专利名称：用于冷却细粒状固体散料同时置换包含在其中的空隙空间气体的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冷却由煤气化产生的细粒状的热的固体散料、同时置换包含在该固体散料中的空隙空间气体(LUckenraumgas)的装置，其中该装置原则上也可以用于冷却由其他粗煤气生成工艺产生的固体散料，但是特别是适合于冷却在煤气化工艺中产生的烟道尘(Flugasche)，因为烟道尘还包含在颗粒之间和在颗粒中的煤气化气体或粗煤气的组分，所述颗粒可通过按照本发明的装置去除，其中待冷却的固体同时被气体绕流，该气体保证典型地作为散料存在的待冷却的固体的连续的流动通畅性。本发明还涉及一种用于冷却热的固体的方法，其中该方法特别是可用于分离由煤气化工艺产生的烟道尘。
背景技术：
在对煤或含煤的固体进行气化时，通过含氧气或含氧气和水蒸气的气体将原始固体转换成合成煤气，该合成煤气主要由一氧化碳和氢气组成并含有烟道尘形式的固体，该固体主要由包含在煤中的烟灰和/或固化的炉渣组成。固体含量根据所使用的燃料而变化。为了产生合成煤气，原则上也能够使用其他含煤的燃料替代煤。适用于气化以产生合成煤气的其他适合的含煤燃料例如有泥煤、氢化残余物、剩余物、垃圾、生物物质或这些材料的混合物以及与煤的混合物。根据所使用的燃料，在通过气化产生的合成煤气中得到变化的固体含量，该固体含量通过适合的装置分离并且必须冷却。适合于分离的装置例如是旋风分离器、过滤器或电分离器。主要由烟道尘组成的固体以热的形式典型地作为散料出现，并且必须在继续使用或清除之前冷却。在此散料特别指的是固体颗粒与包含在其间的气体的浓密混合物。此外，分离的固体在颗粒之间的间隙中和在颗粒的空隙中还含有大量不洁且有毒的合成气体，这些合成气体在继续使用或清除固体之前必须去除。为了冷却固体，在现有技术中存在固体冷却器，其典型地由容器组成，这些容器被待冷却的固体散料流过，并且这些容器在内部含有横向于流动方向设置的管道，这些管道被热传导的液体流过，并且这些管道使在其旁边流动的固体散料冷却到较低的温度。适合的冷却装置还有冷却的冲击面或被热传导的液体流过的管道，这些管道具有矩形的横截面。这些管道例如以引导液体的中空体形式构成。DE 102006045807 Al描述了用于冷却流动性的或流动通畅的散料物的装置，其中该装置构成为热交换器，其使待冷却的散料物通过引导液体的管道冷却到较低的温度。在此管道以相互接连的管列相互错开地设置。管道通过管列倾斜于该管列对准，其中管列被适合的冷却剂或加热剂流过。在管列的一端上存在用于供应加热剂或冷却剂的装置，在另一端上存在用于输出加热剂或冷却剂的装置。待冷却的散料物横向于管列引导通过热交换器。管列以模块形式分组，其中这些模块在相互连接时通过管道在管列中的横向布置结构齿形地相互嵌接。这能够实现模块的本质上水平或竖直的堆叠，以适配于在运行中的各种功率要求。
EP 934498 Bl描述了用于粒状或流动通畅的散料物的井式冷却器，其由用于待冷却的固体的供应单元、冷却单元和排出单元构成。冷却单元典型地由六面体容器构成，横向于流动方向设置的管道延伸在该容器中，所述管道在冷却单元内部延伸在两个对置的壁之间，并且冷却剂如空气或水引导通过所述管道。在此管道以管束的形式分组，其水平地在对置的侧壁之间延伸并设置在多个上下叠置的列中。所述装置对于固体冷却是有效的，但是存在不能置换或去除在颗粒中和在颗粒之间含有的空隙空间气体的缺陷。相比之下，如果不使用自由的流动通畅的固体散料，所述装置还容易形成塞堵。在现有技术中列举的具有管束或中空体的井式冷却器在所有情况下以流动通畅的固体散料为前提。但是本发明所关注的烟道尘具有明显不同的特性，其必须以特殊的方式考虑以能够保证冷却装置的平稳运行。烟道尘的特征在于小的平均颗粒尺寸，例如2至 6微米的范围，且还具有可含有明显较小颗粒的颗粒尺寸分布。在由Geldart (D.Geldart， Power Techn0 7，285-293，1973)作出的用于描述流动特性的气体-固体系统等级中，烟道尘典型地属于Geldart分组C或属于至Geldart分组A的过渡。属于Geldart分组C的材料是明显内聚的。一般的流动是特别困难的。在小管道中全部散料通过气体抬起。气体仅仅自由吹进各个通道。