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含有可燃性固形物和水的混合物的供料方法技术

技术编号:2369104 阅读:219 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种方法,其特征是通过加热器对含有可燃性固形物和水的混合物进行加热,使该混合物中的至少一部分水形成水蒸气状态,接着将所有该混合物供应给燃烧炉或者气化炉,其中至少在加热器和燃烧炉或者气化炉之间用泵输送该混合物的方法中,泵的输出压力比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高1.5MPa至22.12MPa,并且至少一部分水形成水蒸气状态的上述混合物的流速,在加热器内配管以及从加热器出口到燃烧炉或者气化炉入口的配管内为6~50m/秒。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及把含有可燃性固形物和水的混合物提供给燃烧炉或者气化炉的方法,更详细地涉及使上述混合物中所含的至少一部分水形成水蒸气状态,并将该混合物提供给燃烧炉或者气化炉的方法。
技术介绍
现在,作为把含有可燃性固形物,例如微粉炭或纤维素系固体废弃物质的水浆提供给燃烧炉或者气化炉的手段,是使用高压水蒸气或空气等气体直接把该淤浆喷雾到燃烧炉或者气化炉中的方法。该淤浆,含有相对于淤浆重量为27~80重量%的水,该水在燃烧炉或者气化炉内部蒸发。在微粉炭和水形成的淤浆中,相对于淤浆重量的水重量通常为27~50%。在纤维素系固体废弃物与水形成的淤浆中,如果相对于淤浆重量的水重量最大为50%时,则多数情况下不能形成淤浆。因此根据纤维素系固体废弃物质的种类不同,很多情况下相对于淤浆重量的水含量必需在50%或以上,特别是70~80%。因此,由可燃性固形物部分燃烧而产生的能量的一部分被用于水的蒸发潜热,导致炉内温度降低以及由此而引起的未燃烧碳的增加。在气化炉内,由于炉内温度降低会产生熔融煤灰的附着,导致排除熔融灰的管线堵塞等故障。为了避免这些故障,必须防止炉内温度降低。为此,在该老方法中,向燃烧炉或者气化炉内提供的氧,比根据煤的构成元素比率进行计算得到的理论必需氧量多。特别是在气化中,为了使用含有高熔融温度灰的微粉炭等,必须将气化炉内的温度保持在比较高的温度。因而在这种老方法中,很难使用含高熔融温度灰分的煤。不得已,当使用含高熔融温度灰分的煤时,必须使用价格昂贵的降低熔点的添加剂。另外,当为了促进气化炉内的煤灰熔融,使煤灰容易从气化炉的底部排出,顺利进行气化装置的操作,必需提供更多的氧,使气化温度有若干程度提高。由于以上种种原因,老方法中的气化效率低。大家还了解一种煤的气化方法,其特征是在向气化炉内提供煤和水而对煤进行气化的方法中,至少一部分水是以水蒸气状态提供给气化炉的(参照特开2002-155288号公报)。如果按照该方法,通过水蒸气将煤提供到气化炉中。因此在提供给气化炉之前,优选对含有煤和水的混合物中所含的所有水全部进行气化,使其形成水蒸气,所以可以克服上述缺点。上述方法是把固液系混合物变换成气固系混合物或气液固系混合物,而提供给炉的方法。作为连续地把固液系淤浆提供给热交换器进行加热,使之形成气固系或气液固系,再提供给蒸发装置,回收溶剂的设备,市场上出售了ホソカワミクロン株式会社制造的クラツクスシステム(商标)。但是该装置中,溶剂在热交换器内一下子蒸发,在热交换器出口处气固系的流速超过声速。因此如果将该装置用于煤等可燃性固形物,则会产生明显的磨耗。1979年美国能源部关于对煤水混合物(CWM)进行加热,在急骤干燥槽中进行气固分离,将微粉炭提供给气化炉的方法申请了专利(参照美国专利第4153427号的说明书)。但是进行气固分离后的微粉炭不能达到完全干燥的状态,因此微粉炭凝固,很难连续向气化炉中供料,所以尚未达到实用阶段。
技术实现思路
