TW201319242A

TW201319242A - 將再生性燃料饋料至氣化反應器中的輻射鍋爐套管區域內的裝置和方法

Info

Publication number: TW201319242A
Application number: TW101123139A
Authority: TW
Inventors: Norbert Ullrich
Original assignee: Thyssenkrupp Uhde Gmbh
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-05-16
Also published as: WO2013007341A1; DE102011107726A1; DE102011107726B4

Abstract

本發明係關於一種將再生性燃料饋料至煤氣化反應器中之輻射鍋爐套管區域內之裝置，該等氣化反應器由反應空間（其中燃燒器配置於反應空間中）及冷卻空間組成，且冷卻空間裝備有用於冷卻及固化液態爐渣之輻射鍋爐套管，其中根據本發明，配置輻射鍋爐套管之冷卻空間之環形部分裝備有經由輻射鍋爐套管引入冷卻空間內之燃燒器，再生性燃料可經由該等燃燒器引入冷卻空間內。再生性燃料可經由此裝置經由輻射鍋爐套管引入冷卻空間內，該冷卻空間定位在反應空間下方，以使熱合成氣之熱焓亦可在冷卻空間中用於再生性燃料之後氣化反應。本發明亦係關於一種經由煤氣化反應器冷卻空間之輻射鍋爐套管饋料再生性燃料之方法，及由該方法產生之合成氣之用途。

Description

將再生性燃料饋料至氣化反應器中的輻射鍋爐套管區域內的裝置和方法

本發明係關於一種將再生性燃料饋料至氣化反應器中之輻射鍋爐套管區域內之裝置，該等氣化反應器由反應空間(其中燃燒器位於反應空間中)及冷卻空間(其中冷卻空間裝備有用於冷卻及固化液態爐渣之輻射鍋爐套管)組成，其中根據本發明，定位輻射鍋爐套管之冷卻空間部分將裝備有經由輻射鍋爐套管引入冷卻空間內之燃燒器，允許再生性燃料沿冷卻空間封閉容器之切向引入冷卻空間內。以此方式，即使在用於使再生性燃料後氣化之冷卻空間中，亦可更有效地利用熱合成氣之熱焓。本發明亦係關於一種將再生性燃料經由輻射鍋爐套管沿反應器壁之切向引入煤氣化反應器之冷卻空間內之方法，及由該方法產生之合成氣之用途。

在大多數具體實例中，煤氣化反應器由反應空間(其中合成氣藉由使其與冷卻器外部介質混合來冷卻)及爐渣收集槽(其裝滿水且經冷卻之爐渣隨後引入該爐渣收集槽內)組成。反應空間含有燃燒器，該等燃燒器用於將含碳燃料與含氧氣體的混合物引入，以在挾帶流氣化反應中產生合成氣。

在大多數具體實例中，冷卻空間直接垂直伸展於反應空間下方，以使含有液化爐渣及灰分之合成氣最初與灰分及爐渣一起到達冷卻空間。在冷卻空間中，熱合成氣與冷卻器外部介質摻合以使此熱合成氣冷卻，且排出大部分灰分及爐渣。整個裝置懸掛於耐壓封閉容器中以有助於執行反應之高壓及高溫。

所排出之爐渣及灰分由冷卻空間轉移至位於冷卻空間下方之爐渣收集槽內。在大多數具體實例中，該爐渣收集槽亦用於收集渣水。在爐渣收集槽中，該渣水經由壓力閘自反應容器中處置出去。合成氣經由側向出料連接器供應以用於進一步處理及使用。實際煤氣化反應典型地發生在超過1400℃至1500℃之溫度及0.5 MPa至8 MPa之壓力下。在離開冷卻空間之後，該合成氣具有約900℃之溫度，且在其與冷卻器外部介質混合之後，其仍具有在200℃與300℃之間的溫度。此合成氣在此溫度下藉助於反應器自封閉容器中引出。