在较大的容器中散料不被抬起并导致通道的局部阻断、尤其在靠近壁的位置。因此这导致颗粒之间的粘附力大于气体可以施加的力。在Geldart分组A中包括具有小颗粒尺寸和/或低密度的材料(例如裂解催化剂)。该颗粒组的旋流层在产生吹气之前显著地在最小流动上方延展。如果气体供应中断，则床身非常缓慢地萎陷并显示出明显的气体滞留能力。通常显示出流动通畅性的颗粒由Geldart分组B和D表示。Geldart分组D是具有粗颗粒和/或重颗粒的材料。Geldart 分组B对应于大多数材料。两个分组都易于流动并且不呈现气体滞留能力。DE 1583505 C3描述了用于从转炉排出的热的炉料的冷却装置，所述炉料用于燃烧或烧结未成形的或粒状的物质，该冷却装置由按照专利DE 1558609 A的冷却井组成，其特征在于，在冷却井中支撑炉料柱的破碎辊上方设置用于粉碎较大块体的粗破碎辊，其在必要时可以得到冷却。在该发明的一个实施例中，在粗破碎辊上方设置屋顶形的轮廓，该轮廓例如具有三角形横截面，用于使破碎辊卸压，且在需要时可以通过空气或水冷却。没有描述用冷却剂间接冷却的方法。冷却空气通过管道供应到冷却装置的下端部，从而不能对在颗粒的间隙中的气体进行有效的气体置换。DE 3922764 Al描述了一种方法和一种装置，用于通过非离心力的分离器从热气体中分离固体，具有设置在分离器下面的收集贮仓。收集在收集贮仓中的分离的固体被气体流过并直接冷却。加热的气体与由固体释放的气体一起引导通过分离器。所公开的方法和装置不能间接地冷却固体。冷却气体的供应也不总是能够实现固体的流动并防止烘烤。US 2276496 A描述了一种用于在转炉中冷却用于热处理的材料的方法，例如煅烧和烧结都属于所述热处理，该热处理例如使用在石灰工业、水泥工业或相关的工业中，US 2276496 A特别是涉及一种机构，其冷却煅烧的或烧结的例如可从炉中移除的材料。为了冷却，空气或气态介质多次喷射到待冷却的固体。没有描述用冷却介质间接冷却的方法。也不能利用去除合成煤气的方法，因为气态介质是空气并且不能供应惰性气体。最后，为了执行该方法使用一种装置，其静止地使用并因此不能与各种设备类型兼容。
发明内容
上述装置或方法尽管能够挤出部分空隙空间气体，但是不适用于所述的固体类型。因此目的在于提供一种装置，其冷却热的固体散料(其在颗粒的间隙和空隙中含有待去除的粗煤气)，并且能够置换或去除包含在该固体散料中的粗煤气。该装置应能够适配于煤气化反应器的不同功率要求，并且特别是当待冷却的固体散料是指细粒或粉尘状的具有不良流动性的散料时也应能够使用。该装置应对于高温不敏感并且在存在可能包含在待冷却的固体散料中的侵蚀性的有害物时没有腐蚀倾向。尽管优选应用于冷却来自煤气化工艺的固体散料，该装置还应能够广泛地使用。本发明通过一种装置实现这个目的，该装置包括容器，它分成多个区域，即用于热的固体散料的供应部分、冷却部分和用于冷却的固体散料的排出部分，并且该容器被待冷却的固体散料流过。冷却部分横向于管道流动方向由管道插入，管道分成两种，其中一种管道通常由热传递的介质或冷却剂流过，另一种管道能够使气体透到容器内部，从而气体可以流到容器内部和固体床中。由此引入到散料中的气体作用如下-在能够使气体透过的表面上通过供应的气体降低固体散料的壁摩擦。固体可以在能够使气体透过的表面上流动或容易地绕流该表面。-通过气体供应产生散料的局部松散化，根据气体量可以直到引起局部流动。通过气体供应及与此相关的松散化和稀释改善散料的流动性，从而在这里涉及的非常细的烟道尘也可以流过该设备。-通过供应的气体稀释并置换在颗粒之间存在的空隙空间气体和由此也还存在的粗煤气组分。排出部分包括用于另外的气体的供应接管，其中该另外的气体保证流出的固体散料的松动性或流动性。按照本发明的装置还能够这样构成，使得热传递的管道或能够使气体透过的管道例如构成为横截面为矩形的管道或管道部件，或者成形为引导介质或气体的中空体，从而本装置可以适配于变化的固体特性或固体冷却器的变化的功率要求。