作為移動(dòng)爐條可移動(dòng)地安放。通過(guò)用合適的驅(qū)動(dòng)裝置4移動(dòng)，則灰可經(jīng)過(guò)排出口5排出并到達(dá)儲(chǔ)灰室6。通過(guò)將可燃?xì)怏w與灰在空間上隔開(kāi)的排出，可燃?xì)怏w進(jìn)一步去掉含碳和礦物質(zhì)的懸浮粒子。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)為氣化裝置周?chē)母魺嵋焕鋮s系統(tǒng)。冷卻空氣首先到達(dá)外隔熱層7并由該處通過(guò)穿有小孔的中間壁8到達(dá)內(nèi)冷卻層9，在該處實(shí)現(xiàn)氣化爐殼12的真正的冷卻。經(jīng)過(guò)預(yù)熱的空氣在出口10處離開(kāi)隔熱—冷卻系統(tǒng)并用作氣化劑或助燃空氣。
如同已經(jīng)描述的一樣，氣化過(guò)程在氣化裝置中的調(diào)節(jié)通過(guò)繪制沿氣化裝置的高度的溫度分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，將通過(guò)爐條1的移動(dòng)因而即通過(guò)灰的排放調(diào)節(jié)相應(yīng)于最大溫度區(qū)的主氣化區(qū)的位置。根據(jù)廢棄物質(zhì)或殘留物質(zhì)的種類(lèi)而不同的最佳氣化溫度將通過(guò)氣化劑流的大小與成分進(jìn)行調(diào)節(jié)，而氣化裝置的功率則通過(guò)其氣化區(qū)的寬度和根據(jù)氣化劑入口的寬度通過(guò)多個(gè)上下疊置的入口2進(jìn)行調(diào)節(jié)。
所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w完全或部分地不需要進(jìn)一步處理，就可以送給在氣化裝置下方結(jié)構(gòu)單元中設(shè)置的公知的結(jié)構(gòu)方式的燃燒室11，并趁熱利用所產(chǎn)生的燃燒氣體。但是，比較有利的則是將可燃?xì)怏w送入用于產(chǎn)生電能的工作機(jī)。殘余的熱量將趁熱通過(guò)加熱鍋爐得到利用。在吸走熱量以后，燃燒廢氣將經(jīng)受煙氣凈化(最好包含活性焦濾器)，緊接著通過(guò)煙囪進(jìn)入大氣。
權(quán)利要求
1.一種在氣化裝置中用于調(diào)節(jié)從含碳固體物質(zhì)，特別是用以合適的方式控制或處理的廢棄物和殘留物生成的含碳固體物質(zhì)通過(guò)用氣化劑氣化制造可燃?xì)怏w的方法，該氣化劑由空氣或含氧混合物組成，此時(shí)，要?dú)饣墓腆w物質(zhì)從上向下經(jīng)過(guò)氣化裝置，在要?dú)饣墓腆w物質(zhì)的氣化基本上在爐條上方的氣化區(qū)中進(jìn)行，混合流中的氣化劑從下面通過(guò)爐條送入，和/或從氣化區(qū)的上方和側(cè)面送入，而可燃?xì)怏w則在與氣化劑的側(cè)面入口相對(duì)的地方從氣化裝置抽出，此時(shí)，氣化劑的主流從氣化區(qū)的側(cè)面送入，而氣化過(guò)程的調(diào)節(jié)則根據(jù)在散料中所測(cè)得的溫度分布進(jìn)行，其特征為，-主氣化區(qū)的垂直位置通過(guò)灰從氣化裝置中的排放速度來(lái)調(diào)節(jié)；-最佳氣化溫度通過(guò)調(diào)節(jié)氣化劑流和部分已經(jīng)氣化的散料的機(jī)械密實(shí)來(lái)調(diào)節(jié)；-氣化裝置的功率通過(guò)調(diào)整氣化區(qū)的寬度來(lái)調(diào)節(jié)和通過(guò)氣化劑的輸入和灰的排放的確定的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)整。
2.一種用于用含碳固體物質(zhì)，特別是由以合適的方式控制或處理的廢棄物或殘留物生成的含碳固體物質(zhì)制造可燃?xì)怏w的設(shè)備，其中，要?dú)饣墓腆w物質(zhì)從上向下經(jīng)過(guò)氣化裝置，在要?dú)饣墓腆w物質(zhì)的散料中的氣化基本上在爐條上方產(chǎn)生，它有一種結(jié)構(gòu)，可將混合流中的氣化劑從下面通過(guò)爐條送入和/或從上方和側(cè)面送入，而可燃?xì)怏w則在與氣化劑的側(cè)面入口相對(duì)的地方抽出，其特征為，氣化裝置有一個(gè)傾斜放置的爐條(1)，它配備一個(gè)能使?fàn)t條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，這樣，就可使已經(jīng)部分氣化的散料在這個(gè)區(qū)域得到密實(shí)。
3.一種如權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征為，傾斜放置的爐條(1)是階梯形爐條。
4.一種如權(quán)利要求2或3的設(shè)備，其特征為，氣化裝置的外壁有一個(gè)由兩層的隔熱-冷卻系統(tǒng)組成的隔熱結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)的單個(gè)的層用一個(gè)穿有小孔的中間壁(8)彼此隔開(kāi)，其中，設(shè)有一種裝置，通過(guò)它將冷的助燃劑引至外層，而該外層是一隔熱層(7)，以后，助燃劑主要越過(guò)穿有小孔的中間壁(8)的整個(gè)表面引入內(nèi)層，該內(nèi)層是一冷卻層(9)，熱的助燃燒劑從內(nèi)層被引出并至少通過(guò)側(cè)面的通道(2)被引至氣化裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氣化含碳產(chǎn)品、特別是以合適的方式控制或處理的廢棄物和殘留物的方法和設(shè)備。氣化在混合流中進(jìn)行,該混合流由逆流、順流和橫流組成。通過(guò)作為階梯式爐條形成的傾斜放置的爐條,一部分氣化劑被引入,而灰則在爐條的下端排出?？扇?xì)怏w的抽出則在與氣化劑的側(cè)面入口相對(duì)的地方在爐條的上面段實(shí)現(xiàn)。氣化裝置用一個(gè)兩層的隔熱－冷卻系統(tǒng)包圍,此時(shí),用空氣作為隔熱劑與冷卻劑。氣化的調(diào)節(jié)通過(guò)氣化裝置的溫度分布實(shí)現(xiàn),此時(shí),主氣化區(qū)的位置通過(guò)排灰調(diào)節(jié),氣化溫度通過(guò)氣化劑流調(diào)節(jié),而功率則通過(guò)氣化區(qū)寬度調(diào)節(jié)。產(chǎn)生的可燃?xì)怏w最好在某個(gè)工作機(jī)中用于生產(chǎn)電能。廢氣最好用活性焦濾器凈化。
文檔編號(hào)C10J3/02GK1189184SQ96195129
公開(kāi)日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1996年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月27日
發(fā)明者諾貝特·托普夫, 岡特·賴(lài)歇根, 迪特爾·哈恩, 岡特·利布施 申請(qǐng)人:利用和排除廢料有限責(zé)任公司