本发明叙述一种从固体燃料制造气体之方法，利用一种或多种气化剂，采用流化床和烟灰气化之方法使固体燃料气化，其中，将原来的固体燃料和气化剂送入流化床中，固体气化之残渣从流化床反应器之底部卸掉，而所产生的气体经过一个稳定和反应之空间之后，自流化床上升而离开流化床反应器。 从一些（公布的）刊物中已知，含碳固体燃料之气化是在包括填料充床，流化床和粉尘气化装置所综合成的反应器内发生的。
DE-B-26 40 180所述之一种组合，其中之反应器是包括一个流化床为主要的装置，一个安装在其下面的填充床，以及安装在流化床上面的粉尘气化装置。然而，该种组合的实际效益，即非常热的粉尘气化气体和显著地冷得多的流化床之间的热转换，并没有在其中提到，即，热交换同样未提供于DE-B-26 40 180中。
根据DE-A-27 42 222，在流化床反应器的反应空间内，在流化床上面的上部空间的中心安装一个旋风分离器，此旋风分离器保证将生成的气体和焦灰分离。因此，此气体从反应器的顶部抽走而焦灰顺着旋风分离器向下移进喷射器里，利用氧气和蒸汽的推进剂，将其次进气化室内气化，然而，该气化室绝对地不完全冷却，以致在有效的气化时间内，不足以使尘气化。
DE-A-29 25 441叙述一种方法，在旋风分离器和焦煤燃烧室之间，安装一个长斜水槽来克服压力损失，而该粉尘化室是斜装在流化床反应器内。由于粉尘气化室是斜置的，所以气态的粉尘气化的气体倾斜地作用于流化床上，由于气流施于流化床上的力不均匀，引致产生很多问题。另外，可以在1000℃的温度中，在较高地压力范围内转换焦灰流向的一些抗压水槽阀，仍需要改进。
已知的一些方法，包括数个综合的气化装置，使技术上复杂化，虽然提高了它们的灵敏度但相反地卸影响了它们的利用率。当某一个气化装置出现故障的时候，其馀的装置不可能再操作。每一个气化装置都是互相影响的。任何一个装置需要修理，都会引致整个厂停工而降低它的利用率。无论如何，利用率是极端决定性的因素，因为它关系到工厂的生产情况。
本发明的目的是为了克服已知方法中所存在的不利的和不恰当的问题。其特殊的目的在于可使争一个过程，提交了工厂的利率，同时尽可能地利用其本身在气化过程中所放出的热。最后，用一种尽可能使所用的燃料完全转换的方法，提交已知方法中之气化效率。
按照本发明在开头所简述的方法，这目的达到了，其中，生成气体中所含的烟灰是在流化床反应器的外面分离的，被分离的烟灰和气化剂送入与流化床反应器相隔开的粉尘气化器内，同时在煤灰熔点以上的温度进行气化，而烟灰气化期间所生成的气体产物送加流化床中，使它们可以将其中一部份实用的热传给流化床。
本发明的方法可用于化学工业上合成气体的生产，治金工艺中还原气体的生产以及动力站中的加热气体，尤其是气轮机或蒸汽汽轮机的生产，以及用于其他的燃烧用途。
按照本发明的方法，可以比已知的方法得到许多重要的好处。本法将数个气化装置的联接最佳设计成单个的气化阶段（装置）。另外，可以对单个的气化装置进行透彻的解耦;其中一个气化装置出故障，不再使整个厂停工。末了，此方法还可以将粉尘气化生成物中之显热用于流化床阶段中之气化气体的生产。
一部份废热可以用作生产和予热气化介质。煤的準备费用低而碳的转换比任一单个的方法高。在生成的气体中，不会有冷凝的组分发生。气体出口之温度，炉渣出口之温度以及氧气的消耗量，每一个都与常用的流化床气化方法的数值相符，且低于单纯的粉尘气化厂。
然而，其气化效率比单纯的流化床和单纯的粉尘气化厂都高。
