CN100434802C - 含有可燃性固形物和水的混合物的供料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，该方法的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，这里至少在加热器至燃烧炉或者气化炉之间，用泵输送该混合物的方法中，泵的输出压力在比燃烧炉或者气化炉的炉内压力高1.5MPa至22.12MPa之间，并且至少一部分水形成水蒸气状态的混合物的流速，在加热器配管内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。本发明还提供在使含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，向燃烧炉或者气化炉中供料的过程中，几乎不产生由该混合物流动在配管内形成的磨耗，并且可以稳定地向燃烧炉或者气化炉内提供该混合物的方法。

Description

含有可燃性固形物和水的混合物的供料方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明提供在使含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，本发明者进行了各种研究，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，本发明涉及
(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，在加热器的上游侧设置预热器，
(21)根据前述(20)中所述的方法，其中，在预热器的出口处设置减压阀，
(22)根据前述(1)～(21)任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物总重量为27～80重量％，
(23)根据前述(1)～(21)任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物总重量为30～40重量％，
(24)根据前述(1)～(21)任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物总重量为30～35重量％。
附图说明
图1是表示在实施例中所使用的装置的工艺流程图。
图2是表示在实施例1中，从泵输出到气化炉入口的配管内流速变化的图。
图3是表示在实施例1中，从泵输出到气化炉入口的配管内压力变化的图。
图4是表示在实施例2中，从泵输出到气化炉入口的配管内流速变化的图。
图5是表示在实施例2中，从泵输出到气化炉入口的配管内压力变化的图。
实施本发明的最佳方案
本发明中所使用的含有可燃性固形物和水的混合物中水的浓度相对于该混合物的总重量，其上限优选为80重量％，更优选为40重量％，进一步优选35重量％；其下限优选为27重量％，更优选为30重量％。另一方面，可燃性固形物的浓度相对于该混合物总重量，其上限优选为73重量％，更优选为70重量％；其下限优选为20重量％，更优选为60重量％，进一步优选为65重量％。如果水的浓度超过上述上限，可燃性固形物的浓度低于上述下限，则使水蒸发所需要的能量将变得很大，经济性差。如果水的浓度低于上述下限，可燃性固形物的浓度超过上述上限，则含有可燃性固形物和水的混合物的粘度增加，输送将变得不顺畅。在该混合物中，为了促进使可燃性固形物形成水淤浆，还可以添加表面活性剂。
对于提供给燃烧或气化的可燃性固形物的种类，没有特别限制。可以使用如煤、煤或石油焦炭、煤或石油沥青、纤维素系固体废弃物等。作为煤，优选使用沥青煤、次烟煤、褐煤等各种煤化度的煤。在以往的向气化炉中提供煤水淤浆的方法中，很难使用煤中所含灰分熔点较高的煤。但是本发明中，不存在因煤中所含灰分的熔点而受到限制的问题。这些可燃性固形物，优选将其粉碎到规定的粒度进行使用。该粒度优选为25～500目，更优选为50～200目。如果可燃性固形物的粒度太大，则在水中煤的沉降明显加快。可燃性固形物的粉碎，优选在与水混合之前进行干法粉碎。也可以在与水进行混合之后进行湿法粉碎。
含有可燃性固形物和水的混合物，通过泵进行输送，通过加热器提供给燃烧炉或者气化炉。作为该泵，可以使用已知的泵。例如可以列举离心泵、柱塞泵、齿轮泵等等。
本发明中泵的输出压力上限为22.12MPa(是在水的临界温度374.15℃时的饱和水蒸气压)，优选为燃烧炉或者气化炉的炉内压力+15.0MPa，更优选为燃烧炉或者气化炉的炉内压力+10.0MPa，下限为燃烧炉或者气化炉的炉内压力+1.5MPa，优选为燃烧炉或者气化炉的炉内压力+3.0MPa，更优选为燃烧炉或者气化炉的炉内压力+4.0MPa，如果该压力超过上述上限，则为了使装置耐压需要较高的成本，是不经济的。如果该压力低于上述下限，则混合物中的水超过所需量蒸发，混合物的流速达不到下述规定的流速，则有时不能顺利地将可燃性混合物输送到燃烧炉或者气化炉内。
