专利名称：一种气化炉喉管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气化炉技术领域，特别涉及含碳物质浆态或粉态进料的气化炉喉
管结构。
背景技术：
使用气化炉生产合成气的技术，通常在相对较高温度下加压使含碳物质部分氧化，得到的反应产物包括所希望的合成气和由无机氧化物以及一定量未被氧化的含碳物质组成的熔融态灰渣。灰渣在热塑性状态时会靠重力通过喉管下流至气化炉激冷区，或者当反应区温度降低时，灰渣流动性将降低，甚至固化封闭喉管；而当反应区温度升高时，灰渣流动性将提高,但也会加大对喉管侵蚀和磨损。进入气化炉激冷区的包含灰渣的合成气将与水浴直接接触，当接触面积不足时，合成气及灰渣不能得到充分冷却，因其高温而产生的高热冲击将对激冷区结构造成一定的破坏，另外，部分灰渣也会积聚在丧失水浴保护的激冷区结构上，造成合成气流通面积减小，导致合成气在激冷区流速增高，对合成气的品质造成负面影响。最常发生的是气化炉的缩颈喉管会比气化炉其他部分有更大的损坏，喉管将趋于因高温作用产生的烧损或由于灰渣 流动产生的磨损以及该处的耐高温材料因经常遭受热震而被侵蚀掉，从而制约了气化炉的长周期稳定运行。
发明内容本实用新型的目的在于解决现有气化炉喉管结构中存在的易于损坏、稳定性不高的缺点，提供一种新型的气化炉喉管。为达上述目的，本实用新型提出一种气化炉喉管，用于连接气化炉中的反应区和激冷区，以将所述反应区的热出产物导入所述激冷区，其中，所述气化炉喉管包括顺序连接的圆筒形渣口盘管、锥形导流盘管和圆筒形导流盘管，所述圆筒形导流盘管的直径大于所述圆筒形渣口盘管的直径。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述圆筒形渣口盘管为螺旋形盘管结构，其高度为30-3000mm,中心圆直径为300_3000mm。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述锥形导流盘管为单程或多程螺旋形盘管结构，高度为30-4000mm，上开口中心圆直径与所述圆筒形渣口盘管的中心圆直径相同，范围为300-3000mm;所述锥形导流盘管的半顶角为1° -80°，所述锥形导流盘管的下开口中心圆直径为300-4000mm。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述圆筒形导流盘管采用螺旋形盘管或者水平向蛇管结构，其高度为30-4000mm，所述圆筒形导流盘管的中心圆直径与所述锥形导流盘管的下开口中心圆直径相同，范围为300-6000mm。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述圆筒形渣口盘管和所述锥形导流盘管内侧接触所述热出产物的部分敷设有耐高温材料。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述圆筒形导流盘管内侧接触所述热出产物的部分采用敷设有耐高温材料结构。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述耐高温材料通过平行或交错排列的锚固钉固定在盘管上。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述锚固钉为圆柱形，高度为3-90_，直径为3_30mm。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述锚固钉为矩形，高度为3_90mm，长宽比为1:1-5:1，宽度为3-20_。本实用新型提出的一种气化炉喉管，其中，所述圆筒形渣口盘管、所述锥形导流盘管和所述圆筒形导流盘管之间的相互连接部位，以及所述喉管和所述反应区、所述激冷区之间的相互连接部位，均采用圆滑弯曲盘管过渡。与现有技术相比，本实用新型能抵抗高温作用和热震，同时抵御灰渣的磨蚀并提供足够的接触面积，以便含灰渣的合成气与水域充分接触降温，从而保证了气化炉的稳定运行，提闻合成气的品质。
