专利名称：碎煤熔渣气化炉的激冷室的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及碎煤熔渣气化炉，特别是涉及一种碎煤熔渣气化炉的激冷室布置。
背景技术：
碎煤熔渣气化炉包含一个柱状的煤气化压力容器。煤或其它含碳燃料从煤气化压力容器顶部投入，利用鼓风口(喷嘴)将炉外的氧气和蒸汽引至煤气化压力容器内的下部燃料中，在高温高压下使煤或其它含碳燃料气化。残余灰分如熔渣和铁收集于煤气化压力容器的渣池中，熔渣和铁通过渣池的排渣口间歇地排出(通常叫做“排渣”)，熔渣进入渣池下部激冷室的水中得到冷激和冷却。热的燃烧气体产物通过间隔部段内的燃烧器喷出、燃烧获得，经排渣口以鼓泡形式向上传递，以托住渣池中的熔渣和铁。通过控制排放系统从间隔部段向大气排气，降低激冷室压力，在激冷室和煤气化压力容器间产生差压，利用压差和液位来限制和推动熔渣和铁向下排放。现在的上述类型的气化炉通过下部排渣口的喇叭形底端开口与间隔部段顶部连接，燃烧器布置在排渣口下部的周围。以前空气环管安置在仅高于水位的激冷室内，向上喷出助燃气，以使助燃气沿着激冷室上部间隔部段的内表面向上流动(朝向排渣口)，帮助保持内表面冷却。实际运行发现，排渣口和燃烧器会产生结渣和污垢。其产生原因可能是在两次排渣之间排渣口有过多的渣和铁滴落。燃烧器来的燃烧产物和空气环管来的助燃气相互作用，在激冷室内造成强烈的湍流，将这些液滴分裂成小液滴。这些小液滴随气体运送，沉积在激冷室内各部件表面，例如空气环管和燃烧器表面。气化炉下部的激冷室内熔渣的表面结渣，形成污垢，会严重影响激冷室内设备和管道的寿命和操作方便，进而影响气化炉的稳定操作和运行周期，停车检修将造成巨大的经济损失。 因此，所属领域的技术人员需要一种能够有效避免或减少熔渣不利沉积的碎煤熔渣气化炉的激冷室布置。
发明内容
为了减少熔渣和铁对易损部件燃烧器、排渣口及管道的表面结渣和沉积，延长其寿命和维护周期，降低经济损失，提高气化炉操作的稳定性，本发明旨在提供一种能够避免或减少熔渣不利沉积的的碎煤熔渣气化炉。所述碎煤熔渣气化炉具有经过改进的激冷室空间布置结构，通过改变激冷室内的气流循环路径的手段，以减少湍流，从而降低熔渣和铁滴落时对燃烧器、管道产生结渣和污垢的概率。除非特殊情况有其他限制，否则下列定义适用于本说明书中使用的术语。此外，除非另行进行说明，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的技术人员通常理解是一样的。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。对于本发明而言，本申请文件中所使用的一些术语的含义如下:“燃烧器”是指工业燃料炉上用的燃烧装置，燃烧器在行业中被俗称为“烧嘴”。“鼓风口”是指靠近碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器底部，用于喷入单个流股(如引入蒸汽和氧气、空气、氮气等)或者工艺物料(如水煤浆、焦油等)进入气化炉的燃烧区，该部件在行业中被俗称为“喷嘴”。“排渣”是指在碎煤熔渣气化炉中，熔渣和铁通过渣池的排渣口间歇地向下排出，进入渣池下部激冷室的水中的过程。“间隔部段”是指被设置在煤气化压力容器与下部激冷容器之间并且分别与上面的煤气化压力容器和下面的下部激冷容器相连的部段，该部段被设置在激冷室的上部，可呈现为“连接短节”、“夹心法兰”等形式。“其它含碳燃料”包含固体垃圾、固体含碳生物质、焦油、渣油、含碳生物质料浆等固态或液态燃料。如本文中所用，方向性术语“上”、“下”与说明书附图纸面上的具体方向是相一致的。术语“垂直”、“纵向”是指在说明书附图纸面上大体上竖直的方向；而“横向”、“水平”是指在说明书附图纸面上大体上水平的方向。如本文所用，术语“约”是指数量、尺寸、配方、参数以及其他数量和特性是不精确的并且不需要是精确的值，但是可以与精确值近似和/或大于或小于精确值，以便反映容许偏差、测量误差等，以及所属领域的技术人员已公知的其他因素。当本文在描述材料、方法或机械设备时带有“所属领域的技术人员已公知的”短语、或同义的词或短语时，该术语表示所述材料、方法和机械设备在提交本专利申请时是常规的，并且包括在本说明书内。同样涵盖于该描述中的是，目前非常规的但是当适用于相似目的时将成为本领域 公认的材料、方法、和机械。如本文所用，术语“包含”、“含有”、“包括”、“涵盖”、“具有”或任何其他同义词或它
