专利名称：一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置的制作方法
技术领域：
一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置技术领域[0001]本实用新型提供一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置。
背景技术：
[0002]大规模加压气流床煤气化技术已成为我国煤炭清洁、高效转化的重要途径和发展方向，对节约能源、减少温室气体排放具有十分重要的现实意义和战略意义。[0003]激冷室作为与气化炉连为一体的至关重要的设备，承载合成气的冷却工艺，其结构设计和所采用的激冷方法对整个气流程都有十分重要的影响。[0004]工业上应用的气化产物冷却方式一般分激冷流程和废锅流程。激冷流程中激冷室主要是圆筒形结构，从内到外由下降管、上升管、承压外壳组成同心圆，同时具有激冷环和折流板等主要构件。所采用的激冷方法主要是使合成气、灰、渣通过激冷室下部激冷水，从而将气化炉气化室所产生的高温合成气、飞灰、熔融状态的灰渣进行初步洗涤除尘和降温。 这样的激冷方法通常带来合成气带水、激冷环堵塞、下降管易烧穿等问题，该工艺过程中热量主要进入水循环系统，热损失较大。废锅流程气化技术是指利用辐射式和对流式废热锅炉最大限度地回收合成气中的显热，以生产高压蒸汽或预热其它工艺介质。但是通常由于辐射冷却器内部通道面积较小而引起结渣堵渣，渣在流出气化室渣口时会发生散射，在下降的过程中有一部分接触到内层水冷壁上。当未完全固化的渣接触到水冷壁时就会粘结在上面，并逐渐积累，堵塞整个工艺气及渣的下降通道，致使气化炉停车。同时由于使用了辐射式和对流式废热锅炉，因此设备较复杂，基建投资加大。目前虽然在不断改进的基础上，逐步解决了一些问题，但还有必要对激冷室内部结构和激冷方法进行不断改进和创新，以实现该环节在整个气化过程的更好优化。发明内容[0006]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种用于激冷气化室出口合成气和灰渣的新方法，以克服目前技术所存在的合成气带水、下降管易烧穿、水冷壁结渣堵渣等缺点，同时降低生产成本。[0007]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，包括与气化室底部的渣口连接的激冷室，激冷室上设有导气管，导气管的末端设有合成气出口，激冷室底部设有渣池，激冷室下方设有激冷水入口，位于渣池一侧上方，渣池另一侧设有黑水出口，渣池底部设有排渣口，其特征在于，所述气化室与所述激冷室的外侧设有直立圆筒形承压外壳，与所述渣池连接，所述导气管从承压壳体中露出；激冷室顶部设有至少2个激冷气喷管，激冷气喷管的外端设有激冷气入口，激冷气入口从承压外壳中露出； 激冷室内设有环形挡板，该环形挡板的顶端位于导气管的上方，底端位于渣池水面的上方， 环形挡板与激冷室内壁形成环形通道。[0008]优选地，所述激冷室内壁设有耐火砖层。[0009]优选地，所述激冷喷淋管上设有不同方向与口径的喷淋微孔。[0010]进一步地，所述喷淋微孔的形状为圆形、椭圆形或多边形，其直径为O.1 μπι 1000 μ m,数量不小于I个。[0011]优选地，所述的导气管上设有至少一个缓冲空腔。[0012]进一步地，所述的缓冲空腔为椭球体或近球体，其内壁为光滑表面。[0013]本实用新型改变了传统的激冷室的结构，形成空腔式的激冷室结构，有效防止堵渣。通常渣在流出气化室渣口时会发生散射，在下降的过程中，在气体回流区域有一部分接触到内层激冷室壁上。为改变激冷室气体流场，减少气体回流区域，避免灰渣直接接触激冷室壁，本实用新型利用具有特有结构的激冷气喷管喷气来改变激冷室中合成气流场，有效防止激冷室内壁结渣。同时采用经后续工艺净化冷却处理后的合成气作为激冷气对气化室生成的合成气与灰渣进行激冷，可以减少激冷室合成气带水和热损失。为了有效去除合成气夹带的灰渣，在激冷室内合设置有环形挡板，在导气管设置有尺径扩大的缓冲空腔。[0014]本实用新型的优点是[0015]1.本实用新型采用特有的空腔式激冷室结构，具有较强的防堵渣能力，制造、运输、安装和维修较为简单方便；[0016]2.本实用新型的激冷室结构上部设有微孔激冷气喷管，在冷却气化室生产的合成气和灰渣同时改变合成气体流场流速，最大限度的降低了灰渣在激冷室壁上沉积的概率；[0017]3.本实用新型的激冷室底部设有渣水池，空腔式的结构有利于灰渣落入渣池，当合成气携带灰渣颗粒经环形挡板后，大部分灰渣落入渣池，完成在合成气激冷室里的初步净化过程；[0018]4.本实用新型的导气管设有缓冲空腔，合成气在缓冲空腔里撞击，形成部分灰渣沉积，进一步净化合成气；[0019]5.本实用新型煤种适用性广，对灰熔点及排渣方式的要求低。
[0020]图1为本实用新型提供的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置的结构示意图；[0021]图2为激冷气喷管的局部放大图。[0022]图中[0023]1、承压壳体；2、气化室；[0024]3、渣口 ；4、激冷室；[0025]5、激冷气入口 ；6、激冷气喷管；[0026]7、环形挡板；8、耐火砖层；[0027]9、激冷水入口 ；10、渣池；[0028]11、排渣口 ；12、黑水出口 ；[0029]13、导气管；14、缓冲空腔；[0030]15、合成气出口 ；16、喷淋微孔。
具体实施方式