图1是气化炉的整体结构示意图；图2是本实用新型的气化炉喉管的结构示意图。附图标记说明:01_ 气化炉；1-底部水浴，2-激冷区，3-下降管壁面水浴，4-下降管，5-激冷环，6-喉管，7-锥底，8-反应区；61_圆筒形导流盘管，62-锥型导流盘管，63-圆筒形渣口盘管，64-耐高温材料，65-圆柱或矩形柱状锚固钉。
具体实施方式
以下结合附图，就本实用新型上述的和另外的技术特征和优点做进一步地说明。请参阅图1，为本实用新型所述气化炉的整体结构图。本实用新型所考虑的气化炉类型,主要包括内含有涂敷耐高温衬里材料的水冷壁盘管承压壳体构成的反应区,投入的含碳物质在气化剂的作用下，发生部分氧化反应生成合成气，部分未被氧化的含碳物质与原料中的无机氧化物在高温下形成熔融态的灰渣。如图1所示，气化炉OI主要由反应区8、喉管6、激冷区2和底部水浴I组成。反应区8中含有气化剂，供含碳物质在其中部分氧化，以生成包含合成气的热出产物。反应区8的下端设有向内倾斜的锥底7，以将以将反应生成的高温合成气和熔融态灰渣向下导入喉管6。喉管6的功能是将高温合成气和熔融态灰渣导流向下进入激冷区2，使其在排出激冷区前进行降温和分离。激冷区2包括一个下降管4，它位于喉管6的下方，并与喉管6间隔开来，将高温合成气和熔融态灰渣导向下方，进入水浴降温分离。下降管4与喉管6间设有激冷环5，其作用是将由气化炉外来的激冷水喷向下降管4的内壁，以保护其在与高温合成气和熔融态灰渣接触后不被损坏。[0026]经过激冷后的合成气，在通常情况下会携带一定量的颗粒物质由气化炉出口 9排出，进入下游工序进一步加工。进入底部水浴I的熔融态灰渣因重力作用逐渐下降沉积在激冷区底部，经收集后的灰渣将被定期排出气化炉。喉管6与锥底7、下降管4以及激冷环5连接组成连续结构，各部分连接处均采用圆滑过渡，以便降低高温流动的熔融态灰渣所引起的磨损，同时各部分又是相对独立的部件，在本实施例中，上述四部分位于基本一致的中心轴上。请继续参阅图2，为本实用新型提出的气化炉喉管的结构示意图。如图2所示，本实用新型的气化炉喉管6主要由圆筒形渣口盘管63、锥型导流盘管62和圆筒形导流盘管61组成，这三个部分沿气化炉轴线纵向依次排列，且同轴度均需满足具体的设计要求。在圆筒形渣口盘管63、锥型导流盘管62的内侧(接触高温合成气和熔融态灰渣侧)均设有并行或交错排列的圆柱或矩形柱状锚固钉，用于固定一定厚度的耐高温材料；而圆筒形导流盘管61可以设有并行或交错排列的圆柱或矩形柱状锚固钉，也可以采用不设锚固钉结构，也即圆筒形导流盘管61可以采用敷设耐高温材料结构，也可以采用不敷设耐高温材料结构。组成喉管的各部分盘管内，最好以水作为冷却介质进行强制循环，喉管的安置是用以将高温合成气和熔融态灰渣直接导入底部水浴1，此处的水浴流量必须进行监测，以确保合成气和熔融态灰渣在降温、分离过程中有适当的水保持在底部水浴I中。在圆筒形渣口盘管63、锥型导流盘管62和圆筒形导流盘管61内分别循环的冷却介质可以是单级也可以设计为并联多级循环，冷却介质通过喉管外侧的集合管分配进入各组件，并在循环后也汇入另一组集合管中，进出冷却介质的集合管压差也应进行监测。当高温熔融态灰渣经反应区锥底7进入圆筒形渣口盘管63后，由于在强制循环的冷却介质作用下渣口盘管的内侧向火面温度远低于高温熔融态灰渣温度，因此与圆筒形渣口盘管63接触的熔融态灰渣快速冷却，流动性迅速丧失，结成固态渣层，随着熔融态灰渣的不断堆积，固态渣层逐渐增厚表面温度也逐渐增高，当熔融态灰渣的温度降低梯度不足以使灰渣丧失流动性时，固态 渣层厚度不再增加，这一过程沿喉管6内侧的向火面向下逐渐发生，最终固态渣层将覆盖喉管6全部向火面，后继的高温熔融态灰渣即在固态渣层表面流动，也将不再对喉管6产生磨损。覆盖于喉管6内侧向火面的耐高温材料有效地隔绝了固态渣层与金属盘管，避免了高温熔融态灰渣直接与盘管接触，既减轻了热震冲击也避免了灰渣中腐蚀性物质对盘管的侵蚀。