DE 102008012734 A1描述一種根據先前技術回收由煤氣化反應產生之合成氣之方法及裝置，其中所生成之合成氣在位於反應器內頂部處之第一反應器空間中產生，輸入材料在該第一反應器空間之頂部區域中饋入，且液態爐渣在該第一反應器空間之側壁上沈積(該液態爐渣可自由流動，且此爐渣表面無硬化)，且該第一反應器空間之底部上定位有具有滴落棱邊(drip down edge)之開口，由該開口將所回收之合成氣向下移動且向下流動之液態爐渣可滴落，且設計為冷卻空間之第二空間連接於開口之底部，且第二空間藉由水膜限制，在該第二空間中第三空間連接於第二空間之底部，在該第三空間中藉由向合成氣內饋水來發生冷卻，且設計為爐渣連接槽之水浴連接於第三空間之底部，且在第三空間之底部或側面(但在水浴上方)，所生成之且經冷卻之合成氣自壓力容器中引出。反應空間下方之第二空間設計為冷卻空間且含有側向限制性水膜以防止沈積。

由於吾人力圖獲得儘可能不含爐渣及灰分之合成氣，故存在冷卻空間裝備有所謂輻射鍋爐套管之煤氣化反應器具體實例。此等輻射鍋爐套管充當冷卻板且定位於氣化反應器之側壁上。同時，反應容器受此方法保護。自反應空間中流出之合成氣具有角動量，使得其與冷卻器輻射鍋爐套管接觸。在該製程期間，爐渣固化且由於重力作用或由於氣體流動而落入爐渣收集槽內。

DE 102005041930 A1描述一種用含游離氧之氧化劑藉助於部分氧化使固體燃料在具有固體燃料之挾帶流內氣化之方法，其中將粉煤饋料至氣動計量系統內且粉煤經由貯槽到達至少一個壓力閘，且在加載無冷凝物之氣體之後饋料至計量容器內，在該計量容器底部引入惰性氣體，以便形成流化床，該流化床經由輸送管道到達反應器之燃燒器，使經由輸送管道饋料至反應器內之粉煤與含游離氧之氧化劑一起在具有冷卻幕之反應空間中進行部分氧化，燃料灰分在此熔融，且與熱氣化氣體一起經由排出裝置轉移至驟冷器之驟冷室內，且使經驟冷之蒸汽飽和的原料氣體進行原料氣體洗滌或機械除塵以清除所挾帶之微粒。驟冷器中定位有一個或數個噴嘴環，藉助於該等噴嘴環注入所需驟冷水，其中噴嘴末端與內部磨損殼層(inner wear shell)齊平，該內部磨損殼層由金屬環形件製成，配置在反應器壓力殼層上以保護反應器壓力殼層。

DE 102005041931 A1描述一種用含游離氧之氧化劑藉助於部分氧化使挾帶流中之固體燃料氣化之方法，該方法由以下製程步驟組成：對粉煤進行氣動計量、在具有冷卻之反應器空間輪廓之反應器中進行氣化反應、部分驟冷、冷卻、原料氣體洗滌及部分冷凝，其中粉煤經由貯槽到達至少一個壓力閘，且在加載無冷凝物之氣體之後饋料至計量容器內，在該計量容器底部引入惰性氣體，以便形成流化床，該流化床經由輸送管道到達反應器之燃燒器，且其中經由輸送管道饋料至反應器內之粉煤與含游離氧之氧化劑一起在具有冷卻幕之反應空間中進行部分氧化，其中粉煤灰分在此熔融，且與熱燃燒氣體一起經由排出裝置轉移至驟冷器之驟冷室內且進行部分驟冷，且使經部分驟冷之原料氣體在廢熱鍋爐中冷卻，且隨後進行清潔及進一步處理。

在該發明之一具體實例中，驟冷器空間直接通向廢熱鍋爐，該廢熱鍋爐中定位有用於產生蒸汽之管道，且其下部定位有使用水浴移除原料氣體及爐渣之開口。以此方式，廢熱鍋爐之熱量可用於產生蒸汽。

許多具體實例將合成氣引入裝備有輻射鍋爐套管之冷卻空間內，其中輻射鍋爐套管由內部磨損殼層(其自金屬製得用於保護反應器壓力殼層)組成或由管道(水經由該等管道引導用於產生蒸汽)組成。兩種具體實例均具有以下目的：不直接將熱合成氣引入冷卻空間內，或不直接朝向封閉容器之輻射鍋爐套管引導熱合成氣，而是冷卻，以使爐渣可固化且自合成氣排出。

