用于冷却和清洗含尘的气化原始气体的急冷系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种使得急冷设备中的粉尘分离得以改进的装置，其中该急冷设备布置在气流床气化之后。通过布置带有使原始气体发生180℃左右偏转的双偏转机构和附加的喷洒机构的流体障碍物提高了分离效果。所述布置结构能够设计成单侧的、双侧的或者设计有附加的挡板。
【专利说明】用于冷却和清洗含尘的气化原始气体的急冷系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有权利要求1所述特征的、用于急冷和清洗气化设备中的原始气体的装置。
【背景技术】
[0002]本发明涉及一种不同的含灰的固态和液态燃料在高达IOMPa的压力下并且在高达1900°C的气化温度下借助含有游离氧的氧化介质的气流床气化。固态的燃料在此是磨成粉尘的不同煤化度的煤、石油焦炭以及其他来自废物处理及回收经济体系的可磨碎的固体。液态燃料可认为是油、油-固体-悬浮物还有煤-水-悬浮物、所谓的浆。在气体生成的技术中，自热的气流床气化多年来为人所知。在此如此选择燃料与含氧的气化介质的比例，从而达到超过粉末状燃料的熔点的温度。于是灰尘被熔成液态熔渣，该液态熔渣与气化气体一起离开气化室并且随后被冷却。对具有急冷系统的不同技术方案的现有技术的详细描述可见于 J.Carl u.a., N0ELL-K0NVERSATIONSVERFAHREN, EF- VERLG fur Energie-und Umwelt-technik GmbH 1996 (J.Carl 等，NOELL-KONVERSATIONSVERFAHREN，能源及环境科技有限公司，EF出版社，1996年)。其中所描述的对热的气化原始气体和液态熔渣的直接冷却通过喷入过量的水将原始气体冷却到饱和温度，该饱和温度与气化压力相关。如果气化压力达到例如40bar，则原始气体被冷却到大约210°C并且水蒸汽饱和。同样冷却了的熔渣积聚在急冷室的下部中的水池中并且被排出，所述水蒸汽饱和的原始气体从侧面离开急冷室并且被输送给下一个净化阶段、例如文丘里清洗器用于进一步的粉尘分离。急冷水的提供在此通过工艺用水循环实现，在固体分离之后工艺冷凝物和清水作为补充被输送给所述工艺用水循环。现有技术中示出的解决方案具有以下缺点，即携带有原始气体的、由小的熔渣微粒和炭黑组成的固体中的相当大一部分在这些简单的系统中不会被清洗掉并且苛求后续的净化阶段。细小的固体部分被运输穿过整个工艺链并且造成运行故障。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于，给出一种用于在气化设备中进行急冷(Quenchung)的装置，该装置确保了对气化原始气体的可靠冷却并且同时使所携带的粉尘中的大部分分离并且粘合在过量水中。
[0004]该任务通过具有第一项权利要求所述特征的装置解决。
[0005]借助根据本发明的装置产生的原始气体在颗粒携载方面显示出显著的降低。
[0006]从属权利要求给出了有利的技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面以3个实施例在为了理解所需要的范围内借助3个附图对本发明进行详细阐述。
[0008]在此: 图1示出用于通过具有罩10和内部分隔壁9的障碍物(Schikane)进行粉尘分离的装置，其具有单侧原始气体导出部，
图2示出用于通过具有罩10和内部分隔壁9的障碍物进行粉尘分离的装置，其具有双侧原始气体导出部，
图3示出用于借助附加的挡板进行粉尘分离的装置。
【具体实施方式】
[0009]根据图1的实施例1:
在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