当高温合成气经过圆筒形渣口盘管63进入锥型导流盘管62后，随着锥形导流盘管62直径的逐步扩大气速逐渐降低，同时由于扩大了与水浴接触的面积，降温效果得到强化；另一方面由于锥型导流盘管62的形状，受重力下流的高温熔融态灰渣中的一部分在通过圆筒形渣口盘管63后直接掉入底部水浴I中与合成气分离，另一部分则沿锥形导流盘管62和圆筒形导流盘管61向火壁面下流，从而降低了激冷环5和下降管4受高温熔融态灰渣热冲击的可能性，有效延长了激冷环5与下降管4的使用寿命，保证了气化炉的稳定运行。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种气化炉喉管，用于连接气化炉中的反应区和激冷区，以将所述反应区的热出产物导入所述激冷区，其特征在于，所述气化炉喉管包括顺序连接的圆筒形渣口盘管、锥形导流盘管和圆筒形导流盘管，所述圆筒形导流盘管的直径大于所述圆筒形渣口盘管的直径。
2.根据权利要求1所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述圆筒形渣口盘管为螺旋形盘管结构，其高度为30-3000mm，中心圆直径为300-3000mm。
3.根据权利要求1所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述锥形导流盘管为单程或多程螺旋形盘管结构，高度为30-4000mm，上开口中心圆直径与所述圆筒形渣口盘管的中心圆直径相同，范围为300-3000mm;所述锥形导流盘管的半顶角为1° -80°，所述锥形导流盘管的下开口中心圆直径为300-6000mm。
4.根据权利要求1所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述圆筒形导流盘管采用螺旋形盘管或者水平向蛇管结构，其高度为30-4000mm，所述圆筒形导流盘管的中心圆直径与所述锥形导流盘管的下开口中心圆直径相同，范围为300-6000mmo
5.根据权利要求1所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述圆筒形渣口盘管和所述锥形导流盘管内侧接触所述热出产物的部分敷设有耐高温材料。
6.根据权利要求5所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述圆筒形导流盘管内侧接触所述热出产物的部分采用敷设有耐高温材料结构。
7.根据权利要求5或6所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述耐高温材料通过平行或交错排列的锚固钉固定在盘管上。
8.根据权利要求7所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述锚固钉为圆柱形，高度为3~90mm,官径为 3_30mm。
9.根据权利要求7所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述锚固钉为矩形，高度为3-90mm,长宽比为 1:1-5:1,宽度为 3_20mm。
10.根据权利要求1所述的一种气化炉喉管，其特征在于，所述圆筒形渣口盘管、所述锥形导流盘管和所述圆筒形导流盘管之间的相互连接部位，以及所述喉管和所述反应区、所述激冷区之间的相互连接部位，均采用圆滑弯曲盘管过渡。
专利摘要本实用新型公开一种气化炉喉管，用于连接气化炉中的反应区和激冷区，以将所述反应区的热出产物导入所述激冷区，其中，所述气化炉喉管包括顺序连接的圆筒形渣口盘管、锥形导流盘管和圆筒形导流盘管，所述圆筒形导流盘管的直径大于所述圆筒形渣口盘管的直径。在一具体实施例中，所述圆筒形渣口盘管和所述锥形导流盘管的内侧还敷设有耐高温材料。本实用新型能抵抗高温作用和热震、抵御灰渣的磨蚀并提供足够的接触面积，以便含灰渣的合成气与水浴充分接触、降温，保证了气化炉的稳定运行，提高了合成气的品质。
文档编号C10J3/50GK203096001SQ201220716188
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者隋建伟, 郭慧波, 韦刘轲, 杨小艳, 王秋枫, 王国峰 申请人:中国寰球工程公司