本方法所用的燃料为固体固体燃料，例如褐煤，硬煤，泥煤和木材。较好的燃料是褐煤和硬煤。末了，还可以使用液体燃料或可将液体燃料加入固体燃料中。使用煤的时候，应将煤事先碾碎和干燥，例使煤处于直径为0-10mm之间的粒度范围，而且，剩馀的水份，褐煤应小于12%而硬煤应小于5%。
首先，应将导入流化床内作气化用的煤加热至流化床的温度，加热所需要的时间，取决于煤的粒度。粒度在0.1mm以下者，约需加热0.1-0.2秒，使粒子之中心加热至900-1000℃。粒度为1mm直径者已需要加热2秒钟，而粒度为10mm直经者，约需100秒。加热的同时，此煤也脱气。从粒度小于0.1mm的煤粒中除去其挥发的组分，使其剩馀的含量约为2%，约需3秒钟。对于较粗的煤粒，所需的时间更长，与前面所提到的加热时间成正比。导入的气化介质和用来产生上升气流的存在气体之速度比，取决于所使用的煤量以及流化床的直径。一定的粒度必需有相应的速度;较细的粒子向上沉积;较粗的粒子向下跌落。然而，由于流化床中的粒子不断地改变位置，造成不断的减速和加速，除此之外，还起了粉碎作用，尽管如此在细粒被分离之前，都要在流化床中停留一些时间。
根据无压流化床气化厂的经验显示，被向下分离的物质大约是占纯物质的通入量的2%，但是半数以上的（部份）脱气的纯物质，即实际上是碳，被排向上面。被排向上面的细灰仍含有高达5%之挥发组分，但其温度与流化床的温度一致，约为1000℃。被沉积于下面的较粗的粒子，甚至不可能达到流化床的温度，同时含有较大量的挥发的组分，在气-焰煤中，挥发组分的含量高达15%。留在流化床中的大小适中的粒子，通常需要十至二十分钟的时间进行气化。
这意味着，较大部分的挥发组分是在流化床中排出，通入的燃料粒中大小适中的粒子优先地完全气化，而向下和向上沉积的粒子却部份脱气和部分气化。
用褐煤的情况下，流化床阶段的温度应控制在800-850℃的温度，而用硬煤时，则应控制在950-1050℃。此温度极限是根据煤灰的软化点来测定的。流化床的温度应至少比这软化点低100-150℃，避免在反应器壁上结壳以及粘接装置。
如果将流化床装置当作与其他的气化装置组合之主要装置的话，则这些其他的气化装置应起提高主要装置的效率的作用，使那些向下沉积的固体可以在本装置内气化（可以将此装置设计成如流化床装置之空间），而那些向上沉积的固体同样可以在一个特别适合的气化装置里转化。然而，每一个气化装置都有它自己的需要。
流化床反应器应设计成使上述之燃料，例如硬煤或褐煤之气化的操作最经济。此流化床装置可以与直接装在其下面的填充床联合得很好。
此气化权宜地是在压力下进行的，在1至40巴的压力下较好。然而，它同样可以在常压下工作。
用作气化剂的是氧气，含氧气化介质和/或蒸汽，以及它们之混合物。氧气或空气和蒸汽较好。根据已知的方法，是将气化介质，氧气和蒸汽通入流化床区底部之锥部。建议，采用数个分布在四周的气化剂喷咀，将气化剂从不同的水平位置喷入流化床内。
固体燃料的输送，可以采用一般的方法，例如，利用常用的螺旋输送法，将煤“成堆”地推进流化床内。然而，较好是用一种快速螺旋（例1500转/分），用此螺旋，可以将个别的煤粒抛进或射进流化床内。这可保证那些个别的煤粒可以进到流化床区域内，由于该处之传热值普遍的高，所以可以期望很快地加热。加热的速度越快，对于煤的粘结性能影响越小，由于一部份能粘结的煤会从迅速蒸发的煤面沉积或发生在迅速蒸发的煤的表面，所以在焦层之外部再没有任何粘结出现。煤的烘烤范围一般为300-500℃之间，最好是接近400℃。必须尽快地超过这个温度范围，用这方法，同样要避免在流化床反应器之四壁上出现结壳，这些结会由外部向内侧发展而导致反应器停止工作。
