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TWI447221B - 用於製造合成氣體設備 - Google Patents

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TWI447221B
TWI447221B TW098128604A TW98128604A TWI447221B TW I447221 B TWI447221 B TW I447221B TW 098128604 A TW098128604 A TW 098128604A TW 98128604 A TW98128604 A TW 98128604A TW I447221 B TWI447221 B TW I447221B
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Description

用於製造合成氣體設備
本發明係一種用於製造合成氣體設備，此種設備具有一反應器及一與該反應器連接之氣體冷卻器/淨化器。
這一類的設備已有各式各樣不同的構造方式及組成方式。
製造合成氣的一種方法是以一種含氧氣體將含碳燃料氣化。氣化時會產生一種含一氧化碳的氣體，如果原始氣體有混合水蒸氣，則所產生的含一氧化碳的氣體也會含有氫。在製造合成氣體時，應先將含碳燃料磨碎，然後在高溫下轉變成撞擊流層氣化或渦流層氣化。由於製造過程的關係，以這種方式製成的合成氣體會受到微粒及酸性氣體污染，因此通常需要接著進行一道氣體洗滌過程。這個過程是在氣體洗滌塔內進行，也就是用一種化學或物理洗滌液清洗所產生的合成氣體。
反應器與氣體洗滌塔之間通常是經由管道連接，但由於反應器與氣體洗滌塔在空間上的距離關係，這些連接管道通常都很長而且會有拐彎的地方，同時還必須將管道的熱膨脹考慮進去。此外，很長的管道也會增加合成氣體設備的材料的使用量。基於上述原因，有必要縮短管道的長度。
本發明的目的是提出一種解決方案，這個解決方案要能夠盡可能縮短反應器及氣體冷卻器/淨化器之間的連接距離，而且還要能夠平衡因不同溫度產生的熱膨脹。
採用本文開頭提及之設備即可達到上述目的，此種設備之特徵為反應器及氣體冷卻器/淨化器之間的連接是由一水平連接件所構成，且該連接件具有一個由扼流元件構成的文丘里元件。
這種水平的"短連接”具有一系列的優點。例如氣流可以從反應器的側面流出，並沿著水平方向流入氣體洗滌塔。
根據本發明的一種改良方式，位於內部的扼流元件是可以調整的。
根據本發明的一種實施方式，反應器的位置是固定的，其中連接件在構成固定點之外殼邊緣範圍被定位在反應器上，同時氣體冷卻器/淨化器具有可以水平移動的軸承。
水平連接的另外一個優點是可以減少發生黏附、沉積、以及腐蝕等情況。可以將連接件設計成具有一或多個水平放置的元件，此種元件可以經由一位於外部的調整裝置改變氣流通過的斷面，以便透過流速調整除塵品質而能夠更好的適應不同的氣流。此種元件也可以是調節元件或扼流元件。
連接件係設置在氣體冷卻器/淨化器的頂端部分，其中氣體是從氣體洗滌塔筐的外緣及/或中心被引導向下通過氣體洗滌塔筐，以便之後再轉向沿著重力方向的反方向流過氣體洗滌塔。
本發明也提出一種將從反應器流出的氣體引導到氣體洗滌塔，以製造合成氣體的方法，這種方法的特徵是從重力方向將氣體向上轉向，並使氣體流過一水平管/文丘里洗滌器，進入氣體冷卻器/淨化器的頂端部分，然後從該處通過氣體洗滌塔筐的外緣及/或中心流入氣體洗滌塔的底部儲槽，接著再被轉向朝重力反向的方向流過氣體洗滌塔筐，最後變成淨化的合成氣體流出氣體洗滌塔。
以下配合圖式對本發明的其他特徵、細節、以及優點做進一步的說明。
第1圖顯示一煤氣化器反應器，該反應器經由一本發明之連接件與氣體洗滌塔連接。將含碳燃料(2)及含氧的反應氣體(3)輸入煤氣化反應器(1)即可產生煤氣化反應。離開反應區(1a)的合成氣體與輸入的外來媒介物混合並流入冷卻區(4)被冷卻。這樣就可以獲得冷卻的合成氣體(4a)。在反應器內沉積出來的固體物大部分會朝方向(4b)被向下排出。
合成氣體會轉向流入一具有扼流元件(6)的連接件(5)。扼流元件(6)的形狀使其對流過的氣體產生文丘里效應。氣體離開文丘里洗滌器後流入氣體洗滌塔。氣體在離開連接件之出口處後會被轉向(6a)。氣體被轉向後流入一位於氣體洗滌塔壁(7)及氣體洗滌塔筐(8)或內管之間的環形區(7a)。在氣體洗滌塔的底部氣體會被轉向並在氣體洗滌塔筐(8)內向上流動，最後從氣體排出管(9)排出。這樣就可以獲得淨化的合成氣體(10)。氣體洗滌塔被支在輥式支座(7b，7c)上，以平衡連接件的熱膨脹。除了輥式支座外，也可以利用其他裝置平衡連接件的熱膨脹，例如滑動板或其他類似裝置。
第2圖顯示一煤氣化器反應器，該反應器經由一本發明之連接件與氣體洗滌塔連接。將含碳燃料(2)及含氧的反應氣體(3)輸入煤氣化反應器(1)即可產生煤氣化反應。離開反應區(1a)的合成氣體與輸入的外來媒介物混合並流入冷卻區(4)被冷卻。這樣就可以獲得冷卻的合成氣體(4a)。在反應器內沉積出來的固體物大部分會朝方向(4b)被向下排出。
合成氣體會轉向流入一具有扼流元件(6)的連接件(5)。扼流元件(6)的形狀使其對流過的氣體產生文丘里效應。氣體離開文丘里洗滌器後流入氣體洗滌塔(7)。氣體會在氣體洗滌塔內被轉向通過一根內管向下流到氣體洗滌塔的底部(8b)。氣體在氣體洗滌塔的底部儲槽會被轉向流過側面的氣體洗滌塔筐(8)，而且其流動方向與迎面而來的液體相反。
氣體向上流動並離開側面的氣體洗滌塔筐(8)，然後從位於氣體洗滌塔頂蓋上的氣體排出管(9)離開氣體洗滌塔。這樣就可以獲得淨化的合成氣體(10)。氣體洗滌塔被支在輥式支座(7b，7c)上，以平衡連接件的熱膨脹。
本發明的範圍並非僅限於以上所舉的實施例。尤其是水平連接件的內部構造可以不同於前面說明的構造方式，同時平衡水平件之熱膨脹用的可移動的支座也可以被設計成其他的型式，至於反應器及氣體洗滌塔的共同的安裝組件則不需在此重複說明。
1．．．煤氣化反應器
1a．．．反應區
2．．．磨碎的含碳燃料
3．．．含氧的反應氣體
4．．．冷卻區或淬火區
4a．．．粗合成氣體
4b．．．氣化反應產生的沉積固體物
5．．．管狀連接件
6．．．扼流元件
6a．．．在氣體洗滌塔入口處被轉向的合成氣體流
7．．．氣體洗滌塔
7a．．．環形區
7b．．．氣體洗滌塔的輥式支座
7c．．．導引元件
8．．．氣體洗滌塔筐
9．．．氣體排出管
10．．．淨化的合成氣體
第1圖及第2圖：煤氣化反應器及與其連接之氣體洗滌塔的兩個示意圖。
1．．．煤氣化反應器
1a．．．反應區
2．．．磨碎的含碳燃料
3．．．含氧的反應氣體
4．．．冷卻區或淬火區
4a．．．粗合成氣體
4b．．．氣化反應產生的沉積固體物
5．．．管狀連接件
6．．．扼流元件
6a．．．在氣體洗滌塔入口處被轉向的合成氣體流
7．．．氣體洗滌塔
7a．．．環形區
7b．．．氣體洗滌塔的輥式支座
7c．．．導引元件
8．．．氣體洗滌塔筐
9．．．氣體排出管
10．．．淨化的合成氣體