本发明尤其涉及固体冷却器，作为用于冷却热的细粒状的固体散料、同时置换包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体的装置，包括-容器，用作冷却部分，其中在一侧设置用于接纳流过的固体散料的至少一个开孔，并且在与该侧相对的一侧设置流过的固体散料的至少一个排出部，其中-所述容器在内部含有第一种管道，所述第一种管道相对于容器的内部封闭，并且所述第一种管道被介质流过，从而实现细粒状的固体散料和包围固体散料的空隙空间气体与流过管道的介质的间接热交换，并且-所述容器在内部含有第二种管道，所述第二种管道能够使气体透到容器的内部， 并且所述第二种管道被气体流过，该气体通过开孔流入到容器的内部，并且-所述容器具有气体卸载接管，用于从第二种管道引入到容器内部的气体以及由此挤出的空隙空间气体。引导介质的管道或引导气体的管道优选是横截面为圆形的管。但是也可以设想，引导介质的管道或引导气体的管道是横截面有棱角的管。该横截面也可以在相应的两侧延长，由此形成矩形或展平的横截面。两种管道的横截面最终可以任意地成形。在一个特殊的实施例中，具有矩形或展平的横截面的管道也称为或构成为引导介质或气体的中空体。介质或气体也可以通过不同的管道引导或者通过这些管道的任意组合传导。基本上通过固体散料的流动性和散热所需的热传递表面确定，可以存在由横截面为圆形或矩形的管道的组合组成的有利实施例。所述容器在一个典型的实施例中包括壁，该壁构成为双护套并且同样被热传递介质加载。由此该壁设有护套冷却。在一个典型的实施例中冷却的介质从双护套流到冷却的
管道中。在一个优选的实施例中，所述容器由用于待冷却的固体散料的供应部分、冷却部分和排出部分组成。所述供应部分和排出部分或者这两个部分都优选涉及锥形部件，其分别通过较大的开孔与冷却部分组合。但是也可以设想到如经常在容器结构中使用的其他部
件。例如可以设想到准球形底部(kliipperboden )、半椭圆形底部(Korbbogenboden)、
或用于供应部分的扁平盖。在供应部分中总是存在至少一个气体出口接管作为气体卸载接管，其目的是，通过固体散料挤出的气体可以从供应部分逸出。在一个典型的实施例中，气体卸载接管和固体散料的接纳器设置在同一侧上。能够沿固体流方向在容器的前面或后面存在至少一个用于待供应气体的气体供应接管。管道在冷却部分中的布置结构这样实现，使得能够实现最佳冷却、颗粒之间的最佳气体交换和最佳固体流。例如，引导介质的第一种管道和引导气体的第二种管道在容器的内部在容器横截面中观看成列地沿固体流动方向设置，其中引导介质的第一种管道的列和引导气体的第二种管道的列在容器横截面中观看沿固体的流动方向交替。引导介质的第一种管道和引导气体的第二种管道在容器的内部在容器横截面中观看也可以成列地相对于固体流动方向倾斜地设置，其中引导介质的管道的列和引导气体的管道的列在容器横截面中观看倾斜于固体散料的流动方向交替。最后，引导介质的第一种管道和引导气体的第二种管道在容器的内部在容器横截面中观看相对于固体流动方向成列地以锯齿形设置，其中引导介质的管道和引导气体的管道的列沿固体散料的流动方向交替。用于热交换的引导介质的管道和用于供应气体的引导气体的管道有利地这样设置，使得实现在固体散料中的最佳热交换和最佳气体供应，由此一方面实现空隙空间气体的置换，另一方面有利地影响固体散料的流动特性。这也适用于管道本身，其在形状和直径上这样构成，使得实现最佳的热交换和气体供应。在按照本发明装置的一个实施例中，为了改善，引导气体的第二种管道在直径上小于引导介质的第一种管道。按照本发明的装置的一个变型这样构成，使得至少一个引导介质的管道在容器的内部在自身的横截面中沿固体流动方向扩大，由此形成横截面展平的管道。按照本发明的装置的另一变型这样构成，使得引导气体的管道在容器的内部在自身的横截面中沿固体流动方向扩大，由此形成横截面展平的管道。也能够使这些管道构成为横截面为矩形的管道。 按照本发明的装置这样构成，使得至少一个管道在容器的内部具有矩形的管道横截面，其具有沿固体散料方向延长的侧面。最后也可以的是，不仅至少一个引导介质的管道而且引导气体的管道都构成为具有展平的或矩形的横截面的管道。