有時亦可能朝向為此目的而設置之冷卻板(亦稱為「擋板(bulkhead)」)引導含有爐渣之熱合成氣，其中此等冷卻板沿冷卻空間及整個反應器之垂直伸展的幾何中心軸方向錐形同心伸展。此等冷卻板亦可由管道組成。後者則宜與氣流方向平行以改良冷卻。

在本發明之一典型具體實例中，已在反應器中使合成氣適當地具備有角動量，以使後者不直接垂直引入冷卻空間內，而是已以微小角動量朝向冷卻空間中之冷卻板。反應器自身具有漏斗形出口，其使氣體速度增加，且因此加強熱合成氣朝向冷卻板之方向。定位在冷卻板周圍之實際壁常裝備有管道，該等管道保護壁免受合成氣之高溫。用於外部介質之入口噴嘴沿氣流方向定位在冷卻板或擋板之後方。

此方法具有離開反應器之合成氣之顯熱仍未使用之缺點。合成氣離開反應器時之溫度超過1500℃，且在藉由供應冷卻性氣態、汽態或液態外部介質進行冷卻之後為200℃至300℃。以此方式，合成氣之熱量在未使用之情況下損失。

因此，將定位於反應器出口與輻射鍋爐套管之間的合成氣之熱量用於化學製程將較有利，其中應考慮冷卻空間中用於此化學製程進程所需之特定停留時間。因此，存在使以下方法可用之問題：其在反應器出口之後將合成氣之焓或顯熱直接用於後續製程，確保冷卻空間中之停留時間增加，且仍然有助於藉由冷卻空間中之輻射鍋爐套管及在輻射鍋爐套管後方沿氣流方向供應外部介質來冷卻合成氣。

本發明利用以下裝置解決此問題：其中燃燒器沿反應器壁之切向以一定角度定位於冷卻空間中，藉此所注入之燃料受到圍繞冷卻空間之中心軸引導之角動量，以使所注入之材料在冷卻空間中之停留時間增加，且因此以合成氣之剩餘熱焓促進化學反應。

燃燒器可以隨氣流方向或逆氣流方向以一定角度注入再生性燃料。然而，根據本發明，必須遵循切線方向，其中切線方向係指切角，其在冷卻空間之水平橫截面上在冷卻空間壁之對面形成。

同時，燃燒器必須經由封閉容器壁及輻射鍋爐套管引導。通常，此舉需要較高設計費用，因為輻射鍋爐套管常含有管道或厚壁金屬幕。實施此燃燒器配置之常用設計為「管道-網-管道(tube-web-tube)」設計。

再生性原料較佳以附加燃料之形式注入冷卻空間內。再生性原料具有與合成氣反應且在反應期間不使溫度實質上升高之性質。經由再生性燃料之切向注入，冷卻空間中之停留時間增加，以便有助於再生性燃料與仍然較熱的合成氣反應。合成氣溫度常隨著添加再生性原料而進一步降低。再生性燃料與合成氣組分反應，消耗熱量。在反應期間產生附加的合成氣。

經由根據本發明之裝置，可實質上改良煤氣化製程之經濟效率。由於再生性原料在氣化製程中僅傳遞少量灰分，故藉由根據本發明之方法，輻射鍋爐套管負載有實質上較少的灰分及爐渣。最後，輻射鍋爐套管藉由後續引入再生性燃料而暴露於顯著較低的熱負載。

特定言之，主張一種將再生性燃料饋料至煤氣化反應器之輻射鍋爐套管區域內之裝置，其包含：●反應空間，其適用於藉由與含氧氣體或含水蒸汽及氧之氣體發生反應來氣化固體含碳燃料，且其裝備有燃燒器，●第二空間，其設計為冷卻空間，且其沿氣流方向配置於反應空間下方，其中此冷卻空間裝備有用於氣態、汽態及液態冷卻介質之饋料設備，其中●冷卻空間沿氣流方向之至少一個延伸部分裝備有配置在冷卻空間內壁上之環形輻射鍋爐套管，且其特徵在於：●配置輻射鍋爐套管之冷卻空間之環形部分裝備有燃燒器，該等燃燒器經由輻射鍋爐套管引入冷卻空間內，再生性燃料可經由該等燃燒器引入冷卻空間內，●燃燒器沿反應器壁之切向以一定角度配置在冷卻空間中。