最好利用尽可能多的分布在四周的供应点，使气化介质-氧气和蒸气从不同的水平位置送入流化床内，确保形成一个均匀的流化床，即克服这些固体有一个均匀的流畅的流动。流化床的下面没有安装填充床的情况下，利用这样的联接法，例如，流化床的底部，唯独限制供入蒸汽，可以确保那些向下沉积的固体冷却。
其中特别重要的是有关氧气的供应方式，在旧的工艺中，纯氧气是从离流化床最近的四壁周围的喷咀吹入流化床内，这种方法，即使是在缺焦性煤的情况下，亦会在那些区域的反应器器壁上发生表面硬化（结壳）。所以后来建议，应设法使一些蒸汽环绕着这些喷咀流动，来降低表面硬化。最后，决定不再通入纯氧气，而在进入反应器之前，先使氧气和蒸汽混合。然后，这种方法会使氧气的浓度降低，同时相应地降低了流化床的温度，无论如何，目的应使反应器处于一种状态，在这状态中，使尽可能大的流化床区有非常高的温度，例如1100-1300℃，使碳可以在此处更快地发生转化，而且，由于事实上该温度非常接近煤灰的软化点，会发生煤灰的粘结，使煤灰以大块状从流化床中向下沉积。由于在流化床中大量的热转移，传到四壁的温度很快地被降低了，直接地使四壁周围的温度普遍地更低，例如，用硬煤时是950-1050℃，此温度足以远离煤灰的软化点而不会使煤灰在在器壁上结壳。事实上，虽然用已知的，供入氧气的方法可以达到所要求的高温，但不可能限定它们（氧气）到达反应器的中央，所以会在反应器的器壁上发生结壳。
所以，重点是在离开反应器器壁适当距离的流化床区，创造一个高温的大地带，一方面可以得到高度的转化和适当的灰粘结，另方面使其仍远离反应器之器壁，由于高热的转移，可以使温度降至可接受的数值，为了达到上述目的，宁可将气化剂通过设计成双管式的两种材料的喷咀通入流化床内，氧气或一种含氧介质从内管送入，而蒸汽却从与此内管同心的外输送管送入。此法保证氧气只在离反应器壁一定距离的地方起作用。利用这种方法，在离四壁适当距离的地方，产生一个大的高温区域。
在流化床反应器中，流化床的上面可以设置一个任一尺寸和高度的稳定和后反应的空间，可通过入气化剂，尤其是用氧的情况下，使流化床之上部可以进行后期的气化。这是很重要的，尤其是对于褐煤的气化。后反应空间的形状和大小的测定，必须考虑到经济的原则。因增加氧气的消耗以及因随意增大上部之反应空间而增加的费用与所增加的碳的转化之比例之间，制定一个极限，起出此极限就不再是经济的。通常，气化从流化床向上排放的焦煤时，停留的周期约为十秒钟（从无压厂驱动）为符合经济的最佳条件。
如果进行上述之后期的气化，则气化硬煤时约有40-50%之通入碳量，而用褐煤的情况下约为10-15%的通入碳量作为粉尘从流化床反应器内向外排放。粉尘气化器安装在流化床反应器之后，其作用是将这些粉尘气化。
此粉尘气化器如同一个独立的装置，需要将煤磨成粒子尺寸小于0.1mm的大小，其相应的平均的粒子直径约为0.03mm。然而，从流化床排出的细粉尘的平均直径却比该因数大二至五倍。正常的粉尘气化的控制在1600℃。通常，气体之出口温度约为1500℃，而从底部排出之液态熔渣的温度约为1300℃至1400℃。为了防止粉尘气化器迅速冷却，气革出口之温度必须始终比炉渣的熔点高出80-150℃。所以，由流化床向上排出之焦灰可以在粉尘气装置里气化，虽然所需之时间将会更长。通常，在前述的平均直径约为0.03mm的情况下，按照正常的粉尘气化约只需1至1.5秒钟就可以将碳转化;然而，用这些从流化床车间来的焦灰，根据计算的结果，约需要用4秒的时间。