横截面有棱角的管道通常可以涉及具有非圆横截面的管道，或者涉及中空体形式的结构，热传递介质或气体流动通过所述中空体。在后一种情况下，引导气体的中空体或具有非圆横截面的引导气体的管道至少部分地能够使气体透过地构成，以实现向固体散料的气体供应。具有展平或矩形横截面形状的管道可以在内部蛇形地构成，以改善介质或气体的流动。这尤其对于具有展平或矩形横截面的构成为引导介质或气体的中空体的管道是有利的结构。可以使至少一个引导介质的管道和至少一个引导气体的管道在容器的内部在自身的横截面中平行于固体流动方向扩大，由此使被介质流过的管道的横截面展平或矩形地成形。也可以使至少一个引导气体的管道和引导介质的管道在容器的内部在自身横截面中沿固体流动方向扩大，其中引导介质和气体的管道横向于固体流动方向交替。本发明的另一有利的扩展结构规定，一部分管道构成为横截面为圆形的管道，装置的另一部分管道构成为横截面为矩形的管道。为此例如可以在横截面沿固体流动方向展平的引导介质的管道之间横向于固体流动方向存在横截面为圆形的另外的管道，其中横截面为圆形的引导气体或介质的管道沿固体流动方向交替。管道的列顺序和数量也可以任意选择。在本发明的一个实施例中，横截面沿固体流动方向展平的引导介质或气体的管道沿固体流动方向存在多个。因此在本发明的一个扩展结构中，也能够在横截面沿固体流动方向展平且存在多个的引导介质或气体的管道之间，沿固体流动方向设置至少一个横截面为圆形的引导气体的或引导介质的管道。这些管道也可以沿固体流动方向交替。引导气体的管道或引导气体的中空管道由这样的材料实现，其能够使气体进入到固体散料中。优选一种多孔材料，其具有能够使气体进入到待冷却的固体散料中、但不能使固体散料透到引导气体的管道中的孔隙尺寸。在本发明的一个实施例中，所述多孔材料涉及烧结陶瓷、多孔陶瓷、多孔塑料或能够使气体透过的烧结金属。同样可以使引导气体的管道为了将气体导入到固体散料中而设有小孔、孔、缺口、缝隙或类似结构。管道由常见的、能够使气体透过的材料制成并设有用于使气体透过的孔、小孔、缝隙等。此外能够使引导气体的管道仅局部或分段地设有多孔材料，并且使其余管道由常见的不能使气体透过的材料制成。引导介质的管道或反应器由这样的材料构成，其能够通过良好的热传递实现冷却，而没有腐蚀。容器和引导介质的管道的材料选择取决于固体散料的进入温度和位于空隙体积中的粗煤气组分，并且例如可以由耐高温的钢制成。引导气体的管道与引导介质的管道在中空容器内部的外表面比例优选相同。但是也能够使引导气体的管道和引导介质的管道的外表面比例不同地构成。因此能够使引导气体的管道与引导介质的管道在中空容器内部的外表面比例为20至50%。最佳的选择取决于固体散料的冷却目的和流动性。如果涉及在高温下相对良好流动的散料，则增加热传递表面的比例并减少供应气体表面的比例。如果相反涉及不能自由流动的固体散料，则通过必需的气体供应给定表面，以能够随时保证固体流。本发明还涉及一种方法，用于冷却细粒状的和热的优选呈现为散料的固体，其中同时置换在颗粒之间和在颗粒空隙中的气体。本发明尤其涉及一种用于冷却细粒状的和热的固体散料、同时置换包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体的方法，其中-将待冷却的固体散料引导到含有管道的容器中，并且-使固体散料连续地运动通过容器，其中，-用比固体散料冷的介质流过第一种管道以进行热传递，从而在固体散料与载热介质之间实现间接的热交换，并且-第二种管道能够使气体透过地构成，供应的气体通过所述第二种管道引导到容器和固体散料中，并且-包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体被供应的气体挤出并排出。优选地，产生气体的工艺涉及煤气化，从而固体散料基本上由烟道尘或固化的炉渣组成。但是原则上能够使所述固体冷却器用于各种任意的工艺，其中存在待冷却的固体散料，其间隙气体或空隙气体必须被置换或去除。流动通过引导介质的管道的用于热交换的介质优选涉及液体，但也可以设想气体或流体作为热传递介质。特别优选的用于热交换的介质是水。将固体散料输送通过冷却器原则上也可以任意地实现。因此可以使固体通过重力作用流动通过固体冷却器。在本发明的一个实施例中，也可以使固体散料通过重力或通过压力梯度或通过这两者的组合运动通过固体冷却器。为了产生压力梯度例如可以将气体引入到冷却器中。当待冷却的固体散料输送到固体冷却器中时，其原则上可以具有任意的温度。在本发明的一个实施例中，固体散料在流入到固体冷却器中时具有200至400°C的温度。然后冷却到一温度，在该温度能够毫无问题地清除或继续利用固体。在一个示例的实施例中，固体散料在从固体冷却器排出时具有50至150°C的温度。