從而由輻射鍋爐套管之類型確定用於饋料之增加之設計費用。為了執行本發明，僅需要經由氣密輻射鍋爐套管介質緊密地引導至少一個燃燒器。在本發明之一具體實例中，管道配置於冷卻空間內部，其中冷卻介質可沿氣流方向流經管道。燃燒器因而必須經由封閉容器在管道之間或經由管道引入冷卻空間內。在氣化反應器製造中，輻射鍋爐套管之設計有時會大大不同，使得燃燒器配置之設計費用由輻射鍋爐套管之設計來確定。

在本發明之另一具體實例中，越過冷卻空間之特定長度之管道覆蓋冷卻空間之整個內部周邊，其中冷卻介質可沿氣流方向流經管道。在此情形中，燃燒器必須在各種情況下經由管道引導至特定位置。此可利用管道套環實現，然而，其在一有利具體實例中利用所謂「管道-網-管道」設計實現。EP 0840053 B1教示「管道-網-管道」設計之一典型具體實例，其用於在燃燒器裝配情況下防止水流經管道之不合需要的中斷。

在本發明之另一具體實例中，環形壁定位於冷卻空間壁與管道之間作為輻射鍋爐套管。因此，在冷卻含有爐渣之合成氣期間使封閉容器之機械負載維持較低。在本發明之另一具體實例中，其他管道配置於冷卻空間內部，冷卻介質可沿氣流方向流經該等管道，且該等管道藉由其沿冷卻空間之幾何中心軸之同心方向的平行配置來進行配置。此等管道較佳地與越過冷卻空間之特定長度圍繞冷卻空間之整個內部周邊之管道組合配置，其中冷卻介質可沿氣流方向流經所有管道。與冷卻空間之幾何中心軸齊平伸展之管道配置使合成氣之冷卻改良且又延長冷卻空間中之停留時間。此等管道之同心配置亦稱為「擋板」。在一簡單具體實例中，此等「擋板」亦可作為板執行。此配置典型地不延伸至冷卻空間之縱軸中心，而是僅延伸至冷卻空間中之橫截面區域之三分之一。

在本發明之一個具體實例中，輻射鍋爐套管由耐熱板組成。輻射鍋爐套管亦可含有管道，該等管道以任何配置包含於輻射鍋爐套管中。輻射鍋爐套管亦可完全由管道組成。管道用於引導任何間接冷卻的介質。在此情形中，為了執行本發明，燃燒器必須緊靠著冷卻介質引入管道內且穿過氣密輻射鍋爐套管(「管道-網-管道」設計)。為了執行本發明，亦可沿冷卻空間方向設置具有耐火襯裡之管道。DE 3809313 A1提供輻射鍋爐套管之來自先前技術之一具體實例，其含有管道。為了執行本發明，將經由環形伸展之管道壁及耐火襯裡來介質緊密地引導至少一個燃燒器。

在本發明之另一具體實例中，另一環形壁作為輻射鍋爐套管圍繞同心配置的管道定位。此亦可具有用於在面向反應空間之側上冷卻之其他管道，冷卻介質可流經該等管道。因而，此等管道較佳圍繞反應空間之幾何中心軸伸展以達成冷卻之改良。

亦可在輻射鍋爐套管與冷卻空間內壁之間配置中間空間，氣體可經由該中間空間循環。DE 102008012734 A1提供該輻射鍋爐套管之一實例。為了執行本發明，用於再生性燃料之燃燒器隨後經由此中間空間及內壁引導。輻射鍋爐套管可例如亦由以空心圓柱形式設計之同心圍繞冷卻空間之對流式鍋爐組成。EP 616022 B1提供具有冷卻空間之一具體實例之一實例，其由以空心圓柱形式設計之用於冷卻之對流式鍋爐組成。對流式鍋爐亦可多重劃分，或在其一部分上裝備冷卻板。亦可預想為了實施本發明，瀑布樣冷卻機構沿氣流方向定位在燃燒器後方以用於再生性原料，如例如DE 102008012734 A1中所主張。