这里的好处是，焦灰送入粉尘气化器之前，已经是热的，例如1000℃。当其与所需要的输送介质，例如蒸汽混合时，温度会达600-900℃。这种高温与通常的煤灰气化比较，有助于气化过程，即，此用冷的焦灰稍微缩短了所需要的气化时间。然而，原则上，焦碳所需要的停留的周期应该比一般的煤灰气化所用的磨成细粒的燃料之停留周期长。
目前，如果将粉尘气化产物，气体或残馀的粉尘以及液态炉渣一起，以粉尘气化装置之高温状态送入流化床时，则相应地有效的热含量高，这些粉尘气化产物可以释放出其热，传给流化床，直到达到流化床的温度为止，因此，本气化装置之氧气消耗量将会降低，同时可以使碳全部达到转化，这些成效，用任一种独立的工艺方法是不能完成的。将来，如果希望使用所有技术上的可能性，包括对某些装置的进一步改进，应考虑到耐温性，紧密性等，此外，气化效率甚至会比目前高。
从流化床排出之烟灰的气化，是在粉尘气化反应器里发生的，该气化器之顶部装有一个粉尘气化燃烧器，气化剂及待气化之固体通入其中，混合并同时燃烧，粉尘气化器中之流动方向倾向于与从顶部向下的方向垂直。
建议，将粉尘气化反应器和流化床反应器隔开安装，这样可使粉尘气化器之气体出口之位置比流化床之表面位置高，可以用一个联结管将粉尘气化产物送入流化床内。按照这种安排，使生成的气体以逆流的方式流动。流化床所生成的气体向上流出，而粉尘气化产生的气体向下流入;在粉尘气化反应器本为的流动方向趋向与从顶部向下之方向垂直。
按照本发明，粉尘气化反应器应与流化床反应器应与流化床反应器分开安装，其形状和设计完全不依赖流化床反应器。例如，此气室可能是未冷却的但也可以备以适当的冷却。用冷却的气室的情况下，大量的热从此过程抽走并传给冷却水，使其散热。如果这种转动移发生在热的冷却水的话，则可以利用生成的蒸汽。未冷凝系统的好处是，反应器内可使用的热几乎100%地用于气化过程。然而，其耐火性的衬里却遭受到高的热应力。
烟灰是在热状态中，即其温度为600-1000℃时送入粉尘气化反应器内，如果烟灰的输送是借助于气态的输送介质的话，则气化剂较好是氧气尤是蒸汽;然而，也可以用其他的气体，例如三氧化碳。
然而，此粉尘也可以与高沸点的可气化之液体，例如重油或焦油混合在一起，同时以混合物之形式射入粉尘气化反应器内，借助气化剂在反应器内气化。由于粉末是在热态中与液体混合，所以，液体之蒸发点必须很高，使固体和液体所组成的浆末保持可泵抽的状态并且可以射入反应器内。
烟灰气化所用的气化剂与流化床气化所用的气化剂相同。较好是氧气和蒸汽，但也可以用其他的合适状气化剂。分开安装的粉尘气化反应器的设计与流化床反应器大小无关，取决于所要求的气化时间，例如，约需四秒钟的气化时间。按照已知的流化床装置和粉尘气化装置同在一个反应器内之组合，每一个装置都没有这独立性;此处之流化床装置与粉尘气化装置必须互相匹配，同时共用一个反应器罩。
在粉尘气化反应器之顶部安装一个粉尘气化燃烧器，借助于此燃烧器，将气化介质-氧气和蒸汽，以及将气化之固体通入，混合并燃烧。从别的粉尘气化方法中所用的已知类型的燃烧器都可以用，其安装是为了适应使用的目的。依据本发明，涡流式燃烧器较好。
这些气化剂只从燃烧器通入粉尘气化反应器内较好，但气化剂也可以通过另外的分布在粉尘气化反应器之长度范围之一些喷咀通入反应器内，使在较长的纵截面上维持一个均匀的高温分布。
利用一个联结管，将从粉尘气化装置出来的粉尘气化产物，即温度约为1500℃之生成气体，与此同温的剩馀固体，以及温度约为1300℃至1400℃之液态熔渣，通入流化床内，使它们将热含量释放给流化床，直到达到流化床之温度为止，例，热差在1500℃与1000℃之间。很显然，流化床的温度较低时，液态熔渣固化，同时由于其本身的重量，会从流化床中跌落下来。