用于置换空隙空间气体的供应气体例如涉及氮气、二氧化碳、空气或这些气体的混合物。这种气体实现与来自冷却器的粗煤气的混合。在本发明的实施例中，供应的气体一直预热到供应的固体散料的温度。通过能够使气体透过的管道引导到容器中的气体的流量优选这样调节，使得供应的气体的在能够使气体透过的管道的排出表面上的速度大于或等于固体散料的最小流动速度。引导气体的管道可以单独地或成组地被供应以可不同地调节量的气体。供应的气体量可以以另一种方式这样确定，使得在管道之间的自由横截面中供应的气体的速度大于或等于固体散料的最小流动速度。在本发明的一个实施例中，引导气体的管道沿固体流动方向从下向上和/或以时间顺序被气体脉冲流过，从而防止固体散料在固体冷却器中的滞留。在本发明的另一实施例中，从容器流出的固体散料通过至少一个气体入口接管在排出区域用另外的气体松散化，由此在出口接管上得到几乎无残余气体的、冷却的和松散化的固体。在本发明的一个实施例中能够使用气体脉冲，由此清洁或不堵塞引导气体的管道的孔隙或能够使气体透过的位置。该脉冲由增加的气体压力波组成，由此通过引导气体的管道的增加的气体压力可以去除堵塞或固体结渣或形成的搭接。由所述的装置给出本发明的实施例，该装置具有供应部分、冷却部分和排出部分， 具有热交换的引导介质的管道和气体置换的引导气体的管道。本发明的优点是，可以有效地冷却从气体生成和特别是从煤气化分离出来的固体散料，其中同时去除在固体散料中含有的气体并且可以供应继续使用或清除的固体散料。
借助于十一个附图详细解释按照本发明的固体冷却器的按照本发明的扩展结构， 其中按照本发明的装置不局限于这些实施例。
具体实施例方式图1示出按照本发明的固体冷却器，其包括供应部分(6)、冷却部分( 和排出部分(16)。固体散料(1)沿流动方向g穿过锥形的供应部分(6)流入，并与两种管道(2、3) 接触，其中一种管道O)由引导介质的管道形成，这些管道用于热交换和用于冷却固体散料，另一种管道C3)能够使气体透过并用于将气体供应到固体散料(1)中。这些管道将气体喷射到固体散料中，从而包含在颗粒中的剩余气体被该气体置换，同时实现颗粒的松散化。 冷却部分(5)的壁(13)是导热的并设有护套，冷却介质(14)流动通过该护套。供应部分 (6)含有气体卸载接管(7)，气体可以在流入固体散料时通过该气体卸载接管从供应部分 (6)逸出。排出部分(16)设有另外的气体导入孔(8、10)，用于松散化固体散料的另外的气体(9、11)可以流动通过这些另外的气体导入孔。冷却的和净化的固体散料(1 从锥形的排出部分(16)排出。引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)在冷却部分(5)的内部成列地以管列的形式沿固体流动方向倾斜地设置，其中引导介质的管道( 和引导气体的管道(3)的管列(4)倾斜于固体散料的流动方向交替。通过集成气体供应管道，尽管在给定的管道布置中减少热传递表面，但是同时保证散料流动。在传统的井式冷却器中已知，固体散料以非常小的横向混合通过管列运动并且使已冷却的流(StrMhne )没有横向混合地从上向下运动，从而相当多部分的仍然很热的颗粒没有或非常迟地与热传递体接触。这导致热传递不像理论上可推测的那样高。在所建议的图ι的布置结构中尽管存在较少的热传递表面，因为一部分管道用于供应气体。另一方面，气体供应引起局部松散化并由此也引起横向混合，从而能够在构成为管道O)的热传递表面上实现散料的明显更有效的冷却。图2示出同一按照本发明的固体冷却器，其以图1的截面A-A示出。可以看到供应部分(6)、冷却部分(5)和排出部分(16)。可以看到引导介质的管道(2)和引导介质的管道C3)在该横截面中延伸通过容器(5)。图3仅示出按照本发明的固体冷却器的冷却部分(5)的内部。可以看到引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)，引导介质的管道不能使气体透到冷却部分的内部，引导气体的管道(3)能够使气体透到冷却部分(5)的内部，并且引导介质的管道和引导气体的管道在横向于固体流动方向的管列(4)中交替。引导介质的管道和引导气体的管道被气体 (15)或冷却介质(14)流过。图4仅示出按照本发明的固体冷却器的冷却部分(5)的内部。