半辐射半激冷流程辐射废锅装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其包括由下渣管、辐射废锅、水冷壁和保护夹套等组成的辐射机构，以及由溢流堰、激冷喷头、水夹套和下降管等组成的激冷机构；辐射废锅顶部连通下渣管，下部开设煤气出口，底部为碎渣池；水冷壁设置于辐射废锅内，保护夹套为辐射废锅内壁与水冷壁之间形成的环形封闭套腔；激冷机构设置于辐射废锅内，激冷喷头均匀布置在辐射废锅、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；溢流堰的底部与下降管连接成一体，且下降管的下半部伸入碎渣池的水面以下；水夹套包围在溢流堰和下降管的上半部的外围，其上设置有加水口。本实用新型解决了现有的辐射废锅工程造价高，加工难度大，工艺控制难度大，煤种适应性差以及堵渣严重等问题。
【专利说明】半辐射半激冷流程辐射废锅装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锅炉装置，具体涉及一种能够对气流床气化后炙热煤气和高温熔渣余热进行回收的半辐射半激冷流程辐射废锅装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内外气流床气化技术比较多，在煤化工中应用较多的是德士古、多元料浆、多喷嘴、清华炉等技术。这些技术共同特点通过水煤浆和氧气在气化炉内发生气化反应生成大约1400°C左右高温煤气和熔融态煤渣，高温煤气最后经过水直接冷却进入下道工序。在这个煤气化过程中，炙热煤气和高温熔渣携带的热量没有充分回收。
[0003]虽然国内外也有个别气化厂家在气化炉后安装了辐射废锅和对流废锅装置，采取分段回收热量办法。但是，由于在流程和废热锅炉设计上存在一定缺陷，特别是现有的辐射废锅采用的是双通道水冷壁结构，造成工程造价高，加工难度大，工艺控制难度大，煤种适应性差，最严重是双通道水冷壁结构的第二水冷壁通道堵塞严重，导致气化反应无法进行下去，给生产带来严重问题。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种半辐射半激冷流程辐射废锅装置，以解决现有的辐射废锅工程造价高，加工难度大，工艺控制难度大，煤种适应性差以及堵渣严重等问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，该装置包括:一用来与炙热煤气和熔渣进行辐射换热的辐射机构，以及一用来对高温煤气和熔渣进行直接换热和洗涤除尘的激冷机构；其中，所述辐射机构包括下渣管、辐射废锅、水冷壁和保护夹套，所述下渣管设置于所述辐射废锅的顶部，其上口与气化炉连通，下口与所述辐射废锅连通；所述辐射废锅的下部开设有煤气出口，所述辐射废锅的底部为装有冷却水的碎渣池；所述水冷壁设置于所述辐射废锅内，并由所述辐射废锅的顶部延伸至中下部；所述保护夹套为所述辐射废锅内壁与所述水冷壁之间形成的环形封闭套腔，所述保护夹套上设置有若干惰性气体的加气口 ；所述激冷机构设置于所述水冷壁末端与所述碎渣池上部之间的所述辐射废锅中，其包括溢流堰、若干激冷喷头、水夹套和下降管；所述激冷喷头均匀布置在所述辐射废锅、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；所述溢流堰的底部与所述下降管连接成一体，且所述下降管的下半部伸入所述碎渣池的水面以下；所述水夹套包围在所述溢流堰和下降管的上半部的外围，且所述水夹套的顶部外沿与所述辐射废锅的内壁固定并密封连接，底部内沿与所述下降管的上半部外壁固定并密封连接；所述水夹套上设置有一加水口。
[0006]在一个优选的实施例中，所述水冷壁采用单通道结构形式。
[0007]在一个优选的实施例中，所述溢流堰为一锥状的壳体结构，所述水夹套为一漏斗状的壳体结构。[0008]在一个优选的实施例中，所述溢流堰顶部为锯齿状。
[0009]在一个优选的实施例中，在插入水面以下的所述下降管上沿径向在不同高度上开设有若干个小孔。
[0010]在一个优选的实施例中，所述小孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。