无论如何，从粉尘气化出来的熔渣，其中可以利用的热焓，在流化床内只提供占整个系统之气化效率之小于0.5%的热量，所以，从经济观点来看，不将液态熔渣送回流化床内却将其从粉尘气化反应器之出口排进水池中，使熔渣在水池中成团并分离，而只将生成气体及剩馀的固体从粉尘气化反应器送回流化床内的方法可能是合理的。
根据下述之不同的方法，将液态熔渣输回流化床内是困难的，所以，意义很小。何况，液态熔渣中之有效的热，可以用下面提及不同方法来避免其损失，同时还可以将此热用于总的生产过程。
最后，在粉尘气化装置之后安装一个特殊的流化床装置，此装置是用一种不反应的固体，例如，炉渣，以及用蒸汽为流化剂来操作的。在粉尘气化装置和不反应物质流化床之间，安装一个作为生成气体以及其所夹带的幼细的剩馀碳粒之出口，将它们输回标准的流化床气化装置里，与此同时，液态之熔渣经粉尘气化装置向下进入不反应物质之流床内，在此固化并从其底部排出。将从液态熔渣回收的热量传给用作流化剂的蒸汽与生成气体一起从粉尘气化输进流化床反应器内。
此外，借助辅助的热交换器表器表面，可以在不反应物质之流化床内产生蒸汽。
此粉尘气化装置既可以以如前所述之夹带流动之形式，也可以用一种液体介质来操作。例如，可用熔渣或铁作液态介质。在这种情况下，将要气化之烟灰及气化剂被吹入或被到液体介质上，气化剂和烟灰很快地被加热至周围液体介质之温度。温度范围约为1600℃;相应地， 反应迅速发生。用液态熔渣的时候，从煤灰形成炉渣是便利的而用液态铁浴池时，其成份可以为铁矿。
如果从粉尘气化装置出来之液态熔渣不输回流化床气化装置内，而只将粉尘气化气体输回时，那末，在整个过程中约只有1/5至1/6之煤灰以粗粒之形式及在碳之连生体向下沉积在流化床气化装置内。如果此碳够得着，用气化剂的话，也可以将此碳送进安装在流化床下面之填充床装置内气化。然而，一般来讲，和炉渣一起沉淀的碳份很少，不值得去安装一个填充床装置，而且，这样做会增加工艺过程，使整个过程之调整和操作费用都要增大。然而，在某些情况下尤其是形成含碳量多炉渣时，安装一个填充床装置可能是有利的。
从流化床反应器之含碳炉渣也可以在压力操纵下磨碎，同时粉尘之形式，与从流化床气化出来之焦灰一起输进粉尘气化器，剩馀的碳碳在此处气化而煤灰却被熔化并作为炉渣排掉，炉渣比煤灰更容易排掉掉而且还可以用水将煤灰灰冲洗掉。
按照本发明，烟灰之气化也可以在一个冷却的粉尘气化装置里进行。用冷却的粉尘气化装置时，在给定的几何条件中需要规定具体的固体的生产率，防止熔渣之固化，同时确保熔渣仍可以流掉，尽管其热会因冷却而散失。
从流化床气化装置向上排放的细焦灰量，不仅与压力有关，而且还特别取决于所使用的煤的类型，即取决于在流化床中之煤的粉碎性质。因此，在流化床中的褐煤比硬煤粉碎很更快，更细得多，而挥发性高的硬煤又比挥发性较低的煤粉碎得好一些。
根据本方法，粉尘气化装置可以间断地操作，即间接地可将来自流化床的焦灰贮于贮罐内，该贮罐可以进行绝热保温，而只是周期地进行粉尘气化。此外，可以用数个并联的，安装在流化床气化装置周围的粉尘气化反应器将烟灰气化，在这种情况下，每个粉尘气化装置的容量必须符合从流化床排出的粉尘之预定的最低排量。粉尘之排量比较高时，那末应运转一个或数个粉尘气化装置。然而，在这种情况下，应将粉尘气化气体以及液态熔渣都输回流化床气化装置里较好，而不将液态熔渣分离并用专门的方法处理。
图1利用图表来表示本发明之方法的具体体现。