可以看到引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)的布置结构，其中引导介质的管道(2)和引导气体的管道C3)在冷却部分的内部成列地沿固体流动方向倾斜地设置，并且引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)的管列倾斜于固体散料(1)的流动方向交替。图5仅示出按照本发明的固体冷却器的冷却部分(5)的内部。引导介质的管道(2)和引导气体的管道C3)在冷却部分( 的内部沿固体流动方向成列地锯齿形地设置，其中引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)的管列沿固体散料的流动方向交替。图6仅示出按照本发明的固体冷却器的冷却部分(5)的内部。引导介质的管道 (2)和引导气体的管道C3)在冷却部分( 的内部沿固体流动方向成列地锯齿形地设置，其中引导介质的管道( 和引导气体的管道(3)的管列沿固体散料的流动方向交替。能够使气体透到冷却部分(5)内部的引导气体的管道(3)在直径上小于引导介质的管道O)。由此在给定的管道布置结构中在管道之间存在用于固体流的较大的间隙和较大的自由通道。图7示出按照本发明的固体冷却器的内部，该固体冷却器具有供应部分(6)、冷却部分( 和排出部分(16)。引导介质的管道( 和引导气体的管道C3)构成为横截面展平的管道，在这里例如构成为中空体，其中引导介质的管道(2)不能使气体透到冷却部分(5) 的内部，并且引导气体的管道(3)能够使气体透到冷却部分(5)的内部。图8示出同一按照本发明的固体冷却器(5)，其以图7的截面A-A示出。可以看到供应部分(6)、冷却部分( 和排出部分(16)。冷却部分(6)含有管道O)，该管道横截面展平，在这里例如构成为中空体，并且在内部形成蛇形结构。这种有利地引导冷却介质(14) 的结构可以呈现在热传递表面的内部。图9示出按照本发明的固体冷却器(5)的内部，该固体冷却器具有供应部分(6)、 冷却部分( 和排出部分(16)。横截面展平的一部分引导介质的管道( 在这里构成为引导介质的中空体。在横截面展平的引导介质的管道( 之间和旁边设置平行于流动的横截面为圆形的引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)，其中横截面为圆形的引导气体和介质的管道(2、；3)沿固体流动方向交替。图10示出按照本发明的固体冷却器(5)的内部，该固体冷却器具有供应部分(6)、 冷却部分( 和排出部分(16)。引导介质的管道( 构成为横截面为矩形的管道，在这里例如构成为中空体。在引导介质的管道(2)之间和旁边设置平行于流动定向的引导气体的管道(3)，其横截面为圆形。在这里引导气体的管道( 设置在固体散料进入到热交换区中之前，以及还设置在引导介质的中空体的相继布置结构之间。由非常细的颗粒组成的散料的特征在于一定的气体滞留能力，通常也使在这里所关注的烟道尘滞留。由于固体的气体滞留能力，在进入到引导介质的中空体之间的缝隙之前实现流动和松散化。根据气体滞留能力、固体流速和设备尺寸，如图10示例性所示，需要进行一次或多次另外的中间流动。图11示出按照本发明的固体冷却器的内部，该固体冷却器具有供应部分(6)、冷却部分(5)和排出部分(16)。横截面为圆形的引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3) 在容器(5)的内部成列地沿流动方向倾斜地设置，其中例如管列的每第四个管道是引导气体的管道(3)。在这里与图10类似地，在进入热交换区之前松散化固体散料。另外的气体供应管列需要具有多大的间距(在这里例如每第四个)取决于固体散料的气体滞留能力和容器中的固体速度，并且必须针对各自的情况确定。附图标记清单1 待冷却的固体、固体散料的流入口2 引导介质的管道3 引导气体的管道4 管列
5冷却部分或容器
6供应部分
7气体卸载接管
8气体供应接管
9供应的气体
10气体供应接管
11供应的气体
12冷却的固体
13作为热传递表面的壁
14介质或冷却剂
15气体
16排出部分
g固体散料的流动方向
权利要求