[0011]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型采用由下渣管、水冷壁、辐射废锅和保护夹套组成的辐射机构，且水冷壁采用单通道结构形式，从而可以规避双通道水冷壁带来的第二通道堵塞问题，煤种适应范围更宽。同时由于采用单通道水冷壁，设备的加工难度以及工程造价大幅度降低，为工艺操作提供了便利条件。2、本实用新型在辐射废锅内壁与水冷壁之间设置有保护夹套，在工作时可以向保护夹套内不停加入一定量的惰性气体，泄露的惰性气体进入辐射废锅内部与煤气混合，通过惰性气体隔绝水冷壁和辐射废锅筒体之间传热，从而使辐射废锅筒体免受高温辐射。3、本实用新型采用由锥形溢流堰、激冷喷头、水夹套和下降管组成的激冷机构，水夹套以及锥形溢流堰可以保护激冷机构所用材料免受高温辐射，材料等级降低，进一步降低设备成本；锥形溢流堰通过均匀分布从水夹套溢流而出的水，保证了锥形溢流堰内表面的湿润度，从而保证从辐射机构下来的没有凝固的飞灰不粘结锥形溢流堰表面，更进一步保证工程可靠度。4、本实用新型在辐射废锅、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上均匀布置若干激冷喷头，将激冷水以雾状形式喷入炙热煤气和熔渣中，通过激冷水的迅速气化，炙热煤气和熔渣温度急剧降温，达到安全凝结温度以下，从而保证没有凝固的飞灰安全凝固，不粘结设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以下结合附图来对本实用新型进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
[0013]图1为本发明的整体结构示意图；
[0014]图2为本发明激冷机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0016]如图1所示，本发明包括一辐射机构100和一激冷机构200。
[0017]辐射机构100包括下渣管1、辐射废锅2、水冷壁3和保护夹套4。下渣管I设置于辐射废锅2的顶部，其上口与气化炉(图中未示出)连通，下口与辐射废锅2连通，以将气化炉产生的炙热煤气和高温熔渣导入辐射废锅2。辐射废锅2的下部开设有煤气出口 11，辐射废锅2的底部为装有冷却水的碎渣池10。水冷壁3设置于辐射废锅2内，并由辐射废锅2的顶部延伸至中下部。保护夹套4为辐射废锅2内壁与水冷壁3之间形成的环形封闭套腔，保护夹套4的上部和下部(仅以此为例，并不限于此)设置有专用加入惰性气体的加气口12 和 13。
[0018]在工作时，由气化炉产出的1300°C?1400°C炙热煤气和熔渣沿下渣管I导流入辐射废锅2的水冷壁3内。由于管径变化，炙热煤气和高温熔渣流速降低，并由于压力和重力作用逐步减速并向下运行和扩散。在炙热煤气和熔渣下降过程中与水冷壁3发生第一次换热(辐射换热)，水冷壁3中冷介质得到加热，并将热量移出废热锅炉2。同时，炙热煤气和高温熔渣因为失去热量而温度降低，大部分熔渣因此凝固，并落入激冷机构200。
[0019]与此同时，不间断的通过加气口 12和13向保护夹套4中加入一定量的惰性气体。加入的惰性气体通过水冷壁3上的泄漏孔(图中未表示)进入辐射废锅2内部与炙热煤气混合，利用惰性气体换热系数较小的原理，来隔绝水冷壁3和辐射废锅2筒体之间传热，从而使辐射废锅2筒体免受高温辐射。
[0020]在一个优选的实施例中，水冷壁3采用单通道结构形式，从而可以规避双通道水冷壁带来的第二通道堵塞问题，煤种适应范围更宽。同时由于采用单通道水冷壁，设备的加工难度以及工程造价大幅度降低，为工艺操作提供了便利条件。
[0021 ] 如图1、图2所示，激冷机构200设置于水冷壁3末端与碎渣池10上部之间的辐射废锅2中，其包括一锥形溢流堰5、若干激冷喷头6、一水夹套7和一下降管8。若干激冷喷头6均匀布置在锥形溢流堰5不同高度的周向位置上，锥形溢流堰5的底部与下降管8连接成一体，且下降管8的下半部伸入碎渣池10的水面以下。水夹套7为一漏斗状的壳体结构，其下部设置有一加水口 9。水夹套7包围在锥形溢流堰5和下降管8的上半部的外围，且水夹套7的顶部外沿与辐射废锅2的内壁固定并密封连接，底部内沿与下降管8的上半部外壁固定并密封连接。
