一种含导流筒的气化炉激冷室及其使用方法与流程

本发明属于煤炭气化设备技术领域，涉及一种气化炉激冷室及其使用方法，尤其涉及一种含导流筒的气化炉激冷室及其使用方法。

背景技术：

煤气化反应和分离系统是煤化工的核心装置之一，实现高效率、低能耗、低污染的洁净煤气化技术日益被人们所重视。高压、大容量的气流床气化技术是国际上先进的煤气化技术之一，在煤化工工业得到广泛运用。现代气流床气化技术主要包括水煤浆气化和粉煤气化技术，具有环境污染小、自动化程度高等优点。气流床气化技术在气化炉燃烧室产生的粗煤气和熔融灰渣并流进入激冷室进行冷却洗涤，灰渣经激冷洗涤水浴后从气化黑水和渣水排出装置，粗煤气经冷却洗涤后进入粗煤气洗涤系统。但是该工艺存在洗涤效率低、灰渣在洗涤器内积存等问题，影响着气化装置的正常运行。

cn101935552a公开了一种用于气化器的激冷室组件，激冷室由激冷环、下降管、上升管和分离挡板等构件组成。激冷环将激冷水均匀分布在下降管内壁形成液膜，起到保护下降管不被高温合成气与熔渣烧坏，同时实现对高温合成气激冷降温。上升管与下降管同心轴套结构，下将管套在上升管里，使得合成气先从下降管向下运动运动，而后通过上升管和下降管之间的环隙折回进入激冷室上部区域。再通过挡板的作用，实现气液分离。实际中，由于气体离开液面速度较大，会引起流动的波动或者振荡，如渣水池液位、气体流动速率和压力的波动。

cn102585914a公开了一种气化激冷室和洗涤器组件，包括储器，所述储器具有在其中设置在下部分中的液体冷却剂和包括用于自其引出冷却合成气的出口的上部分；浸管，所述浸管构造成用以引入合成气混合物以接触所述液体冷却剂由此产生所述冷却合成气；冷却装置，所述冷却装置位于所述浸管外表面和所述储器的外周界之间的所述上部分中的环形空间中，所述冷却装置包括热交换器管，构造成用以进一步冷却所述上部分中的所述冷却合成气以及增加所述液体冷却剂和所述出口之间的有效距离；以及稳定性装置，所述稳定性装置位于所述下部分中，构造成用以缓解冷却剂液位波动和晃荡。

cn202688282u公开了一种气化炉，包括：壳体，所述壳体上设置有出气口；燃烧室，所述燃烧室设置在所述壳体内；激冷室，所述激冷室设置在所述壳体内且位于所述燃烧室的下方；所述激冷室包括腔体和漏斗部；所述腔体的第一端与所述燃烧室的出口连接，所述腔体的第二端与所述漏斗部的入口连接；下降管，所述漏斗部的出口与所述下降管的第一端连接；激冷水喷头，所述激冷水喷头设置在所述腔体的内壁上；渣水池，所述渣水池设置在所述壳体内且位于所述激冷室的下方，所述下降管的第二端插入所述渣水池的液面以下；所述壳体与所述激冷室之间形成密封的环形腔，所述环形腔与所述出气口连接。

但是由于渣水池中的气泡大，容易造成气带液现象，也会引起液面波动。同时，由于渣池内液体循环弱，使得微小颗粒沉积，在气化炉设计的激冷室中并未随气化黑水离开系统，造成底部排渣口以及液位计堵塞。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含导流筒的气化炉激冷室及其使用方法，本发明通过设置导流筒形成液体循环，防止细小煤灰颗粒沉积，有效解决细小颗粒引起的堵塞问题；通过设置气体分布装置，能有效形成小气泡，增加了气泡的相界面积，大幅度提高水浴增湿除尘除灰降温的效果，从而降低合成气夹带过多的煤灰进入下一工段；此外，小气泡的形成有利于防止超大气泡离开液面产生的波动以及引起的液位报警跳车等工程问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种含导流筒的气化炉激冷室，所述的气化炉激冷室包括壳体，所述的壳体内部设置下降管，所述的下降管外侧套设有同轴的导流筒，所述的导流筒与下降管之间形成环隙。

所述的下降管的一端连接气化炉，另一端设置气体分布装置，所述的气体分布装置为与下降管外缘对接的锥形段，所述的锥形段上开设气孔，气化炉产生的合成气进入下降管后穿过锥形段上的气孔引入环隙，所述的锥形段的直径沿合成气流向逐渐增大。

本发明通过设置气体分布装置，能有效形成小气泡，增加了气泡的相界面积，大幅度提高水浴增湿除尘除灰降温的效果，从而降低合成气夹带过多的煤灰进入下一工段；此外，小气泡的形成有利于防止超大气泡离开液面产生的波动以及引起的液位报警跳车等工程问题。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的激冷室内注入激冷水，所述的导流筒位于激冷水的液面以下。