本发明中所使用的加热器，只要是能对上述混合物进行加热，并使混合物中的至少一部分，优选实质上是所有的水形成水蒸气状态即可。例如可以使用加热炉、热交换器等。可以优选使用热交换器，更优选使用套管式热交换器。
本发明中，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，上述混合物的流速，必需在下述范围之内。该流速，其上限为50m/秒，优选为40m/秒，更优选为30m/秒；其下限为6m/秒，优选为8m/秒，更优选为10m/秒。通过把流速设定在上述范围，可以稳定地向燃烧炉或者气化炉中提供混合物。如果超过上述上限，则会加剧配管内的磨耗；如果低于上述下限，则由于可燃性固形物的沉降，会产生配管堵塞。
含有可燃性固形物和水的混合物所通过的该加热器内的配管内径，优选渐渐地或遂步地增大，更优选逐级地增大。通过如此，混合物中的水可以渐渐地或逐级地形成水蒸气状态，并且还可以适当控制混合物的流速。在逐级地增大该配管内径的方案中，优选分2～12级，更优选分4～12级，进一步优选分6～12级增大配管的内径。还优选在内径不同的配管和配管之间设置减压阀。通过设置减压阀，可以适宜地使混合物中所需量的水转换成水蒸气状态。这里优选在配管内径刚增大或紧邻减压阀之后吹入非燃烧性气体。作为非燃烧性气体，可以优选使用如水蒸气、氮气或二氧化碳。通过吹入非燃烧性气体，可以防止混合物在管内的流速降低，确保混合物在管内的流速达到上述规定范围。
在加热器中，上述混合物被加热至在上述泵输出压力下，可以使混合物中的至少一部分水，优选实质上所有的水蒸发而形成水蒸气的温度。混合物被加热的温度上限优选为450℃，更优选为400℃，特别优选为365℃。下限优选为150℃，更优选为200℃，进一步优选为250℃。如果超过上述上限，则可燃性固形物例如煤的热分解加剧，容易产生生成的烃类物质在加热器配管内的包覆，还容易因此而产生加热器配管内的堵塞。如果低于上述下限，则不能使水充分蒸发。上述加热时加热器配管内的压力，与上述泵的输出压力相关。该压力，优选为1.5～22.12MPa，更优选为3.0～22.12MPa，进一步优选为4.0～20.0MPa。
上述加热，优选通过热交换器，例如套管式热交换器进行，载热介质优选使用载热油或熔融盐等。载热介质的温度，优选为200～600℃，更优选为250～500℃，特别优选为300～450℃。如果超过上述上限，则由于可燃性固形物，例如煤的热分解而产生的烃类物质包涂，容易产生加热器内配管的堵塞。如果低于上述下限，则很难加热到上述规定的温度。对载热介质进行加热的加热器，只要是能够加热到上述规定温度的，则没有特别限制。优选使用通过高温水蒸气、热油、熔融盐或气体等载热介质进行加热的热交换器。
本发明中，在于上述加热器中对混合物进行加热之前，可以设置预热器，对混合物进行预热。通过设置预热器，可以根据燃烧炉或者气化炉的操作温度，适当控制向燃烧炉或者气化炉提供的混合物的供料温度。该预热温度，其上限优选为450℃，更优选为400℃，进一步优选为365℃；其下限优选为150℃，更优选为200℃，进一步优选为250℃。该预热过程中的压力，与上述泵的输出压力相同。在该预热器中，为了将混合物加热至所需要的温度，管内压力为防止混合物中的水蒸发，优选上述预热温度下的饱和水蒸气压力以上的压力。为了保持该压力，优选在预热器的出口处设置压力调节阀。
含有可燃性固形物和水的混合物，在加热器中被加热至上述所需要的温度，至少一部分水，优选实质上全部的水，优选95重量％或其以上、更优选98重量％或其以上的水被蒸发，形成水蒸气。并且由于该水蒸气的作用，可燃性固形物被气流输送，而提供到燃烧炉或者气化炉中。燃烧炉，优选将其温度保持在1,300～2,000℃，更优选保持在1,300～1,700℃，将其压力保持在常压或施加一定压力的条件下，使输入的可燃性固形物进行燃烧。另一方面，气化炉，优选将其温度保持在1,000～2,500℃，更优选保持在1,300～2,000℃，优选将其压力保持在0.5～10MPa，更优选保持在1～10MPa，进一步优选保持在2～10MPa的压力下，使输入的可燃性固形物进行气化。在燃烧炉或者气化炉的入口处，还优选设置优选可以完全关闭的压力调节阀。通过设置该压力调节阀，可以适当控制向炉内提供的混合物的量。
本发明方法，可用于对含有可燃性固形物和水的混合物进行燃烧或气化的已知的所有燃烧方法或气化方法。作为气化方法，可以列举テキサコ法、ダウ法。
以下通过实施例更详细地说明本发明的情况，但是本发明并不受这些实施例的限定。
实施例
实施例1