[0010]在具有500MW的功率的气化设备中，具有9%的质量百分比的灰尘含量的、80t/h的石煤在1650°C的温度和42bar的压力下进行气化。在此产生的130000Nm3/h的原始气体量在此与熔渣I 一起进入到急冷室(未示出)的上部中并且以来自喷嘴环的急冷水对其进行喷洒。在此，原始气体与熔渣一起被冷却到210°C。急冷水的一部分在冷却及清洗过程中蒸发，从而使得潮湿的原始气体量上升到230000Nm3/h。在急冷室2的下部中有水池7，该水池在最小位置(Min)和最大位置(Max)之间的高度中得以调节。急冷室由压力外壳3包围，内部的保护壁4有助于其保护。原始气体由水池7的上水位向上转向。通过固体颗粒的离心力经过偏转相当大一部分都被置入水池中。这些被分离的固体颗粒与来自水池7的过量水一起经由导出部8从该急冷室中清除。
[0011]原始气体出口 6布置在水池7的最大水位Max上方。在该急冷室中分隔壁9布置在原始气体出口 6之前，从而使得该分隔壁在原始气体出口 6的两侧以急冷室2的内壁4终止。分隔壁9的下端部浸入水池7的最小水位Min之下，从而使得急冷室中由分隔壁限定的容积能够与该水池连通。所述急冷室中由分隔壁限定的容积向上敞开。所述急冷室中由分隔壁限定的横截面积占急冷室2的整个横截面积的5到10%、优选7%。分隔壁9的上端部伸出原始气体出口 6的上棱边。分隔壁9的上端部被罩10覆盖，从而使得一方面该分隔壁以急冷室2的内壁4终止并且另一方面所述罩的下棱边在分隔壁9的上端部下方结束。所述罩的下棱边例如在原始气体出口6的中心轴线的高度结束。所述罩朝向急冷室的中心下斜，这有利于熔渣的流出。也就是说，所述罩向上在由分隔壁隔开的横截面上方形成顶盖，从而防止原始气体和熔渣从上面直接进入到由分隔壁隔开的横截面中。
[0012]急冷室中由所述罩限定的横截面积占急冷室2的整个横截面积的10到20%、优选15%。在一种特别的实施方式中，所述由分隔壁隔开的横截面积占由罩隔开的横截面积的一半。在一种优选的实施方式中，所述由分隔壁隔开的横截面积小于由罩隔开的横截面积的一半。
[0013]该原始气体在水池的水表面上偏转并且在此去除了粉尘。接着该原始气体在由罩10和内部的分隔壁9形成的空间内向上流动，在接下来经由分隔壁的上端部偏转之后，该清洗过的原始气体以朝向下的流动经由原始气体出口 6离开急冷室2的下部并且进入接下来的净化阶段(在此未示出)。
[0014]如此设计原始气体路径，使得由分隔壁隔开的横截面积不小于原始气体出口 6的横截面积并且罩与分隔壁之间的横截面积不小于所述由分隔壁隔开的横截面积。也就是说，该原始气体路径在其整个长度范围内至少具有原始气体出口 6的横截面。[0015]在所述罩下方布置有清洗喷嘴5，用于净化原始气体的清洗水从所述清洗喷嘴向下喷出。所述清洗喷嘴能够布置在分隔壁的上端部的上方。清洗喷嘴能够如此布置，使得其将清洗水喷到罩与分隔壁之间的空间中、也就是逆着上升的原始气体喷洒。清洗喷嘴能够如此布置，使得其将清洗水喷到由分隔壁隔开的空间中、也就是朝向下流动的原始气体喷洒。如果布置多个清洗喷嘴5，这些清洗喷嘴将清洗水喷到罩与分隔壁之间的空间中，则所述清洗喷嘴能够分布布置在分隔壁与罩之间的中间间距上。如果分隔壁和罩具有相应的圆弧段的形状，则清洗喷嘴5能够拱形地布置。
[0016]内壁9在下方朝向水池7敞开，以能够接纳来自清洗喷嘴5的清洗水和分离的粉
/1、土。
[0017]根据图2的实施例2:
适用于与实施例1中相同的条件。由内部的分隔壁9和罩10形成的障碍物与原始气体出口6—起以对称的形式双侧构造。由此降低流动速度并且进一步改善粉尘分离。这随着急冷室2的下部中的收缩发生。
[0018]根据图3的实施例3:
适用于与实施例1中相同的条件。由于运行压力的波动，水池7中的最大液面高度也会发生更剧烈的波动，随之带来含固体的急冷水从水池7经由原始气体出口 6溢出到后续连接的设备部件中的危险。通过布置挡板11能够进一步提高最大液面高度并且减小或者说避免这种溢出的危险。在由分隔壁隔开的横截面中布置有作为挡板(Wehr)起作用的隔板(Blende)ll，使得所述隔板在原始气体出口 6的下方以急冷室的内壁终止并且朝向急冷室的中心上升。所述隔板的边缘在原始气体出口的两侧以分隔壁终止。在隔板的与原始气体出口对置的侧面上留出朝向分隔壁的间隙用于压力平衡。水池的容许最大水位Max能够位于原始气体出口的下棱边上方并且位于由隔板留出的间隙下方。