1.固体冷却器，用于冷却热的细粒状的固体散料(1)、同时置换包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体，该固体冷却器包括容器(5)，用作冷却部分，其中在一侧设置用于接纳流过的固体散料(12)的至少一个开孔(6)，并且在与该侧相对的一侧设置流过的固体散料的至少一个排出部(16)，其特征在于，所述容器( 在内部含有第一种管道O)，所述第一种管道相对于容器(5)的内部封闭，并且所述第一种管道被介质(14)流过，从而实现细粒状的固体散料(1)和包围固体散料的空隙空间气体与流过管道⑵的介质(14)的间接热交换，并且所述容器( 在内部含有第二种管道(3)，所述第二种管道能够使气体透到容器(5)的内部，并且所述第二种管道被气体(15)流过，该气体通过开孔流入到容器(5)的内部，并且所述容器( 具有气体卸载接管(7)，用于从第二种管道C3)引入到容器(5)内部的气体(15)以及由此挤出的空隙空间气体。
2.如权利要求1所述的固体冷却器，其特征在于，所述气体卸载接管(7)和固体散料 (1)的接纳器(6)设置在同一侧上。
3.如权利要求1或2所述的固体冷却器，其特征在于，引导介质的第一种管道( 和引导气体的第二种管道C3)在容器( 的内部在容器横截面中观看成列地沿固体流动方向设置，其中引导介质的第一种管道O)的列(4)和引导气体的第二种管道(3)的列在容器横截面中观看沿固体(1)的流动方向交替。
4.如权利要求1或2所述的固体冷却器，其特征在于，引导介质的第一种管道( 和引导气体的第二种管道C3)在容器( 的内部在容器横截面中观看成列地相对于固体流动方向倾斜地设置，其中引导介质的管道O)的列(4)和引导气体的管道(3)的列在容器横截面中观看倾斜于固体(1)的流动方向交替。
5.如权利要求1或2所述的固体冷却器，其特征在于，引导介质的第一种管道( 和引导气体的第二种管道C3)在容器( 的内部在容器横截面中观看相对于固体流动方向成列地以锯齿形设置，其中引导介质的管道(2)和引导气体的管道(3)的列(4)沿固体(1)的流动方向交替。
6.如权利要求1至5中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，引导气体的第二种管道 (3)在直径上小于引导介质的第一种管道O)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，至少一个引导介质的管道( 在容器(5)的内部在自身的横截面中沿固体流动方向扩大，从而形成横截面展平的管道。
8.如权利要求1至6中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，至少一个引导气体的管道C3)在容器(5)的内部在自身的横截面中沿固体流动方向扩大，从而形成横截面展平的管道。
9.如权利要求7或8所述的固体冷却器，其特征在于，引导介质和气体的至少一个管道(2，；3)在容器(5)的内部在自身的横截面中沿固体流动方向扩大，其中引导介质和气体的管道0，3)横向于固体流动方向交替。
10.如权利要求6至9中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，在横截面沿固体流动方向展平的引导介质的管道( 之间横向于固体流动方向存在横截面为圆形的另外的管道0，3)，其中横截面为圆形的引导气体或介质的管道0，3)沿固体流动方向交替。
11.如权利要求6至9中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，横截面沿固体流动方向展平的引导介质或气体的管道(2，；3)沿固体流动方向存在多个。
12.如权利要求11所述的固体冷却器，其特征在于，在横截面沿固体流动方向展平且沿固体流动方向存在多个的引导介质或气体的管道(2，；3)之间、沿固体流动方向设置至少一个横截面为圆形的引导气体的管道C3)或引导介质的管道O)。
13.如权利要求1至12中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，引导气体的管道(3) 至少部分地由多孔材料制成。
14.如权利要求13所述的固体冷却器，其特征在于，所述多孔材料涉及烧结陶瓷、多孔陶瓷、多孔塑料或烧结金属。