在实施例1中，使用如图1所示的工艺流程。这里，1是容器、2是泵、3是配管、4是载热介质加热器、5是预热器、6是压力控制阀、7是第1加热器、8是第2加热器、9是第3加热器、10是第4加热器、11是配管、12是压力控制阀、13是气化炉。作为可燃性固形物，使用微粉炭A(普通煤，粒径：50～200目)，在淤浆调制机(图中没有示出)中对该微粉炭和所需要量的水进行混合，制备煤和水的混合物。将该混合物加入至容器(1)中，为了防止微粉炭沉降，不断进行搅拌。该混合物的煤和水的浓度、粘度以及煤的发热量、灰分和灰的熔点如下述表1所示。
表1
    混合物
        煤浓度                   50.0重量％
        水分浓度                 50.0重量％
        粘度                     4000～170cp(20～95℃)
    煤
        灰分                     4.3重量％
        发热量(HHV)              3210kcal/kg
        灰的熔点                 1150℃
通过泵(2)将上述煤和水混合物的压力升高至11.76MPa(120kg/cm2)，并且以130kg/小时的流量通过管线(3)被输送到预热器(5)中。预热器(5)的混合器配管的内径为6mm，总长度为80m。在这里，通过在载热介质加热器(4)中预先加热到340℃的载热介质，将该混合物预热到300℃，为了防止混合物中的水在预热器(5)内蒸发，并且补偿压力损失，通过压力控制阀(6)使泵一侧的混合物配管内的压力保持在超过300℃时的饱和水蒸气压[约8.82MPa(约90kg/cm2)]的10.58MPa(108kg/cm2)。在预热器(5)内配管中该混合物的流速为1.16m/秒。
在预热器(5)中预热到300℃的混合物，经过压力控制阀(6)被输送到第1加热器(7)中，第1加热器(7)的混合物配管，沿流动方向(向气化炉侧的方向)是按照内径2mm×长2m、内径3mm×长4m以及内径4mm×长4m连接的，总长度为10m。在这里，该混合物被加热至340℃的载热介质加热。在第1加热器(7)中，混合物中的一部分水蒸发。该混合物在第1加热器(7)内配管中的流速，在入口部分(内径为2mm的配管入口处)为11.5m/秒[压力9.18MPa(93.7kg/cm2)]，在出口部分(内径为4mm的配管出口处)为27.95m/秒。该出口部分的温度为268℃，压力为5.24MPa(53.5kg/cm2)。
从第1加热器(7)出来的混合物，接着被输送到第2加热器(8)中，第2加热器(8)的混合物配管的内径为6mm，总长度为10m。在这里，该混合物被加热到340℃的载热介质加热。在第2加热器(8)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发。该混合物在第2加热器(8)内配管中的流速，在入口部分为12.55m/秒，在出口部分为29.25m/秒。在该出口部分的温度为255℃，压力为4.19MPa(42.8kg/cm2)。
从第2加热器(8)出来的混合物，接着被输送到第3加热器(9)中，第3加热器(9)的混合物配管的内径为8mm，总长度为10m。在这里，该混合物被加热到340℃的载热介质加热。在第3加热器(9)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发。该混合物在第3加热器(9)内配管中的流速，在入口部分为16.45m/秒，在出口部分为33.02m/秒。在该出口部分的温度为245℃，压力为2.8MPa(28.6kg/cm2)。
从第3加热器(9)出来的混合物，接着被输送到第4加热器(10)中，第4加热器(10)的混合物配管的内径为12mm，总长度为30m。在这里，该混合物被加热到340℃的载热介质加热。在第4加热器(10)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发，被输送到加热器中的混合物中的水实质上全部变成了水蒸气。该混合物在第4加热器(10)内配管中的流速，在入口部分为11.3m/秒，在出口部分为35.76m/秒。在该出口部分的温度为300℃，压力为1.96MPa(20kg/cm2)。
如上加热的混合物通过管线(11)和控制阀(12)被输送到压力保持在1.96MPa(20kg/cm2)的气化炉(13)中。在气化炉中，该微粉炭通过已知的方法被气化。该混合物在管线(11)内的流速与在第4加热器(10)出口处的流速大致相等。
把从上述泵(2)输出直至气化炉(13)的混合物流速以及压力的变化情况出示在图2和3中。混合物的流速是由各加热器等中配管内的压力和温度计算出来的。
连续进行50小时的上述操作，在该过程中，微粉炭没有出现沉降，可以连续进行稳定的操作。操作结束后，通过目视对管内流速最快的通向气化炉的入口配管和控制阀(12)的入口和出口处进行了检查，结果在各个内壁上几乎没有发现磨耗。