们的任何其他变型均指非排他性的包括。例如，包括特定要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些具体列出的要素，而是可以包括其他未明确列出的要素，或此类工艺、方法、制品或设备固有的要素。术语“由…组成”、“由…构成”或任何其他同义词或它们的任何其他变型均指排他性的包括。例如，由特定要素构成的工艺、方法、制品或设备仅限于那些具体列出的要素。具体而言，为实现本发明的上述目的而采用的技术方案如下所述:
1.一种碎煤熔渣气化炉的激冷室，所述激冷室包括下部激冷容器和位于所述下部激冷容器上面且与所述下部激冷容器相连的间隔部段，所述激冷室通过所述间隔部段与位于所述激冷室之上的碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器相连，所述激冷室内充注有冷却液体，
其特征在于，所述激冷室包括被设置在所述间隔部段内的护罩，所述护罩的底端浸没在所述激冷室内的液面以下，所述护罩的顶部设置有横向顶盘，在所述横向顶盘上面设置有用于引导燃料气和助燃气通过所述护罩的孔和使得来自所述煤气化压力容器排渣口的熔渣和铁能够通过所述护罩的中心开口。2.根据技术方案I所述的激冷室，其特征在于，空气环管、燃烧器和煤气化压力容器排渣口的开口沿径向从外到内的顺序设置在所述护罩的横向顶盘上方，所述空气环管和所述燃烧器均与所述排渣口的开口大致处于同一平面上，且与所述排渣口的纵向轴线同轴设置。3.根据技术方案I或2所述的激冷室，其特征在于，所述护罩呈中空的圆柱形形状，具有垂直筒壁并且所述护罩的纵向轴线基本上与所述排渣口的纵向轴线相重合。4.根据前述技术方案1-3中任一项所述的激冷室，其特征在于，所述激冷室包括与所述排渣口的纵向轴线同轴设置的圆筒形垂直外壁。5.根据前述技术方案2-4中任一项所述的激冷室，其特征在于，所述燃烧器的开孔被布置成朝向所述排渣口的纵向轴线的方向倾斜向下，用以引导燃料气和助燃气通过所述护罩。6.根据前述技术方案2-4中任一项所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔被布置成垂直向下穿过护罩横向顶盘上对应开设的孔，用以引导助燃气在所述激冷室的所述护罩内形成环形循环气流。7.根据技术方案6所述的激冷室，其特征在于，所述燃烧器的开孔的中心和所述空气环管的出口孔的中心分别处于各自的同一圆上，并均以所述排渣口的纵向轴线为中心。8.根据技术方案7所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔的中心所在圆的直径小于所述护罩筒壁的内径，但是大于所述护罩筒壁内径的50%。9.根据技术方案8所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔的中心所在圆的直径大致为所述护罩筒壁的内径的7(Γ85%。10.根据前述技术方案4-9中任一项所述的激冷室，其特征在于，管道被布置在在护罩筒壁与激冷室外壁之间。采用本发明的技术方案可以获得以下技术效果:
1.由于空气环管、燃烧器和排渣口的开口被大致设置在同一平面上，因此可以避免滴渣对空气环管、燃烧器和排渣口的不利影响。靠近排渣口设置燃烧器有利于燃烧器的燃烧气体产物向排渣口及渣池中的熔渣和铁传热和托渣，降低了排渣口堵塞的频率，提升了气化炉操作的稳定性，延长了气化炉运行的周期。2.燃烧器的开孔倾斜向下设置，可促使沿图1所示箭头14方向产生气流循环动力。空气环管的出口孔垂直向下进行设置，可促使助燃气在护罩内沿箭头16方向产生气流循环动力，气流的循环不但冷却了护罩的筒壁，还促使可能的滴渣沿箭头14的方向滴落至激冷室的水中。气流循环时，至少有部分气流会沿箭头34方向流动，可冷却护罩的筒壁，也降低激冷室内的温度，使激冷效果达到最佳。空气环管设置于横向顶盘上方，改进了现有技术中空气环管设置仅高于激冷室的水面所产生的加剧间隔部段内气体湍流、渣和铁沉积的现象。3.护罩的横向顶盘被设置在燃烧器、空气环管之下，在护罩筒壁与激冷室外壁之间布置管道，不但降低了因各种管道布置所带来的阻尼效应，而且保护了燃烧器、空气环管及各种管道少受或不受熔渣和铁沉积的影响，使得护罩和激冷室内的气流趋于稳定，沉积减少，延长了气化炉的稳定运行周期及降低了维护频率。4.空气环管的直径会直接影响到护罩内的气流循环，故本发明中空气环管的直径小于护罩筒壁的内径，但是大于护罩筒壁内径的50%。特别地，在空气环管的直径大致为护罩内径的70-85%时，会极大的约束气流循环按照图示虚线和箭头方向进行，会使滴渣沉积的影响降到最低。
