Газифікаційна система та процес для виготовлення синтез-газу

1. Газифікаційна система, яка містить газифікаційний реактор та контейнер для охолодження синтез-газу, в якій газифікаційний реактор містить:

корпус високого тиску для підтримання тиску, вищого за атмосферний,

шлакову ванну, розміщену у нижній частині корпусу високого тиску,

стінку газифікатора, яка розміщена всередині корпусу високого тиску з утворенням газифікаційної камери, що містить принаймні один пальник і призначена для здійснення процесу, в якому може бути утворений синтез-газ, що містить оксид вуглецю, діоксид вуглецю та водень, нижню відкриту частину стінки газифікатора, яка знаходиться у флюїдному з'єднанні зі шлаковою ванною, і верхній відкритий кінець стінки газифікатора, який знаходиться у флюїдному з'єднанні з контейнером для охолодження синтез-газу через з'єднувальну трубку,

при цьому з'єднувальна трубка містить засоби для інжектування, призначені для інжектування рідкого або газоподібного охолоджуючого середовища у синтез-газ,

контейнер для охолодження синтез-газу має впускний отвір для прийому гарячого синтез-газу на його верхньому кінці та випускний отвір для охолодженого синтез-газу на його нижньому кінці, розміщені так, щоб при використанні утворювати спрямований істотно вниз потік синтез-газу, причому на шляху цього потоку розміщені спрямовані вниз інжекційні засоби, пристосовані для інжектування водяного пилу,

крім того, контейнер для охолодження синтез-газу містить водяну баню, яка розміщена на шляху потоку синтез-газу.

2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що стінка газифікаційної камери та стінка з'єднувальної трубки обладнані засобами для охолодження.

3. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що засоби для охолодження конструктивно виконані у вигляді трубок водяного охолодження, і в кращому варіанті здійснення винаходу мають форму мембранної стінки.

4. Система за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що газифікаційна камера містить одну чи більше пар пальників для часткової оксидизації, і ці пальники обладнані засобами для подавання твердої сировини, що містить вуглець, та засобами для подавання газу, що містить кисень.

5. Система за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що випускний отвір для охолодженого синтез-газу флюїдно з'єднаний із впускним отвором скрубера мокрого газу, який додатково містить система.

6. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що випускний отвір для газу у скрубері мокрого газу флюїдно з'єднаний із впускним отвором водяного конвертера зсуву, який додатково містить система.

7. Процес виготовлення синтез-газу, який містить оксид вуглецю, діоксид вуглецю та водень, шляхом часткової оксидизації твердої сировини, що містить вуглець, у газифікаційній системі за будь-яким з пп. 1-6, за яким у газифікаційній камері тверду сировину, що містить вуглець, частково оксидизують газом, що містить кисень, з утворенням газової суміші, яка рухається догори і має температуру від 1200 до 1800 °С та тиск від 20 до 100 бар, охолоджують утворену газову суміш у з'єднувальній трубці до температури від 500 до 900 °С шляхом інжектування рідкого охолоджуючого середовища з подальшим охолодженням газу в контейнері для охолодження синтез-газу до температури, нижчої за 500 °С, шляхом його контактування з водою, причому охолодження у з'єднувальній трубці та/або у контейнері для охолодження синтез-газу проводять шляхом інжектування крапель води у формі водяного пилу у газовий потік.

8. Процес за п. 7, який відрізняється тим, що водяний пил, який інжектують, має температуру, що не перевищує температури на 50 °С нижчої за температуру кипіння води при наявному тиску гарячого синтез-газу.

9. Процес за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що водяний пил містить крапельки, які мають діаметр від 50 до 200 мкм, і водяний пил інжектують зі швидкістю в межах 30-100 м/с.

10. Процес за п. 9, який відрізняється тим, що водяний пил інжектують зі швидкістю в межах 40-60 м/с.

11. Процес за будь-яким з пп. 7-10, який відрізняється тим, що водяний пил інжектують з інжекційним тиском, який як мінімум на 10 бар перевищує тиск сирого синтез-газу в газифікаційному реакторі.

12. Процес за п. 11, який відрізняється тим, що водяний пил інжектують з інжекційним тиском, який на величину в межах від 20 до 60 бар перевищує тиск сирого синтез-газу в газифікаційному реакторі.

13. Процес за будь-яким з пп. 7-10, який відрізняється тим, що водяний пил інжектують з використанням розпилюючого газу з інжекційним тиском, який на величину в межах від 5 до 20 бар перевищує тиск сирого синтез-газу.