实施例2
在实施例2中，和实施例一样使用如图1所示的工艺流程。与实施例1的区别在于如下所述使用的微粉炭不同，所以混合物的粘度不同。因此，为了保持长时间的稳定操作，对预热器和备加热器的混合物配管的长度进行了变更。作为可燃性固形物，使用微粉炭B(普通煤，粒径：50～200目)替代微粉炭A，进行与实施例1相同的处理，制备煤和水的混合物。该混合物的煤和水的浓度、粘度以及煤的发热量、灰分和灰的熔点如下述表2所示。
表2
    混合物
        煤浓度                   50.0重量％
        水分浓度                 50.0重量％
        粘度                     400～70cp(20～95℃)
    煤
        灰分                     9.5重量％
        发热量(HHV)              7090kcal/kg
        灰的熔点                 1450℃
通过泵(2)将上述煤和水的混合物的压力升高至9.87MPa(100.6kg/cm2)，并且以140kg/小时的流量通过管线(3)被输送到预热器(5)中。预热器(5)的混合器配管的内径为6mm，总长度为73m。在这里，通过在载热介质加热器(4)中预先加热到310℃的载热介质，将该混合物预热到300℃，为了防止混合物中的水在预热器(5)内蒸发，并且补偿压力损失，通过压力控制阀(6)使泵一侧的混合物配管内的压力保持在超过300℃时的饱和水蒸气压[约8.82MPa(约90kg/cm2)]的9.25MPa(94.3kg/cm2)。在预热器(5)内配管中该混合物的流速为1.3m/秒。
在预热器(5)中预热到300℃的混合物，经过压力控制阀(6)被输送到第1加热器(7)中，第1加热器(7)的混合物配管，沿流动方向(向气化炉侧的方向)是按照内径2mm×长3m、内径3mm×长2m以及内径4mm×长2m连接的，总长度为7m。在这里，该混合物被加热至310℃的载热介质加热。在第1加热器(7)中，混合物中的一部分水蒸发。该混合物在第1加热器(7)内配管中的流速，在入口部分(内径为2mm的配管入口处)为13.4m/秒[压力8.97MPa(91.5kg/cm2)]，在出口部分(内径为4mm的配管出口处)为23.7m/秒。该出口部分的温度为252℃，压力为4.03MPa(41.1kg/cm2)。
从第1加热器(7)出来的混合物，接着被输送到第2加热器(8)中，第2加热器(8)的混合物配管的内径为6mm，总长度为11.5m。在这里，该混合物被加热到310℃的载热介质加热。在第2加热器(8)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发。该混合物在第2加热器(8)内配管中的流速，在入口部分为10.8m/秒，在出口部分为19.9m/秒。在该出口部分的温度为245℃，压力为3.55MPa(36.2kg/cm2)。
从第2加热器(8)出来的混合物，接着被输送到第3加热器(9)中，第3加热器(9)的混合物配管的内径为8mm，总长度为16.5m。在这里，该混合物被加热到310℃的载热介质加热。在第3加热器(9)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发。该混合物在第3加热器(9)内配管中的流速，在入口部分为11.4m/秒，在出口部分为25.8m/秒。在该出口部分的温度为227℃，压力为2.54MPa(25.9kg/cm2)。
从第3加热器(9)出来的混合物，接着被输送到第4加热器(10)中，第4加热器(10)的混合物配管的内径为12mm，总长度为19m。在这里，该混合物被加热到310℃的载热介质加热。在第4加热器(10)中，由于绝热膨胀，混合物中的一部分水进一步蒸发。被输送到加热器中的混合中的水实质上全部变成了水蒸气。该混合物在第4加热器(10)内配管中的流速，在入口部分为11.7m/秒，在出口部分为19.9m/秒。在该出口部分的温度为244℃，压力为1.96MPa(20kg/cm2)。
如上加热的混合物通过管线(11)和控制阀(12)被输送到压力保持在1.96MPa(20kg/cm2)的气化炉(13)中。在气化炉中，该微粉炭通过已知的方法被气化。该混合物在管线(11)内的流速与在第4加热器(10)出口处的流速大致相等。
把从上述泵(2)输出直至气化炉(13)的混合物流速以及压力的变化情况出示在图4和5中，混合物的流速是由各加热器等中配管内的压力和温度计算出来的。
连续进行50小时的上述操作，在该过程中，微粉炭没有出现沉降，可以连续进行稳定的操作。操作结束后，通过目视对管内流速最快的通往气化炉的入口配管和控制阀(12)的入口和出口进行了检查，结果与实施例1一样，在各个内壁上几乎没有发现磨耗。