从制煤厂1，其中亦包括适当的贮罐和输送装置，相应于操作压力，将煤碾碎成尺寸适中的粒子，移进水遭2，燃料在此处被引致所需的压力。固体燃料从水槽2移进分配元件3，借助于元件3，将燃料通入流化床反应器4。为了达到此目的，例如可以用一种快速螺旋将个别的固体粒子抛进流化床内。另外，通过管5和管6，将气化介质，例如氧气和蒸汽输入反应器内，是从不同的水平面输入的，在每一个水平面上有许多的喷咀分布在反应器的周围。氧气和蒸汽可以分别输入，也可以一起输入，蒸汽环始终环绕着氧气，所以氧气只能在离此反应器壁一定距离的地方生效。
焦灰和生效的气体一起从流化床反应器4向上排放，同时在分离器7内与生成气体分离。热的生成气体在热交换器8内冷却;回收之热量用来产生蒸汽。将一部份蒸汽输回工艺中而另一部分用在蒸汽动力站，被冷却之气体经过气体净化9之后，通向指定的用途。热交换器可以省掉或装在气体净化之后，上面谈到的气体净化装置可以在受压和高温的情况下运转。
在分离器7分离的焦灰通入升压装置10，在装置10的前面可以适当地安装一个贮罐11。从升压装置10，例一个长斜水槽，将焦灰输送到粉尘气化装置12，而与此同时，通过管13和14将作为气化介质的氧气和蒸汽也输进装置12内。当然，焦灰可以单独送入也可以用蒸汽吹入或用任一其他适合的气态介质，例如二氧化碳或生成气体来输送。来自粉尘气化装置12之生成气体，通过管17输入流化床反应反应器4。
在粉尘气化装置12之出口安装一个熔渣渠道，液态熔渣在渠道中凝聚，并溢流流走，通过管15流入不反应物质的流化床16内。在此装置中，炉渣本为是作为不反应物质，而过量的炉渣则经一个炉渣碾碎机17向下排出，在碾碎成尺寸符合卸料要求之大小;用一个连接的斜水槽18将其从压力区移走，炉渣的最后冷却是借助于喷水装置19，经过装置19之后，可以将炉渣送到废物堆中。
作为不反应物质流化床之流化剂-蒸汽，是通过管20输送的，利用回收熔渣之热使蒸汽得到加热，同时通过管21输入流化床内。
从流化床反应器4之底部所排出之较出之较粗固体，其组成包括煤灰和碳，用一个排放装置，例如，一个斜置的螺杆输到粉碎装置23将之磨成粉状，然后利用传送装置25直接通入粉尘气化装置12或升压装置10或者是在粉碎装置23将其碾碎成适合于卸料的粒度，经过喷水装置24，冷却至所需要之温度，然后排到废物堆中。
在废物锅炉8和在气体净化装置9分离出来的细粉尘，可以通过管28和管29送回安装在粉尘气化装置12前面的贮罐11。
粉尘气化装置出现问题时，流化床本身的气化可以继续进行这时，应将从粉尘概化装置通来的管道17和从不反应物质的装置通入反应器4的管道21都关闭，同时也将从贮罐11至长斜水槽10之间的连接管道关闭。如因需要解决的时间比较长，贮罐11不能承受其容量的情况下，可将自分离器7分离出来的焦灰，经连接的贮罐11排出，并通过管30贮存在中间的煤仑31内。
当流化床装置出现问题的时候，粉尘气化装置本身可以继续运转。
这时，应将从粉尘气化装置通来的管道17和从不反应物质的装置通入反应器4之管道21都关闭，同时也将从输送装置25至长斜水槽10之管道，以及自反应器4至分离器7之管通都关掉。
将管道26和27都打开。则，粉尘气化可以用经管道32和长斜水槽10送来的，来自贮罐11或中间煤仑的煤灰而继续进行。此外，例如来自蒸汽发生器之碾碎厂的煤灰也可利用，可通过管道33和长斜水槽10通入粉尘气化装置12内进行气化。
勘误表
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