在本发明中，导流筒设置于激冷水的液面以下，这将在导流筒的内外形成循环，使得气化炉排出的小煤灰颗粒处于悬浮状态，通过黑水管路排出激冷室，有利于解决塔底排渣口和液位计等被小颗粒煤灰堵塞的问题。同时，导流筒顶端扩大段的设置使得气液有效分离，抑制合成气的带水问题。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的气孔沿锥形段的周向设置。

优选地，所述的气孔为圆形、方形、长方形或环形。

优选地，所述的气孔处设置导流板。

在本发明中，气孔出口处焊接导流板可进一步抑制合成气带水的现象。

作为本发明一种优选的技术方案，所述导流筒的气体出口端为锥形结构，合成气进入环隙后由导流筒的气体出口端排出。

优选地，沿合成气流向，所述的气体出口端的直径逐渐增大。

作为本发明一种优选的技术方案，激冷水的液面上方设置至少一个环形挡板。

优选地，所述的环形挡板设置于壳体与下降管之间形成的环形空腔内。

优选地，所述的环形挡板交错设置于壳体内侧壁和下降管外周面上。

在本发明中，在激冷室的液面上方交错设置环形挡板可进一步抑制合成气带水的现象。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的下降管与气化炉的连接处设置激冷环，所述的激冷环用于向下降管内喷入激冷水。

优选地，所述的激冷环上设置喷嘴，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管内壁下降形成液膜。

优选地，所述的激冷环外接激冷水供给管路。

在本发明中，激冷水沿下降管内壁下降形成液膜，液膜可以起到保护下降管不被高温合成气与熔渣烧坏的作用，也起到激冷降温的效果。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的壳体底部设置排渣口。

优选地，所述的壳体顶部设置排气口。

优选地，所述的排气口位于环形挡板上方。

优选地，所述的壳体底部设置黑水管路。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的气化炉激冷室的使用方法，所述的使用方法包括：

气化炉产生的合成气和熔渣进入下降管，其中，合成气进入下降管后穿过锥形段上的气孔引入环隙，熔渣进入下降管后沉降聚积在气化炉激冷室底部。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(ⅰ)气化炉产生的合成气和熔渣进入下降管，同时向激冷环中通入激冷水，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管内壁下降形成液膜；

(ⅱ)所述的合成气穿过下降管经锥形段上的气孔分散成小气泡后进入环隙，气泡穿过环隙经交错设置的环形挡板折流后由排气口排出；

(ⅲ)所述的熔渣穿过下降管后沉降聚积在气化炉激冷室底部，由排渣口定期排出。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的步骤(ⅱ)还包括：气体在穿过气孔的同时，气孔处设置的导流板对气泡进行破泡处理，进一步减小气泡尺寸。

优选地，所述的步骤(ⅲ)还包括：熔渣中的细小颗粒经黑水管路排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在下降管底端增加气体分布装置，减小了进入下降管和导流筒之间的环隙的气泡尺寸，合成气的分布更加均匀，增加了合成气与液体的接触面积，大大提高合成气的水浴除尘除灰降温效果，避免夹带过多煤灰进入后续工段。同时，导流筒将使得渣水池内液体形成循环，使得池内小颗粒处于悬浮状态，进而不会堵塞底部的排渣口和装置的液位计。最后，导流筒顶部的锥形口将使得气液有效分离，能大幅度降低雾沫夹带。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的气化炉激冷室的结构示意图；

图2为本发明实施例3提供的气化炉激冷室的结构示意图；

其中，1-壳体；2-下降管；3-导流筒；4-黑水管路；5-排渣口；6-排气口；7-激冷环；8-锥形段；9-气孔；10-气体出口端；11-气化炉；12-导流板；13-环形挡板。

具体实施方式

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种含导流筒的气化炉激冷室，所述的气化炉激冷室如图1和图2所示，包括壳体1，壳体1内部设置下降管2，下降管2外侧套设有同轴的导流筒3，导流筒3与下降管2之间形成环隙。下降管2的一端连接气化炉11，另一端设置气体分布装置，气体分布装置为与下降管2外缘对接的锥形段8，锥形段8上开设气孔9，气化炉11产生的合成气进入下降管2后穿过锥形段8上的气孔9引入环隙，锥形段8的直径沿合成气流向逐渐增大。