下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。说明书附图并不一定是严格按照比例进行绘制的且说明书附图仅仅是示意性的图示。在本申请的说明书附图中，使用相同或相似的附图标号表示相同或相似的元件。图1示出了根据本发明的一个实施例的碎煤熔渣气化炉的不完全剖面视图，该不完全剖面视图示出了煤气化压力容器的下端和激冷室的上部部分，该不完全剖面视图特别地示出了在激冷室上部护罩内形成的环形循环气流；和
图2为图1中所示燃烧器的剖面放大视图。部件及附图标记列表
权利要求
1.一种碎煤熔渣气化炉的激冷室，所述激冷室包括下部激冷容器和位于所述下部激冷容器上面且与所述下部激冷容器相连的间隔部段，所述激冷室通过所述间隔部段与位于所述激冷室之上的碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器相连，所述激冷室内充注有冷却液体， 其特征在于，所述激冷室包括被设置在所述间隔部段内的护罩，所述护罩的底端浸没在所述激冷室内的液面以下，所述护罩的顶部设置有横向顶盘，在所述横向顶盘上面设置有用于引导燃料气和助燃气通过所述护罩的孔和使得来自所述煤气化压力容器排渣口的熔渣和铁能够通过所述护罩的中心开口。
2.根据权利要求1所述的激冷室，其特征在于，空气环管、燃烧器和煤气化压力容器排渣口的开口沿径向从外到内的顺序设置在所述护罩的横向顶盘上方，所述空气环管和所述燃烧器均与所述排渣口的开口大致处于同一平面上，且与所述排渣口的纵向轴线同轴设置。
3.根据权利要求1所述的激冷室，其特征在于，所述护罩呈中空的圆柱形形状，具有垂直筒壁并且所述护罩的纵向轴线基本上与所述排渣口的纵向轴线相重合。
4.根据权利要求3所述的激冷室，其特征在于，所述激冷室包括与所述排渣口的纵向轴线同轴设置的圆筒形垂直外壁。
5.根据前述权利要求2-4中任一项所述的激冷室，其特征在于，所述燃烧器的开孔被布置成朝向所述排渣口的纵向轴线的方向倾斜向下，用以引导燃料气和助燃气通过所述护罩。
6.根据前述权利要求2-4中任一项所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔被布置成垂直向下穿过护罩横向顶盘上对应开设的孔，用以引导助燃气在所述激冷室的所述护罩内形成环形循环气流。
7.根据权利要求6所述的激冷室，其特征在于，所述燃烧器的开孔的中心和所述空气环管的出口孔的中心分别处于各自的同一圆上，并均以所述排渣口的纵向轴线为中心。
8.根据权利要求7所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔的中心所在圆的直径小于所述护罩筒壁的内径，但是大于所述护罩筒壁内径的50%。
9.根据权利要求8所述的激冷室，其特征在于，所述空气环管的出口孔的中心所在圆的直径大致为所述护罩筒壁的内径的7(Γ85%。
10.根据权利要求4所述的激冷室，其特征在于，管道被布置在在护罩筒壁与激冷室外壁 之间。
全文摘要
本发明涉及碎煤熔渣气化炉的激冷室其包括下部激冷容器和位于下部激冷容器上面且与下部激冷容器相连的间隔部段，激冷室通过间隔部段与位于激冷室之上的碎煤熔渣气化炉的煤气化压力容器相连，激冷室内充注有冷却液体。激冷室包括被设置在间隔部段内的护罩，护罩的底端浸没在激冷室内的液面以下，护罩的顶部设置有横向顶盘，在横向顶盘上面设置有引导燃料气和助燃气通过所述护罩的孔和使得来自煤气化压力容器排渣口的熔渣和铁能够通过所述护罩的中心开口。本发明通过改变激冷室内的气流循环路径，减少湍流，从而降低熔渣和铁滴落时对燃烧器、排渣口及管道产生结渣污垢的概率。
文档编号C10J3/84GK103232865SQ20131015475
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者傅敏燕, 丁烙勇, 陆欢庆, 王正予, 张津驰 申请人:上海泽玛克敏达机械设备有限公司