經由輻射鍋爐套管饋料再生性原料之燃燒器可以任何方式設計。此等燃燒器可例如設計為燃燒槍。但此等燃燒器亦可設計為噴嘴。燃燒器亦可以切向及同心方式配置。燃燒器亦可經配置以使其沿氣流方向處於反應空間之出料連接器之前方，以使其在操作期間處於合成氣流之「流影(flow shadow)」中。以此方式，燃燒器較佳地防止成渣。為了執行本發明，僅要求至少一個燃燒器經由氣密輻射鍋爐套管介質緊密地引導，且在至少一部分冷卻空間中在引入冷卻性氣態、汽態或液態外部介質之前沿氣流方向引導或可引導再生性燃料。

反應空間及冷卻空間之壓力容器可以作為具有相同直徑之單一組件設置用於構建裝置。但反應空間及冷卻空間亦可為置於彼此之上之具有不同直徑之兩個壓力容器，其中冷卻空間-壓力容器之直徑在此情形中比反應空間-壓力容器之直徑大。

亦主張一種將燃料切向注入氣化反應器之冷卻空間內之方法。燃料可在冷卻空間中沿著氣流方向或逆著氣流方向、然而在冷卻空間水平割面中沿反應器壁之切角注入。由此，實質上增加在反應空間中之停留時間。

再生性燃料典型地用於注入。再生性燃料經由輻射鍋爐套管經由至少一個燃燒器同心切向地饋料至冷卻空間內，以便產生另一挾帶流氣化反應，經由該另一挾帶流氣化反應，流出氣體之溫度下降且焓差用於再生性原料之附加氣化(「化學驟冷(chemical quench)」)。切向注入燃料伴以停留時間延長有助於此程序或至少促進了此程序。

亦主張一種將再生性燃料饋料至煤氣化反應器之輻射鍋爐套管區域內之方法，其中：●將自外部沿水平方向同心或向下引導之細粉狀含碳燃料與氧氣或含氧氣體之混合物自上方注入耐火反應空間內，以便使燃料在反應空間中在挾帶流氣化反應中反應形成合成氣，及●所獲得之合成氣在0.5 MPa至8 MPa之壓力下且沿向上及向下方向自反應空間引出，及●在完成引出之後，將由此獲得之合成氣引入設計為冷卻空間之第二反應空間內，且在該第二反應空間中將出於冷卻目的所供應之氣體與冷卻器氣態、汽態或液態外部介質混合，且其特徵在於 ●在反應空間與用於外部介質之饋料點之間，再生性燃料經由輻射鍋爐套管經由至少一個燃燒器同心饋料至冷卻空間內，以便產生另一挾帶流氣化反應，經由該另一挾帶流氣化反應，流出氣體之溫度下降且焓差用於再生性原料之附加氣化，及●再生性燃料沿冷卻空間壁之切線方向以一定角度注入冷卻空間內，以使再生性燃料在注入來自反應空間之原料氣流內期間接受角動量。

所有生物材料均可用作再生性燃料，其適於以作為反應氣體之含氧氣體來產生合成氣。此再生性燃料可為精細切碎、壓碎、精細研磨之能源作物、任何形式之木材、稻草、牧草、穀類、生物殘餘物、海洋植物或家畜糞肥。再生性原料可在氣化之前進行預處理，其中預處理步驟包括例如乾燥、碳化、研磨或此等步驟之組合。為了氣化，隨後將再生性燃料與含蒸汽或含氧之氣體、水蒸汽、或含氧氣體及水蒸汽之混合物引入冷卻空間內。再生性燃料與含碳燃料或化石燃料之混合物亦可用作冷卻空間中之燃燒器之燃料。

