专利名称：生物质合成气冷却用水冷式激冷塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物质燃料气化后产生的高温合成气的冷却系统，具体地指一种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔。
背景技术：
随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的石化燃料在迅速减少。因此，寻找可替代能源已成为社会普遍关注的焦点，其中对环境污染较少、可再生利用的生物质燃料得到了广泛的应用。可利用的生物质燃料主要有各种农业废弃物，如稻壳、各类农作物秸杆等，也有林业废弃物，如枝丫柴、树根、废旧木材及边角料等。生物质燃料气化是各种生物质燃料应用方式中具有非常前景的利用方式。所谓生物质燃料气化是指将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程，在这个过程中，气化装置(如气化炉)内的游离氧或结合氧与固体或气体燃料中的碳进行热化学反应，生成可燃气体。生物质燃料气化产生的合成气经净化、降温、压缩等处理后可作集中或商业运输和使用，具体来说可供燃气轮机发电、供气直燃、合成生物柴油等。生物质燃料在气化炉内气化后直接出来的合成气温度较高，特别是采用高温气化方式时，合成气的温度可高达ioo(n2oo°c。为了对合成气进行后续的净化等处理，同时先期除去高温合成气中混合的已熔化的生物质燃料灰,要求合成气自气化炉出来后必须快速下降到60(T80(TC以下。目前，常规的气化系统中采用激冷塔完成上述快速降温工作，该激冷塔为钢板卷成的筒式结构，即将钢板卷成筒状，在钢板筒内壁浇注20(T300mm厚的耐火浇注料。设备工作时，在筒内喷洒水与合成气混合，使合成气的温度迅速下降。从常规激冷塔本身的结构上说，首先，由于其内壁浇注有20(T300mm厚的耐火浇注料，使得现场施工量大，设备异常笨重，同时支撑该激冷塔的附属钢架的金属耗量也会明显增加；第二，由于耐火层较厚，常规激冷塔内部有很大的蓄热量，造成设备启动和停止时间都非常长；第三，激冷塔运行时塔内喷洒冷水，一旦因为设计不合理或者喷水管路发生异常，冷水喷到耐火浇注料上，极有可能造成耐火浇注料的松散和塌落，影响设备长期稳定地运行。从常规激冷塔对整个系统的影响上说，由于其内合成气温度的快速下降仅仅是依靠喷水降温的作用，而所喷出的水遇热后部分会变成水蒸气，所以在喷水的同时合成气的气体体积必然会变大，这就要求激冷塔后续的合成气净化设备的处理能力要增大，进而增加了项目的建设投入和运行成本。从常规激冷塔的使用情况上说，生物质燃料气化后产生的合成气(未经净化处理的)对金属有一定的腐蚀作用，当合成气温度降低至一定范围内时腐蚀作用尤其明显。因此激冷塔运行时，为了防止低温腐蚀，塔外壁钢板温度一般在100°C以上，现场运行人员难以 接近设备进行巡视和检查。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其结构简单、重量轻、安装和维护方便，还可部分回收合成气的余热。为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，包括密封的水冷筒体，水冷筒体由环形排列的受热管围合而成，相邻受热管之间密封连接，全部受热管的下端与进口集箱连通，用于通入冷却用水，全部受热管的上端与出口集箱连通，用于导出冷却用水；水冷筒体的上部筒壁设有进口接头，用于通入待处理的合成气，水冷筒体的下部筒壁设有出口接头，用于导出处理后的合成气；水冷筒体的下部呈倒锥形，锥形底部设有排渣口。 上述技术方案中，所述相邻受热管之间通过钢板条密封焊接。上述技术方案中，所述水冷筒体的顶部布置有若干喷水管。上述技术方案中，所述水冷筒体内设有附加受热结构。上述技术方案中，所述水冷筒体倒锥形部分的内壁设有5(T60mm厚的耐火层。上述技术方案中，所述水冷筒体的外表面敷设有隔热层。进一步地，所述隔热层为保温棉材质的隔热层。与常规激冷塔相比，本实用新型的有益效果在于I)采用了受热管排列制成的密封水冷筒体结构，与内壁浇注有20(T300mm厚耐火浇注料的钢板筒相比，其重量轻，仅为原设备的1/Γ1/3，同时也减轻了支撑本水冷式激冷塔的附属钢架的重量，可降低施工成本；2)本水冷式激冷塔内部无需或者仅需少量耐火浇注料形成的耐火层，且整体可在制造工厂内组装，现场施工简单、快速，同时也能够避免常规激冷塔出现的耐火浇注料破裂、塌落的问题，保证设备的长期稳定运行；另一方面，整个水冷式激冷塔的蓄热量较小，现场启动和停止速度快；3)可通过调节水冷筒体内冷却水的温度，调整水冷筒体的金属温度，可极大减轻合成气对金属的腐蚀，进而提高设备的使用寿命；4)水冷筒体的内壁作为受热面，并可增设附加受热结构和/或喷水管，从而在快速降低合成气温度的同时减小喷水量或者不喷水，从而少量或不增大处理后合成气的气体体积，进而无需增大后续设备的处理能力，减小了项目的建设投入和运行成本，同时可回收合成气中的部分余热；5)合成气快速降温的同时，高温合成气中混合的已熔化的生物质燃料灰也会凝结出来，由于合成气在本水冷式激冷塔内流通方向的改变以及惯性作用，凝结出来的灰渣可轻易地通过排渣口排出。
图I为本实用新型一个实施例的结构示意图。图2为图I的A-A剖面图。图3为图2中I部结构放大图。图中I一水冷筒体，2—喷水管，3—出口集箱，4一进口接头，5—附加受热结构，
