一种激冷装置及气化炉的制作方法

本实用新型涉及煤气化设备技术领域，尤其涉及一种激冷装置及气化炉。

背景技术：

目前，粉煤加压流化床煤气化技术得到广泛应用。气化炉是流化床中的重要组成部件之一，包括燃烧室和激冷室，煤炭在燃烧室高温气化后形成灰渣，高温灰渣进入激冷室冷却后排出。

图1为现有技术气化炉中激冷室的结构示意图，激冷室包括壳体01和蒸汽管02，排渣管010的上端与气化炉的燃烧室连通，排渣管010的下端穿设于激冷室的壳体01内，该排渣管010上设有激冷环03，排渣管010与蒸汽管02连通，蒸汽管02的一端穿设于壳体01内，通过调节蒸汽管02进入排渣管的蒸汽量，可控制燃烧室内的高温热渣进入排渣管010，热渣经激冷环03降温，最后落入激冷室内的冷渣水中。

现有技术中排渣管010与燃烧室同压，当燃烧热破碎较高、灰渣较细的煤种时，灰渣不易下落或形成满管料栓下落。而燃烧室排渣不畅，需要频繁调节蒸汽管02，引起排渣管010内的气固流场分布不均，导致激冷环03对灰渣的冷却效果不佳，灰渣容易堵塞激冷环03。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种激冷装置及气化炉，可解决现有技术灰渣不易下落或容易堵塞激冷环的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种激冷装置，包括排渣管和壳体，所述排渣管的上端用于与气化炉的燃烧室连通，所述排渣管的下端穿设于所述壳体内，且所述排渣管的下端设有激冷环，还包括与所述排渣管连通的调压装置，所述调压装置位于所述激冷环的上方，所述调压装置用于降低所述排渣管内的压力。

本实用新型实施例还公开了一种气化炉，包括燃烧室，所述燃烧室下方设有上述技术方案中所述的激冷装置，所述激冷装置中的排渣管的上端与所述燃烧室连通。

相较于现有技术，本实用新型实施例提供的激冷装置及气化炉，包括与排渣管连通的调压装置，当调压装置将排渣管内的压力调低时，在气化炉的燃烧室与排渣管之间压力差的作用下，燃烧室内的灰渣可自动朝排渣管内移动，促进灰渣在排渣管内快速下落，使得气化炉排渣顺畅，进而激冷环对灰渣的冷却效果较好，灰渣不易堵塞激冷环。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为现有技术中气化炉激冷室的结构示意图；

图2为本实用新型实施例激冷装置的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例激冷装置的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例激冷装置的结构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

气化炉包括燃烧室和位于燃烧室下方的激冷装置，排渣管的上端与燃烧室连通，排渣管的下端通入激冷装置的壳体内，且排渣管的下端安装有扩大口，扩大口和排渣管的连接管处设有激冷环。激冷装置的壳体穿设有中心射流管、蒸汽管、激冷水管，激冷水管与激冷环连通，中心射流管将氧气和蒸汽的粗煤气喷至燃烧室，使煤炭高温气化生成粗煤气和灰渣，灰渣经排渣管排出燃烧室，经激冷环降温后经扩大口落入激冷室内的冷渣水中。

参照图2，本实用新型实施例的激冷装置1，包括排渣管100和壳体11，排渣管100的上端用于与气化炉的燃烧室连通，排渣管100的下端穿设于壳体11内，且排渣管100的下端设置激冷环12。还包括调压装置，该调压装置与排渣管100连通，用于降低排渣管100内的压力，调压装置位于激冷环12的上方。

相较于现有技术，本实用新型实施例提供的激冷装置1，包括与排渣管100连通的调压装置，当调压装置将排渣管100内的压力调低时，在气化炉的燃烧室与排渣管100之间压力差的作用下，燃烧室内的灰渣可自动朝排渣管100内移动，促进灰渣在排渣管100内快速下落，使得气化炉排渣顺畅，进而激冷环12对灰渣的冷却效果较好，灰渣不易堵塞激冷环12。

可选地，上述的调压装置包括调压管13，调压管13的一端穿设于壳体11内，且与排渣管100连通，另一端位于壳体11之外，且与调压系统连通，该调压系统为低于气化炉燃烧室压力的系统，以使调压管13可降低排渣管100的压力。燃烧室内的压力一般为3.5～4MPa，高于外界空气压力，在调压管13位于壳体11外的一端设置有开口，该开口与外界连通，不需连接其他低压设备，方便对现有气化炉进行改造，适应范围广。

因激冷装置1内的粗煤气经粗煤气出口排出后，需在煤气水分离系统进行后续处理，粗煤气进入后续设备中会产生0.2～0.3MPa的压降，如缓冲罐。因此，优选地，本实用新型实施例中调压管13位于壳体11外的一端与缓冲罐连通，调压管13的压力控制较简单，不需设置太多的压力控制阀、流量调节阀等。