基本上已知向挾帶流氣化反應內添加再生性原料。EP 1027407 B1描述一種藉由在燃燒器中使燃料與氣態氧或含氧氣體一起燃燒而由再生性燃料及化石燃料產生可燃氣體、合成氣及還原氣體之方法。DE 102009011174 A1(在本申請案時尚未揭示)描述一種在延伸越過反應空間總高度之部分區域之第二燃燒器位準內，經由再生性燃料之附加氣化反應來使用合成氣之焓的方法。

DE 102010008384.4(在本申請案時尚未揭示)描述一種方法，其中經由配置在冷卻空間內部之冷卻空間中之其他開口將生物燃料同心引入冷卻空間內，以便與合成氣發生另一反應，藉此進一步降低合成氣之溫度。此申請案將燃料直接引入冷卻空間中且完全未提供經由輻射鍋爐套管切向引入再生性燃料之複雜設計的指示。

合成氣之溫度在自反應空間排出期間典型地為1400℃至1500℃，在引入再生性燃料之後約為1,200℃至1,300℃且在離開冷卻空間之後約為900℃。離開冷卻空間時約900℃之溫度利用量測值加以記錄，其餘值為估算值。

燃燒器可以任何方式配置在冷卻空間中。再生性燃料必須僅經由切向配置之燃燒器切向地引入圓柱形冷卻空間內，以使冷卻空間中之挾帶流接受角動量，藉此增加燃料在冷卻空間中之停留時間。由於燃燒器經由輻射鍋爐套管介質緊密地引導，故此等燃燒器在輻射鍋爐套管區域中典型地裝備有密封套環。然而，密封可以任何方式實現且密封類型可以任何方式進行。

合成氣之顯熱可用於產生蒸汽。外部介質用於此目的，其經由輻射鍋爐套管中之冷卻板或管道中之間接冷卻來吸收來自冷卻空間之熱量。此熱量可用於下游廢熱鍋爐以產生蒸汽或高壓蒸汽。為了執行本發明，亦可利用拍打器或吹灰器或兩者清潔輻射鍋爐套管及擋板。

亦主張由所提及方法產生之合成氣之用途，此合成氣可用於例如在發電廠中發電。此外，此合成氣可在二氧化碳與燃燒氣體分離之情況下用於在發電廠中發電。此用途之一實例為IGCC技術(IGCC：「整合氣化複合循環(Integrated Gasification Combined Cycle)」)。最後，亦可能使用根據本發明產生之合成氣來產生合成馬達燃料或合成天然氣。此外，根據本發明產生之合成氣之任何用途均可能用於產生化學品(「多聯產(polygeneration)」)。

本發明具有亦在裝備有輻射鍋爐套管之冷卻空間中使用來自煤氣化反應之熱合成氣之焓的優點。因此，可實質上改良煤氣化製程之經濟效率。由於再生性燃料在氣化製程中僅傳遞少量灰分，故藉由根據本發明之方法，輻射鍋爐套管負載有實質上較少的灰分及爐渣。最後，輻射鍋爐套管經由後續引入再生性燃料而暴露於實質上較低的熱負載。

借助於兩個圖式更詳細地闡明本發明，其中本發明不限於此等具體實例。圖1展示根據本發明之具有後氣化反應之煤氣化反應器，其中輻射鍋爐套管自裝備有重疊冷卻板之水引導管道或冷卻介質引導管道設計。圖2展示根據本發明之具有後氣化反應之煤氣化反應器，其中輻射鍋爐套管由冷卻板組成，該冷卻板裝備有引導冷卻介質之圍繞其上方冷卻空間環形配置之管道。