Claims (5)

  1. 一種用於製造合成氣體設備，具有一反應器及一與該反應器連接之氣體冷卻器/淨化器，其特徵為：反應器(1)及氣體冷卻器/淨化器(7)之間的連接是由一水平連接件(5)所構成，且該連接件(5)具有一由扼流元件(6)構成的文丘里元件。
  2. 如申請專利範圍第1項的設備，其中位於內部的扼流元件(6)是可以調整的。
  3. 如申請專利範圍中第1項或第2項的設備，其中反應器(1)的位置是固定的，其中連接件(5)在構成固定點之外殼邊緣範圍被定位在反應器(1)上，同時氣體冷卻器/淨化器(7)具有可以水平移動的支座(7b)。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項的設備，其中連接件(5)係設置在氣體冷卻器/淨化器(7)的頂端部分，其中氣體是從氣體洗滌塔筐的外緣及/或中心被引導向下通過氣體洗滌塔筐(8)，以便之後再轉向沿著重力方向的反方向流過氣體洗滌塔。
  5. 一種製造合成氣體的方法，該方法使從反應器排出的氣體流入氣體洗滌塔，其特徵為：從重力方向將氣體向上轉向，並使氣體流過一水平管/文丘里洗滌器，進入氣體冷卻器/淨化器的頂端部分，然後從該處通過氣體洗滌塔筐的外緣及/或中心流入氣體洗滌塔的底部儲槽，接著再被轉向朝重力反向的方方向流過氣體洗滌塔筐，最後變成淨化的合成氣體流出氣體洗滌塔。
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