本专利技术提供在使合有可燃性固形物和水的混合物中的至少一部分水形成水蒸气状态,提供给燃烧炉或者气化炉的过程中,几乎不产生该混合物流动在配管内形成的磨耗,并且不引起可燃性固形物沉降等,能够稳定地将该混合物提供给燃烧炉或者气化炉的方法。过去在把煤和水提供给气化炉而对煤进行气化的过程中,如果使至少一部分水形成水蒸气状态提供给气化炉,则存在着加热器内的配管和向气化炉内供料的配管的磨耗很严重的问题。为了解决该问题,考虑了增大加热器内配管以及供料配管的内径,降低流体流速的方法。但是如果将这些配管内径增大到不产生磨耗的程度,则此时不能顺利地对煤进行输送,同时还会产生煤向这些配管内沉降的问题。为了解决这些问题,本专利技术者进行了各种研究,结果发现在使用泵向燃烧炉或者气化炉中输送含有煤等可燃性固形物和水的混合物的过程中,如果把其输出压力设定到下述规定的比较高的压力范围,将配管直径设定到适当范围,就可以适当控制混合物的流速,并且混合物流动在配管内几乎不产生磨耗,还不会引起可燃性固形物沉降,从而可以稳定地向上述炉内提供混合物。也就是,本专利技术涉及(1)一种方法,其特征是通过加热器对含有可燃性固形物和水的混合物进行加热,使该混合物中的至少一部分水形成水蒸气状态,接着将所有该混合物提供给燃烧炉或者气化炉,这里,至少在加热器和燃烧炉或者气化炉之间,用泵输送该混合物的方法中,泵的输出压力比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高1.5MPa至22.12MPa,并且至少一部分水形成水蒸气状态的上述混合物的流速,在加热器内配管以及从加热器出口到燃烧炉或者气化炉入口的配管内为6~50m/秒。作为优选方案,还可以列举(2)根据前述(1)中所述的方法,其中,泵的输出压力在比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高3.0MPa至比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高15.0MPa之间,(3)根据前述(1)中所述的方法,其中,泵的输出压力在比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高4.0MPa至比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高15.0MPa之间,(4)根据前述(1)~(3)任意一项中所述的方法,其中,上述流速是8~40m/秒,(5)根据前述(1)~(3)任意一项中所述的方法,其中,上述流速是10~40m/秒,(6)根据前述(1)~(5)任意一项中所述的方法,其中,通过沿着该混合物流动方向增大加热器内配管的内径,使混合物内的水上逐渐渐渐地形成水蒸气状态,(7)根据前述(1)~(5)任意一项中所述的方法,其中,通过沿着该混合物流动方向逐级地增大加热器内配管的内径,使混合物中的水,逐级地形成水蒸气状态,(8)根据前述(7)中所述的方法,其中,在内径不同的配管和配管之间设置减压阀,通过减压阀,使混合物中的水形成水蒸气状态,(9)根据前述(7)或(8)中所述的方法,其中,加热器内配管的内径是分2~12级增大的, (10)根据前述(7)或(8)中所述的方法,其中,加热器内配管的内径是分4~12级增大的,(11)根据前述(7)或(8)中所述的方法,其中,加热器内配管的内径是分6~12级增大的,(12)根据前述(7)~(11)任意一项中所述的方法,其中,在配管内径刚增大之后或紧邻减压阀之后吹入非燃烧性气体,(13)根据前述(12)中所述的方法,其中,非燃烧性气体是水蒸气、氮气或二氧化碳,(14)根据前述(1)~(13)任意一项中所述的方法,其中,实质上所有的水都形成水蒸气状态,(15)根据前述(1)~(14)任意一项中所述的方法,其中,通过该加热器进行的加热是在1.5~22.12MPa的压力,150~450℃的温度下进行的,(16)根据前述(1)~(14)任意一项中所述的方法,其中,通过该加热器进行的加热是在3.0~22.12MPa的压力,200~400℃的温度下进行的,(17)根据前述(1)~(14)任意一项中所述的方法,其中,通过该加热器进行的加热是在4.0~20.0MPa的压力,200~365℃的温度下进行的,(18)根据前述(1)~(17)任意一项中所述的方法,其中,该加热是使用200~600℃的载热介质进行的,(19)根据前述(1)~(18)任意一项中所述的方法,其中,在从加热器出口到燃烧炉或者气化炉之间设置压力调节阀,(20)根据前述(1)~(19)任意一项中所述的方法,其中本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:片山优久雄
申请(专利权)人:片山优久雄
类型:发明
国别省市:

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