圖1展示根據本發明之煤氣化反應器(1)，其裝備有用於對含碳化石燃料進行氣化之反應空間(2)、具有輻射鍋爐套管(4)之冷卻空間(3)、及設計為水浴(5a)之爐渣收集槽(5)。反應空間(2)裝備有燃燒器(6)，含碳化石燃料(6a)與含氧燃料之混合物經由該等燃燒器(6)引入反應空間(2)內，且該反應空間(2)經由懸掛裝置(2a)懸掛於耐壓封閉容器(7)中。在氣化反應期間產生合成氣(8)，在使用切向燃燒器時該合成氣(8)接受角動量(8a)。反應空間(2)之底面上定位用於流出合成氣(8b)之出料連接器(2b)，該合成氣(8b)經由此出料連接器(2b)進入冷卻空間(3)內。出料連接器(2b)裝備有套環形開口。封閉容器(7)在冷卻空間(3)之高度上裝備有輻射鍋爐套管(4)，該輻射鍋爐套管(4)由圍繞冷卻空間內壁(7)配置之環形耐熱板組成。管道(9)定位在封閉容器(7)壁與輻射鍋爐套管之間，該等管道(9)引導間接冷卻的冷卻介質且沿氣流方向平行於封閉容器(7)壁伸展。管道(10)亦定位在輻射鍋爐套管(4)之內側上，該等管道(10)引導間接冷卻的冷卻介質，其中該等管道(10)以環形方式圍繞冷卻空間(3)軸引導。在輻射鍋爐套管(4)之內側上引導冷卻介質之管道(10)裝備有給料連接器(10a)及出料連接器(10b)。根據本發明之燃燒器(11)沿氣流方向配置在輻射鍋爐套管(4)之前方用於再生性燃料(11a)，該等燃燒器(11)經由輻射鍋爐套管(4)饋料，且再生性燃料(11a)經由該等燃燒器(11)饋料至冷卻空間(3)內且得以氣化。因此，後氣化反應開始且合成氣之溫度下降。固化爐渣沈澱在輻射鍋爐套管(4)上。此固化爐渣由於重力作用而進入配置在其下方之裝滿水(5a)之爐渣收集槽(5)中或被氣流帶走。隨後，流出合成氣(8b)沿輻射鍋爐套管(4)後方之氣流方向進入冷卻區域，其中給料噴嘴(12)經配置用於冷卻性氣態、汽態或液態外部介質(12a)。所供應之外部介質(12a)持續使冷卻空間中之合成氣(8c)冷卻，隨後此(13)經由出料連接器(14)沿側向離開冷卻空間(3)。爐渣(15)經由閘(16)及出料連接器(17)定期引導出反應器(1)。圖1中亦展示截面A-A，其橫截面展示於圖2中。

圖2展示氣化反應器之橫截面，該橫截面之平面以A-A指示於圖1中。可見冷卻空間之封閉容器、反應空間(2)之內部、用於合成氣之出料連接器(2b)、輻射鍋爐套管(4)、用於冷卻之封閉容器內壁上之管道(9)以及管道(10)，該等管道以環形方式配置在冷卻空間(3)側面上。封閉容器(7)之內壁上之管道(9)裝備有沿冷卻空間(3)之幾何中心軸方向同心伸展之冷卻管(9a，「擋板」)，以便改良冷卻。根據本發明，燃燒器(11)沿封閉容器之切線方向配置，以便使合成氣接受角動量(8c)。

1‧‧‧煤氣化反應器

2‧‧‧反應空間

2a‧‧‧反應空間之懸掛裝置

2b‧‧‧合成氣之出料連接器

3‧‧‧冷卻空間

4‧‧‧輻射鍋爐套管

4a‧‧‧冷卻板

5‧‧‧爐渣收集槽

5a‧‧‧水浴

6‧‧‧含碳化石燃料之燃燒器

6a‧‧‧含碳化石燃料

7‧‧‧耐壓封閉容器

8‧‧‧合成氣

8a‧‧‧具有角動量之合成氣

8b‧‧‧流出合成氣

8c‧‧‧冷卻空間中具有角動量之合成氣

9‧‧‧封閉容器內壁上用於冷卻介質之管道

9a‧‧‧冷卻介質之給料連接器

9b‧‧‧冷卻介質之出料連接器

10‧‧‧攜帶冷卻介質之管道

10a‧‧‧冷卻介質之給料連接器

10b‧‧‧冷卻介質之出料連接器

11‧‧‧燃燒器

11a‧‧‧再生性燃料

12‧‧‧出料之合成氣

12a‧‧‧冷卻性氣態、汽態或液態外部介質

13‧‧‧出料連接器

14‧‧‧爐渣

15‧‧‧閘

16‧‧‧出料連接器

17‧‧‧輻射鍋爐套管之管道

17a‧‧‧輻射鍋爐套管之管道之給料連接器