[0019]所述由分隔壁限定的容积或者说由分隔壁限定的空间在分隔壁的下端部处与水池连通并且在分隔壁的上端部处与急冷室连通。
[0020]本发明还涉及一种用于将携带的固体从气流床气化的原始气体中分离的装置，所述分离在压力下在连接在气化室之后的急冷室中通过喷入过量急冷水并且将原始气体冷却到饱和温度实现，其中该原始气体通过布置罩10和内部的分隔壁9进行两次180°左右的转向并且在原始气体出口 6之前实现改进了的固体分离。
[0021]在本发明的一种特别的改进方案中，该原始气体在第二次180°C左右的转向的区域中通过喷洒机构5附加地进行清洗。
[0022]在本发明的一种特别的改进方案中，内部的分隔壁9具有与水池7敞开的连接。
[0023]在本发明的一种特别的改进方案中，罩10向上气体密封地封闭。
[0024]在本发明的一种特别的改进方案中，由罩10和内部的分隔壁9组成的障碍物与原始气体出口 6 —起双倍地或者多倍地进行设计。
[0025]在本发明的一种特别的改进方案中，布置挡板11具有以下优点，即水池7的液面
高度能够得以提高。
【权利要求】
1.用于将携带的固体从在数倍大气压力下运行的气流床气化设备的原始气体分离的装置，所述装置具有接在气化室后面的急冷室，所述急冷室用于喷入过量的急冷水并且将原始气体冷却到饱和温度，其中 ?在所述急冷室(2)中，分隔壁(9)布置在原始气体出口(6)之前，所述分隔壁在所述原始气体出口(6)的两侧以所述急冷室的内壁终止， ?所述分隔壁在上端部处和下端部处是敞开的， ?所述分隔壁的下端部浸入到所述急冷室的底部处的水池中， ?所述分隔壁的上端部高于所述原始气体出口(6)的上棱边， ?所述分隔壁的上端部被罩(10)盖住， ?所述罩的下棱边低于所述分隔壁的上端部，从而使得所述原始气体在所述急冷室的底部处的水池(7)的表面上在将颗粒分离到所述水池中的情况下向上抬升地偏转到所述罩与分隔壁之间的空间中，通过所述分隔壁的上棱边向下流动地偏转并且离开所述原始气体出口(6)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述罩下方布置有清洗喷嘴(5)用于喷出清洗水以净化所述原 始气体。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述清洗喷嘴(5)布置在所述分隔壁(9)的上端部之上。
4.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述从急冷室(2)到原始气体出口(6)的原始气体路径至少具有所述原始气体出口的横截面。
5.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述罩(10)设计得朝向所述急冷室(2)的中心下斜。
6.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在与所述分隔壁隔开的横截面中布置有隔板(11)，从而所述隔板 ?在所述原始气体出口(6)的下方以所述急冷室的内壁终止， ?朝向所述急冷室的中心上升， ?在所述原始气体出口的两侧以所述分隔壁(9)终止并且 ?在背离所述原始气体出口的侧面上留出有朝向分隔壁的间隙。
7.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，布置有多个所述原始气体出口(6)。
8.按权利要求2到7中任一项所述的装置，其特征在于，清洗喷嘴(5)在罩与分隔壁之间垂直地布置在用于所述抬升的原始气体的通道上方。
9.按权利要求2到8中任一项所述的装置，其特征在于，清洗喷嘴(5)垂直地布置在与所述分隔壁隔开的、用于所述向下流动的原始气体的通道上方。
【文档编号】B01D47/02GK103796730SQ201280044872
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】T.尤斯特, M.兴尼茨, N.菲舍尔, M.耶尼希, H.托特 申请人:西门子公司