产业上的实用性
本发明提供在使含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，向燃烧炉或者气化炉内供料的过程中，几乎不产生该混合物流动在配管内形成的磨耗，并且不发生可燃性固形物沉降等，可以稳定地向燃烧炉或者气化炉内供应该混合物的方法。

Claims (24)

1.一种含有可燃性固形物和水的混合物的供给方法，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成为水蒸气状态，接着将所有该混合物供应给燃烧炉或者气化炉，其中至少在加热器入口和燃烧炉或者气化炉之间用泵输送该混合物，该方法中，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，并且至少一部分水成为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6～50米/秒。
2.根据权利要求1中所述的方法，其中，泵的输出压力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。
3.根据前述权利要求1中所述的方法，其中，泵的输出压力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。
4.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，上述流速是8～40米/秒。
5.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，上述流速是10～40米/秒。
6.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，通过沿着该混合物流动方向渐渐增大加热器内配管的内径，使混合物中的水渐渐形成水蒸气状态。
7.根据权利要求1～3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.根据权利要求7中所述的方法，其中，在内径不同的配管与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.根据权利要求7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.根据权利要求7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.根据权利要求7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.根据权利要求8～11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.根据权利要求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.根据权利要求1～3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.根据权利要求1～3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.根据权利要求1～3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.根据权利要求1～3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.根据权利要求1～3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.根据权利要求1～3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入口之间设置压力调节阀。
20.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，在加热器的上游侧设置预热器。
21.根据权利要求20中所述的方法，其中，在预热器的出口处设置减压阀。
22.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物的总重量为27～80％。
23.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物的总重量为30～40％。
24.根据权利要求1～3任意一项中所述的方法，其中，含有可燃性固形物和水的混合物中，水的含量相对于该混合物的总重量为30～35％。
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