[0031]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。[0032]实施例[0033]如图1所示，为本实用新型提供的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置的结构示意图，包括与气化室2底部的渣口 3连接的激冷室4，气化室2与激冷室4的外侧套了一个直立圆筒形的承压外壳1，承压外壳I底部与渣池10连接。激冷室4顶部设有2 个激冷气喷管6，激冷气喷管6的外端设有激冷气入口 5，激冷气入口 5从承压外壳I中露出，与激冷气通过管道连接。激冷喷淋管6上开多个不同方向与口径的喷淋微孔16。喷淋微孔16的形状可采用圆形、椭圆形或多边形,其直径为O.1 μ m 1000 μ m。激冷室4的一侧连接导气管13，导气管13的末端设有合成气出口 15，合成气出口 15从承压壳体I中露出。导气管13上设有2个缓冲空腔14。缓冲空腔14为椭球体或近球体，其内壁为光滑表面。激冷室4下方设有激冷水入口 9，位于渣池10 —侧上方，渣池10另一侧设有黑水出口 12，渣池10底部设有排渣口 11。激冷室4内设有对称或不对称形状的环形挡板7，该环形挡板7的顶端位于导气管13的上方，底端位于渣池10水面的上方，环形挡板7与激冷室4 内壁形成环形通道。激冷室4内壁采用耐火砖层8结构。[0034]燃烧产生的合成气与灰渣从气化室2经由渣口 3引向激冷室4，在激冷室4上部由激冷气喷管6喷出的激冷气冷却，部分灰渣落入底部的渣池10。在冷却气化室产生的合成气和灰渣同时改变合成气体流场流速，最大限度的降低了灰渣在激冷室4壁上沉积的概率。环形挡板7采用耐热钢材料，其环绕激冷室4耐火砖层8设置，使得环形挡板7与耐火砖层8之间形成环形通道。冷却后的合成气被引导通过该环形通道，并进入导气管13的缓冲空腔14进一步除去夹带的灰渣。经激冷后的高温灰渣和部分黑水通过激冷室4底部的排渣口 11排出，从激冷水入口 9补 充进新鲜的低温水，部分夹带灰渣的水从黑水出口 12流出，保证激冷室4底部的黑水循环并移走部分灰渣和热量。[0035]以煤为原料的日处理量为1000吨的水煤浆气化装置为例，气化压力为6. 5MPa，气化温度为1350°C，干煤气产率量为85000N3/h，气化过程每小时约产生5吨灰渣。从气化室 2出来的夹带有未反应碳粒以及飞灰的高温粗煤气(1100 1300°C )进入激冷室4内，经激冷喷淋管6喷出的激冷气(200 300°C )将高温合成气冷却至700 900°C左右，从气化炉合成气出口离开气化炉进入下游工序。灰渣在合成气流向下夹带和重力作用下，85% 90%沉积到底部渣水池中，经过导气管13的缓冲空腔14进一步除灰后，到达合成气出口的飞灰仅含5%左右。由此可见，本实用新型结构简单，具有较强的防堵渣能力，并能有效回收气体显然，能够高效率地用于以煤、生物质等为原料气流床生产煤气的激冷。
权利要求1.一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，包括与气化室(2)底部的渣口(3)连接的激冷室(4)，激冷室(4)上设有导气管(13)，导气管(13)的末端设有合成气出口(15)，激冷室(4)底部设有渣池(10)，激冷室(4)下方设有激冷水入口(9)，位于渣池(10)一侧上方，渣池(10)另一侧设有黑水出口(12)，渣池(10)底部设有排渣口(11)，其特征在于，所述气化室(2)与所述激冷室(4)的外侧设有直立圆筒形承压外壳(I)，与所述渣池(10)连接，所述导气管(13)从承压壳体(I)中露出；激冷室(4)顶部设有至少2个激冷气喷管￠)，激冷气喷管￠)的外端设有激冷气入口(5)，激冷气入口(5)从承压外壳(I)中露出；激冷室(4)内设有环形挡板(7)，该环形挡板(7)的顶端位于导气管(13)的上方，底端位于渣池(10)水面的上方，环形挡板(7)与激冷室(4)内壁形成环形通道。
2.根据权利要求1所述的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，其特征在于，所述激冷室(4)内壁设有耐火砖层(8)。
3.根据权利要求1所述的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，其特征在于，所述激冷喷淋管(6)上设有不同方向与口径的喷淋微孔(16)。
4.根据权利要求3所述的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，其特征在于，所述喷淋微孔(16)的形状为圆形、椭圆形或多边形，其直径为0.1ym IOOOil m，数量不小于I个。
5.根据权利要求1所述的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，其特征在于，所述的导气管(13)上设有至少一个缓冲空腔(14)。
6.根据权利要求6所述的一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，其特征在于，所述的缓冲空腔(14)为椭球体或近球体，其内壁为光滑表面。
专利摘要本实用新型公开了一种具有防堵渣功能的气流床气化炉激冷装置，包括与气化室底部的渣口连接的激冷室，激冷室上设有导气管，导气管的末端设有合成气出口，激冷室底部设有渣池，激冷室下方设有激冷水入口，位于渣池一侧上方，渣池另一侧设有黑水出口，其特征在于，所述气化室与所述激冷室的外侧设有直立圆筒形承压外壳，与所述渣池连接；激冷室顶部设有至少2个激冷气喷管，激冷气喷管的外端设有激冷气入口，激冷气入口从承压外壳中露出；激冷室内设有环形挡板，与激冷室内壁形成环形通道。本实用新型简化了激冷室结构，保护激冷室耐火砖层免受灰渣冲刷结渣，从而减少堵渣；并且用激冷气冷却合成气取代水冷去，能减少合成气的热损失。
文档编号C10J3/52GK202849350SQ201220438149
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者李平, 乌晓江, 倪建军, 刘煜 申请人:上海锅炉厂有限公司