本发明涉及高温气体处理领域，具体而言，涉及一种溢流型含杂质高温气体连通器。
背景技术：
在使用气化炉的煤气化过程中，以浆态或粉态形式进料的含碳物质，在气化剂的作用下，发生部分氧化反应生成高温气体，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，即为杂质。含杂质高温气体或者杂质裹挟一部分高温气体进入下游气体(或杂质)处理区。灰渣在热塑性状态时会靠重力通过喉管下流至气化炉处理区，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。进入气化炉处理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处理区结构造成一定的破坏，另外，由于灰渣分布不均匀，部分灰渣也会积聚在丧失水浴保护的处理区结构上，造成合成气流通面积减小，导致合成气在处理区流速增高，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。
鉴于以上原因，本发明提供一种溢流型含杂质高温气体连通器，代替传统喉管连接反应区和处理区，有效保护外侧的冷壁免受高温的侵蚀，提高连通结构的使用寿命。
技术实现要素：
本发明提供一种溢流型含杂质高温气体连通器，用以连接反应区和处理区，提高连通结构的使用寿命。
为达到上述目的，本发明提供了一种溢流型含杂质高温气体连通器，所述连通器的器壁包括冷壁和耐高温材料，其中，所述冷壁为所述连通器的器壁的最外层，其内通冷却介质，所述耐高温材料铺设在所述冷壁内侧；所述连通器自上而下的结构依次是：拱形溢流堰、第一直流段、扩口段及第二直流段，所述拱形溢流堰的端面与反应区的内壁相接，形成凹陷，当熔融态灰渣沿反应区的内壁流下时，积聚在所述凹陷处，直至所述熔融态灰渣聚积超过所述拱形溢流堰的最高点，所述熔融态灰渣溢过所述拱形溢流堰，沿着所述第一直流段、所述扩口段及所述第二直流段流至所述处理区。
其中，所述扩口段的扩口角度大于0°且小于180°。
其中，所述拱形溢流堰的端面与反应区的内壁相接处低于所述拱形溢流堰的最高点。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明的溢流型含杂质高温气体连通器，将反应区和处理区连通，拱形溢流堰的最高点高于反应区即含杂质高温气体生成区与拱形溢流堰端面的交点相邻的最低点，形成凹陷，从而使在含杂质高温气体生成区底部保持一定的熔融态灰渣，当熔融态灰渣聚积到一定量时，自然溢出向下流动，组织熔融态灰渣的集中、均匀下流，防止在长时间低负荷运行后，负荷升高时，由于积存在高温气体生成区的灰渣迅速熔化，大量熔融态灰渣流入下游气体(或杂质)处理区而造成堵塞的情况；溢流堰下方为直段、扩口段、直段设计，由于扩口段由呈锥形，便于熔融态灰渣能很好地与连通器边缘分离，且不粘附在下游处理区壁上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的溢流型含杂质高温气体连通器的纵剖面示意图。
附图标记说明：1-反应区壁；2-冷壁；3-耐高温材料；4-固态灰渣层；5-含杂质的高温气体；6-拱形溢流堰；7-第一直段；8-扩口段；9-第二直段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明一个实施例的溢流型含杂质高温气体连通器的纵剖面示意图。如图1所示，从形状结构来说，本发明的溢流型含杂质高温气体连通器，包括拱形溢流堰6、第一直流段7、扩口段8及第二直流段9，拱形溢流堰6的端面与反应区壁1的内壁相连，连接面用A表示，拱形溢流堰6的最高点为B，A点低于B点，使拱形溢流堰6的端面与反应区壁1在A处形成凹陷，扩口段8的扩口角度α为0°～180°之间的一个角度；从材料构成来说，本发明的溢流型含杂质高温气体连通器的器壁包括冷壁2和耐高温材料3，其中，冷壁2为所述连通器的器壁的最外层，冷壁2内部通有冷却介质，用于冷却熔融态的灰渣，冷壁2内侧铺设有耐高温材料3，使熔融态的灰渣与冷壁2隔开，有效避免灰渣中的腐蚀性物质对冷壁2的侵蚀。在冷壁2的冷却作用下，耐高温材料3的表层形成固态灰渣层4。
具体实施时，如图1所示，高温熔融态的灰渣和合成气的混合物从反应区流向连通器，一方面，部分混合物随合成气一起向下流，由于耐高温材料3在冷壁2内的冷却介质作用下温度远远低于混合物，耐高温材料3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4；另一方面，高温混合物靠近反应区壁1的地方，大量熔融态的灰渣在反应区壁1的内面附着，并在重力作用下沿反应区壁1的内面向下流动，当熔融态的灰渣流至A处时，在A处的凹陷里积聚，直至积聚的熔融态的灰渣足够多，熔融态的灰渣漫过拱形溢流堰6的最高点B点，并向下流动，和前述的随合成气一起向下流的熔融态灰渣一起结成固态渣层4。由于熔融态的灰渣在A处的凹陷里积聚，会产生在凹陷里的流动，这样，A处的凹陷里的熔融态的灰渣会比较均匀，从而均匀地从B点溢出，使固态渣层4的形成厚度沿一周分布比较均匀。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，最终固态渣层4将覆盖耐高温材料层3，后继的高温熔融态灰渣即在固态渣层4表面流动，也将不再对连通器产生磨损。
熔融态灰渣从拱形溢流堰6流下后，依次经过第一直流段7、扩口段8及第二直流段9流向处理区，第一直流段7有对流下的熔融态灰渣有缓冲过渡作用，保证熔融态灰渣均匀进入扩口段8，扩口段8的设计提高了熔融态灰渣向下流动的通畅，大大减小连通器堵塞几率，扩口段的扩口角度α为0°～180°之间的一个角度，可灵活设计。
另外，本发明的溢流型含杂质高温气体连通器也适用于合成器由下而上的情况。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。