激冷室内注入激冷水，导流筒3位于激冷水的液面以下。

气孔9沿锥形段8的周向设置，气孔9的形状可选为圆形、方形、长方形或环形，进一步地，如图2所示，气孔9处设置导流板12。

导流筒3的气体出口端10为锥形结构，合成气进入环隙后由导流筒3的气体出口端10排出，沿合成气流向，所述的气体出口端10的直径逐渐增大。

如图2所示，激冷水的液面上方设置至少一个环形挡板13；环形挡板13设置于壳体1与下降管2之间形成的环形空腔内，环形挡板13交错设置于壳体1内侧壁和下降管2外周面上。

下降管2与气化炉11的连接处设置激冷环7，所述的激冷环7用于向下降管2内喷入激冷水。激冷环7上设置喷嘴，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管2内壁下降形成液膜，激冷环7外接激冷水供给管路。

壳体1底部设置排渣口5；壳体1顶部设置排气口6，排气口6位于环形挡板13上方；壳体1底部设置黑水管路4。

实施例1

本实施例提供了一种如图1所示的气化炉激冷室，包括壳体1，壳体1内部设置下降管2，下降管2外侧套设有同轴的导流筒3。导流筒3与下降管2之间形成环隙。下降管2的一端连接气化炉11，另一端设置气体分布装置，气体分布装置为与下降管2外缘对接的锥形段8，锥形段8上开设气孔9，气孔9沿锥形段8的周向设置，气孔9的形状为圆形。气化炉11产生的合成气进入下降管2后穿过锥形段8上的气孔9引入环隙，锥形段8的直径沿合成气流向逐渐增大。

激冷室内注入激冷水，导流筒3位于激冷水的液面以下。

导流筒3的气体出口端10为锥形结构，合成气进入环隙后由导流筒3的气体出口端10排出，沿合成气流向，所述的气体出口端10的直径逐渐增大。

下降管2与气化炉11的连接处设置激冷环7，所述的激冷环7用于向下降管2内喷入激冷水。激冷环7上设置喷嘴，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管2内壁下降形成液膜，激冷环7外接激冷水供给管路。

壳体1底部设置排渣口5，壳体1顶部设置排气口6，排气口6位于环形挡板13上方；壳体1底部设置黑水管路4。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1所述的气化炉激冷室的使用方法，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(ⅰ)气化炉11产生的合成气和熔渣进入下降管2，同时向激冷环7中通入激冷水，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管2内壁下降形成液膜；

(ⅱ)所述的合成气穿过下降管2经锥形段8上的气孔9分散成小气泡后进入环隙，气泡穿过环隙后由排气口6排出；

(ⅲ)所述的熔渣穿过下降管2后沉降聚积在气化炉激冷室底部，由排渣口5定期排出，熔渣中的细小颗粒经黑水管路4排出。

实施例3

本实施例提供了一种如图2所示的气化炉激冷室，包括壳体1，壳体1内部设置下降管2，下降管2外侧套设有同轴的导流筒3，导流筒3与下降管2之间形成环隙。下降管2的一端连接气化炉11，另一端设置气体分布装置，气体分布装置为与下降管2外缘对接的锥形段8，锥形段8上开设气孔9，气孔9沿锥形段8的周向设置，气孔9的形状为方形，气孔9处设置导流板12。气化炉11产生的合成气进入下降管2后穿过锥形段8上的气孔9引入环隙，锥形段8的直径沿合成气流向逐渐增大。

激冷室内注入激冷水，导流筒3位于激冷水的液面以下。激冷水的液面上方设置三个环形挡板13，环形挡板13设置于壳体1与下降管2之间形成的环形空腔内，环形挡板13交错设置于壳体1内侧壁和下降管2外周面上。

导流筒3的气体出口端10为锥形结构，合成气进入环隙后由导流筒3的气体出口端10排出，沿合成气流向，所述的气体出口端10的直径逐渐增大。

下降管2与气化炉11的连接处设置激冷环7，所述的激冷环7用于向下降管2内喷入激冷水。激冷环7上设置喷嘴，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管2内壁下降形成液膜，激冷环7外接激冷水供给管路。

壳体1底部设置排渣口5；壳体1顶部设置排气口6，排气口6位于环形挡板13上方；壳体1底部设置黑水管路4。

实施例4

本实施例提供了一种实施例2所述的气化炉激冷室的使用方法，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(ⅰ)气化炉11产生的合成气和熔渣进入下降管2，同时向激冷环7中通入激冷水，激冷水由喷嘴喷出后沿下降管2内壁下降形成液膜；

(ⅱ)所述的合成气穿过下降管2经锥形段8上的气孔9分散成小气泡后进入环隙，气泡在穿过气孔9的同时，气孔9处设置的导流板12对气泡进行破泡处理，进一步减小气泡尺寸，气泡穿过环隙经交错设置的环形挡板13折流后由排气口6排出；

(ⅲ)所述的熔渣穿过下降管2后沉降聚积在气化炉激冷室底部，由排渣口5定期排出，熔渣中的细小颗粒经黑水管路4排出。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。