进一步地，本实用新型实施例的排渣管100内设置有加速套筒14，该加速套筒14沿上下方向延伸，其上边沿与排渣管100相接，且加速套筒14位于激冷环12的上方。当灰渣经过排渣管100内的加速套筒14后，其速度提高，使得灰渣在经过激冷环12速度较高，减少灰渣中细颗粒粘接而导致激冷环12堵塞的问题。

激冷装置1还包括中心射流管15，用于向燃烧室喷入氧气和蒸汽的混合气，实现煤炭的高温气化。该中心射流管15包括第一管段151和第二管段152，其中，第一管段151的第一端151a穿设于壳体11内且与排渣管100连通，第二管段152沿上下方向延伸、且位于排渣管100内，第二管段152的下端与第一管段151的第一端151a连通，如通过弯管头将两者连通。可选地，若加速套筒14位于第二管段152的上方，灰渣经加速套筒14加速后，再经过在第二管段152的下端与第一管段151的第一端151a的连接处时，灰渣的下落速度较快，导致第一管段151与第二管段152之间的连接管件(如弯管头)的磨损加剧。因此，将加速套筒14位于第二管段152的下方，减少第一管段151与第二管段152之间的连接管件的磨损。可选地，调压装置可位于第二管段152的上方，也可位于第二管段152的下方。将调压装置位于第二管段152的下方，可减少高温灰渣对第一管段151与第二管段152之间的连接管件的磨损。优选地，本实用新型实施例激冷装置1将调压装置和加速套筒14均设置于第二管段152的下方。

激冷装置1还设有蒸汽管16，蒸汽管16穿设于激冷装置1的壳体11内，且与排渣管100连通。可选地，加速套筒14和调压装置位于蒸汽管16的上方，或位于蒸汽管16的下方。因蒸汽管16可使灰渣在排渣管100内更均匀的分布，相比于前者的方案，后者的方案中灰渣在蒸汽管16中蒸汽的作用下，更均匀的分布于排渣管100中，使得灰渣在经过加速套筒14时可更均匀的加速，进而使得激冷环12对灰渣的激冷效果较好，因此，优选地，本实用新型实施例采用后者的方案。

可选地，调压装置与排渣管100连通的位置可位于加速套筒14之上，或加速套筒14之下，或加速套筒14的上边沿和下边沿之间，加速套筒14的下边沿与排渣管100的内壁之间设有间距。因若调压装置与排渣管100连通的位置位于加速套筒14之上，灰渣内的细小颗粒容易从调压装置与排渣管100连通的位置进入调压装置内，容易导致调压装置堵塞，而调压装置与排渣管100连通的位置位于加速套筒14的上边沿和下边沿之间，加速套筒14的下边沿与排渣管100的内壁之间设有间距，粗煤气经加速套筒14的下边沿与排渣管100的内壁之间的间隙进入调压装置前，粗煤气中的灰渣被加速套筒14阻挡，使得进入调压装置内的粗煤气中灰渣量减少，降低调压装置堵塞的可能性。进一步地，将调压装置与排渣管100连通的位置靠近加速套筒14的上边沿设置，可进一步减少灰渣进入调压装置内。

基于上述实施例，加速套筒14的设计方案有多种，如加速套筒14包括第一套筒141和第二套筒142，第一套筒141的直径由上至下逐渐缩小，第二套筒142的上边沿与第一套筒141的下边沿相接，第二套筒142的直径由上至下相同，如图2所示，加速套筒的加工操作较简单，尤其适用于活性低、灰渣多的长焰煤。

可选地，加速套筒14还可采用一个套筒，该套筒的中部相对于两端朝中心轴线凹陷，如图3所示。这种加速套筒14的表面过渡平滑，减少应力集中，降低灰渣下落对加速套筒的局部磨损。并且这种加速套筒14的下端为扩口形，减少粗煤气中的灰渣进入套筒的上下边沿之间，尤其适用于灰渣中细颗粒较多的褐煤。

可选地，加速套筒14的直径由上至下逐渐减小，如图4所示，加速套筒的加工容易，成本较低，且灰渣经加速套筒14加速后，加快灰渣与粗煤气的分离效率，尤其适应用于灰渣较少的烟煤。

若加速套筒14的最小直径太小，灰渣容易在加速套筒14处堆积，堵塞排渣管100；若加速套筒14的最小直径太大，对灰渣的加速效果一般，因此，上述三种加速套筒14的设计方案，加速套筒14的最小直径D_1min与排渣管100的直径D₂之比的取值范围为0.4～0.9，以保证灰渣的加速效果较好，加速套筒14中灰渣与粗煤气的分离效果较好。

基于上述加速套筒14的直径设计方案，优选地，对于上述加速套筒14方案中的后两种，加速套筒14的最小直径D_1min与排渣管100的直径D₂之比采用为0.5～0.75的范围，其灰渣的加速效果更好，加速套筒14中灰渣与粗煤气的分离效果更好。

本实用新型实施例还公开了一种气化炉，包括燃烧室，燃烧室下方设有上述实施例所述的激冷装置1，激冷装置1中排渣管100的上端与燃烧室连通。由于在本实施例的气化炉中的激冷装置1与上述各实施例中提供的激冷装置1结构相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。