15.如权利要求1至14中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，引导气体的管道(3) 为了将气体(15)导入到固体(1)中设有小孔、孔、缺口或缝隙。
16.如权利要求1至15中任一项所述的固体冷却器，其特征在于，沿固体流动方向在容器(5)的前面或后面存在用于待供应的气体(9，11)的气体供应接管(8，10)。
17.用于冷却细粒状的和热的固体散料(1)、同时置换包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体的方法，其中将待冷却的固体散料⑴引导到含有管道(2，3)的容器(5)中，并且使固体散料(1)连续地运动通过容器(5)，其特征在于，用比固体散料(1)冷的介质(14)流过第一种管道O)以进行热传递，从而在固体散料 (1)与载热介质(14)之间实现间接的热交换，并且第二种管道C3)能够使气体透过地构成，供应的气体(9，11)通过所述第二种管道引导到容器(5)和固体散料(1)中，并且包含在散料颗粒之间和在散料颗粒的孔隙中的空隙空间气体被供应的气体(1 挤出并排出。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，用于产生固体散料(1)的工艺涉及煤气化，其中固体散料(1)基本上由烟道尘或固化的炉渣或这两者组成。
19.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，用于热交换的介质(14)涉及液体。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，用于热交换的介质(14)涉及水。
21.如权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述固体(1)通过重力或通过压力梯度或通过这两者的组合运动通过固体冷却器(5)。
22.如权利要求16至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述固体散料(1)冷却到 150至50°C的温度。
23.如权利要求16至22中任一项所述的方法，其特征在于，供应氮气、二氧化碳、空气或这些气体的混合物作为所述气体(15)。
24.如权利要求16至23中任一项所述的方法，其特征在于，供应的气体(15)—直预热到供应的固体散料(1)的温度。
25.如权利要求16至M中任一项所述的方法，其特征在于，通过能够使气体透过的管道(3)引导到容器(5)中的气体(15)的流量这样调节，使得供应的气体(15)的与能够使气体透过的管道C3)的气体排出表面相关的速度大于或等于流入的固体散料(1)的最小流动速度。
26.如权利要求16至25中任一项所述的方法，其特征在于，所述引导气体的管道(3) 单独地或成组地被供应以可不同地调节量的气体(15)。
27.如权利要求沈所述的方法，其特征在于，所述引导气体的管道C3)沿固体流动方向从下向上和/或以时间顺序被气体脉冲(1 流过，从而防止固体(1)在固体冷却器(5) 中的滞留。
28.如权利要求16至27中任一项所述的方法，其特征在于，从容器(5)流出的固体 (12)通过在固体散料(1)的排出部中的至少一个气体入口接管(8，10)用供应的气体(9， 11)松散化，从而在排出部(16)上得到几乎无剩余气体的、冷却的和松散化的固体散料 (12)。
全文摘要
本发明涉及一个用于冷却由煤气化产生的固体的装置，其中该装置包括具有供应部分、冷却部分和排出部分的容器，并且在冷却部分的内部存在横向于流动方向设置的管道，所述管道分成两种，其中一种由引导流体的管道组成，另一种由引导气体的管道组成，并且引导流体的管道在冷却部分的内部封闭并用于热交换，另一种管道由引导气体的管道组成，这些管道能够使气体透到冷却部分的内部，从而主要由冷却的炉渣、烟灰和烟道尘组成的固体被冷却，并且在固体颗粒中和在固体颗粒之间含有的剩余气体被置换。本发明还涉及一种用于冷却固体和用于去除颗粒的剩余气体的方法。
文档编号F27D15/02GK102575904SQ201080042397
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月5日
发明者S·哈梅尔 申请人:蒂森克虏伯伍德有限公司