6—出口接头，7—进口集箱，8—排洛口，9—受热管，10—钢板条，11—隔热层，12—耐火层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步的详细描述。如图I至图3所示，本实用新型的一种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，包括密封的水冷筒体1，水冷筒体I为膜式结构，即由环形排列的受热管9围合而成，水冷筒体I的上端由受热管9统一弯曲形成锥形，相邻受热管9之间用钢板条10密封焊接。全部受热管9的下端与进口集箱7连通、上端与出口集箱3连通，冷却水依次经进口集箱7、受热管9和出口集箱3，以吸收合成气余热，使合成气降温。水冷筒体I的上部筒壁设有进口接头4，用于通入待处理的合成气，水冷筒体I的下部筒壁设有出口接头6，用于导出处理后的合成气，进口接头4和出口接头6可由钢板法兰制成。水冷筒体I的下部呈倒锥形，锥形底部设有排渣口 8。此外，水冷筒体I内可按工艺和设计要求布置适当的附加受热结构5，以加强合成气余热的吸收，本实施例中的附加受热结构5为设置于水冷筒体I顶壁的若干U型受热管，如图2所示。水冷筒体I的顶部还可设置喷水管2，喷水管2的数量可根据需要确定。水冷 筒体I的倒锥形部分的内壁可设有5(T60mm厚的耐火层12，以使该倒锥形部分的筒面保持一定温度，以利于合成气降温过程中形成的凝渣和焦油经排渣口 8顺利排出。在水冷筒体I的外表面还可敷设保温棉材质的隔热层11，其保温性能好、密度小，从而使本水冷式激冷塔的外表面温度不超过40°C，而又不会增大整个设备的重量。本实用新型的核心在于水冷筒体I的设计，改变了传统的喷水冷却方式，具有结构简单、重量轻、安装和维护方便，还可部分回收合成气的余热等优势。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神，例如相邻受热管9可直接密封连接，构成水冷筒体I ;喷水管2和附加受热结构5可不设置；附加受热结构5根据需要也不限于实施例中的U型受热管，位置也不限于固定在水冷筒体I的顶壁；不设置耐火层12和/或保温棉隔热层11也都能实现本技术方案等。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求1.ー种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于它包括密封的水冷筒体(I)，水冷筒体(I)由环形排列的受热管(9)围合而成，相邻受热管(9)之间密封连接，全部受热管(9)的下端与进ロ集箱(7)连通，用于通入冷却用水，全部受热管(9)的上端与出口集箱(3)连通，用于导出冷却用水；水冷筒体(I)的上部筒壁设有进ロ接头(4)，用于通入待处理的合成气，水冷筒体(I)的下部筒壁设有出口接头(6)，用于导出处理后的合成气；水冷筒体(I)的下部呈倒锥形，锥形底部设有排渣ロ(8)。
2.根据权利要求I所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述相邻受热管(9)之间通过钢板条(10)密封焊接。
3.根据权利要求I或2所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)的顶部布置有若干喷水管(2)。
4.根据权利要求I或2所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)内设有附加受热结构(5)。
5.根据权利要求3所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)内设有附加受热结构(5)。
6.根据权利要求I或2所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)倒锥形部分的内壁设有5(T60mm厚的耐火层。
7.根据权利要求3所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)倒锥形部分的内壁设有5(T60mm厚的耐火层。
8.根据权利要求4所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)倒锥形部分的内壁设有5(T60mm厚的耐火层。
9.根据权利要求I或2所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述水冷筒体(I)的外表面敷设有隔热层(11)。
10.根据权利要求9所述的生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，其特征在于所述隔热层(11)为保温棉材质的隔热层(11)。
专利摘要一种生物质合成气冷却用水冷式激冷塔，涉及生物质燃料气化后产生的高温合成气的冷却系统，它包括密封的水冷筒体，水冷筒体由环形排列的受热管围合而成，相邻受热管之间密封连接，全部受热管的下端与进口集箱连通，用于通入冷却用水，全部受热管的上端与出口集箱连通，用于导出冷却用水；水冷筒体的上部筒壁设有进口接头，用于通入待处理的合成气，水冷筒体的下部筒壁设有出口接头，用于导出处理后的合成气；水冷筒体的下部呈倒锥形，锥形底部设有排渣口。与现有激冷塔相比，本实用新型结构简单、重量轻、安装和维护方便，还可部分回收合成气的余热。
文档编号C10J3/84GK202379964SQ201120560220
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者周锦峰, 林文, 项新 申请人:武汉凯迪工程技术研究总院有限公司