[0022]在工作时，从辐射机构100完成辐射换热的高温煤气和熔渣进入激冷机构200的锥形溢流堰5，高温煤气和熔渣与激冷喷头6喷出的雾状水进行第二次换热(直接换热)，高温煤气和熔渣温度得到大幅度降低，少部分未凝结的熔渣得到彻底凝固。经过两次换热降温的煤气通过锥形溢流堰5底部的下降管8进入碎渣池10的冷却水中进行洗涤，去除煤气中的大部分灰尘后从煤气出口 11离开辐射废锅2进入下游工序。而凝固后的熔渣通过锥形溢流堰5收缩的下口汇集并一起掉入下降管8中，最终进入碎渣池10的冷却水中彻底冷却，并不定期排出熔渣和一部分冷却水，以保持碎渣池11水位稳定。
[0023]与此同时，不断的通过加水口 9向水夹套7内注入冷却水，冷却水从锥形溢流堰5顶部溢流而出，在其内表面形成一层水膜，以保证少部分未凝结的熔渣不粘结在锥形溢流堰5上。
[0024]在一个优选的实施例中，激冷喷头6也可以均匀布置在其他部件不同高度的周向位置上，例如水冷壁3末端的辐射废锅2筒体或水冷壁3等位置
[0025]在一个优选的实施例中，可以在插入水面以下的下降管8上沿径向在不同高度上开设若干个小孔，小孔的形状可以为圆形、椭圆形、三角形或多边形等。
[0026]在一个优选的实施例中，锥形溢流堰5顶部可以做成锯齿状，以起到均匀分布水流的作用。
[0027]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，该装置包括: 一用来与炙热煤气和熔渣进行辐射换热的辐射机构，以及 一用来对高温煤气和熔渣进行直接换热和洗涤除尘的激冷机构； 其中，所述辐射机构包括下渣管、辐射废锅、水冷壁和保护夹套，所述下渣管设置于所述辐射废锅的顶部，其上口与气化炉连通，下口与所述辐射废锅连通；所述辐射废锅的下部开设有煤气出口，所述辐射废锅的底部为装有冷却水的碎渣池；所述水冷壁设置于所述辐射废锅内，并由所述辐射废锅的顶部延伸至中下部；所述保护夹套为所述辐射废锅内壁与所述水冷壁之间形成的环形封闭套腔，所述保护夹套上设置有若干惰性气体的加气口 ； 所述激冷机构设置于所述水冷壁末端与所述碎渣池上部之间的所述辐射废锅中，其包括溢流堰、若干激冷喷头、水夹套和下降管；所述激冷喷头均匀布置在所述辐射废锅、水冷壁或溢流堰不同高度的周向位置上；所述溢流堰的底部与所述下降管连接成一体，且所述下降管的下半部伸入所述碎渣池的水面以下；所述水夹套包围在所述溢流堰和下降管的上半部的外围，且所述水夹套的顶部外沿与所述辐射废锅的内壁固定并密封连接，底部内沿与所述下降管的上半部外壁固定并密封连接；所述水夹套上设置有一加水口。
2.如权利要求1所述的半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，所述水冷壁采用单通道结构形式。
3.如权利要求1或2所述的半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，所述溢流堰为一锥状的壳体结构，所述水夹套为一漏斗状的壳体结构。
4.如权利要求3所述的半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，所述溢流堰顶部为锯齿状。
5.如权利要求1或2或4所述的半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，在插入水面以下的所述下降管上沿径向在不同高度上开设有若干个小孔。
6.如权利要求5所述的半辐射半激冷流程辐射废锅装置，其特征在于，所述小孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。
【文档编号】C10J3/86GK203440327SQ201320455843
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】何国锋, 李发林, 尚庆雨, 王乃继, 段清兵, 莫日根, 郭志新, 王国房, 赵立明, 梁兴 申请人:煤炭科学研究总院