一種激冷器以及帶有該激冷器的氣化爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種激冷器，其中所述激冷器(17)具有環(huán)形霧化噴射管(11)，所述的環(huán)形霧化噴射管(11)具有激冷水入口(12)，其中，所述的環(huán)形霧化噴射管(11)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別設(shè)置有至少3個(gè)內(nèi)噴射孔(19)和至少3個(gè)外噴射孔(18)，所述內(nèi)噴射孔(19)所在的平面和外噴射孔(18)所在的平面平行，并且與所述環(huán)形噴射管路的橫截面垂直；以及公開了一種使用本實(shí)用新型專利技術(shù)的這種激冷器(17)和任選的除塵擋板(10)的氣化爐。本實(shí)用新型專利技術(shù)的這種氣化爐可以實(shí)現(xiàn)雙向噴淋降溫除塵，使得合成氣體在氣化爐內(nèi)筒底端以及內(nèi)筒和外筒之間實(shí)現(xiàn)2次降溫和除塵。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種激冷器以及帶有該激冷器的氣化爐
本技術(shù)涉及一種激冷器和帶有該激冷器的氣化爐。
技術(shù)介紹
粉煤的加氫氣化技術(shù)是一種將煤清潔利用的技術(shù)，是在氣化爐中，使煤在熱解階段產(chǎn)生的CH3自由基瞬時(shí)與氫反應(yīng)生成甲烷，在氣化階段氫氣可與碳直接反應(yīng)生成甲烷，經(jīng)過(guò)氣化工藝，能獲得富含甲烷和氫氣的粗合成氣，即，細(xì)小的粉煤以及灰分等混合在高溫高壓的合成氣體中，因此，主要成分為甲烷和氫氣的高溫合成氣體中便夾帶著大量的固體顆粒粉塵雜質(zhì)。為得到低溫、潔凈的合成氣體，必須進(jìn)行合成氣降溫和除塵處理。同時(shí)，為降低后續(xù)除塵工藝設(shè)備的功率負(fù)荷和延長(zhǎng)氣體通路各管路、閥門、設(shè)備等的使用壽命，通常在氣化爐的底端采用激冷工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)第一步的除塵和降溫。激冷的作用就是將高溫合成氣與半焦降溫并實(shí)現(xiàn)氣焦分離。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的唐志國(guó)等人，在2011年授權(quán)的專利號(hào)為CN101328434B中提出“一種干煤粉氣流床氣化爐”，采用單向或I次激冷，在激冷室設(shè)有激冷水霧化噴嘴，同時(shí)，在氣化爐底部形成液態(tài)渣池。在操作過(guò)程中，下段的激冷室為水冷壁結(jié)構(gòu)，在外壁的內(nèi)部四周布置列管式水冷壁，在激冷室的上部設(shè)置呈環(huán)向切圓式布置的激冷水霧化噴嘴，噴嘴可以是3個(gè)或者4、5、6個(gè)。噴出的霧化水形成的切圓半徑小于主氣化室的底部出口半徑。北京航天石化技術(shù)裝備工程公司的高瑞恒等人，在2009年，公告號(hào)為 CN100552006C的專利公開了“一種氣化爐激冷環(huán)”，其使用激冷水噴淋清洗。氣化室排出的高溫合成氣與熔渣進(jìn)入激冷室經(jīng)過(guò)激冷環(huán)，首先在耐火料表面附著一層渣層，避免合成氣與灰渣對(duì)激冷環(huán)直接沖刷的危害，渣層還起到耐火層的作用，增大合成器與外環(huán)管間的熱阻，使得激冷環(huán)向火面的溫度降低，激冷環(huán)外環(huán)管的內(nèi)表面做成螺紋形狀，加大與激冷水的換熱面積，強(qiáng)化了降溫效果。激冷液由入口進(jìn)入激冷液分配室，一部分沿著下降管內(nèi)表面下降并形成一層水膜，合成氣與水膜進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，對(duì)合成氣增濕降溫，另一部分激冷液直接由激冷液孔排口噴入合成氣中對(duì)合成氣快速降溫。公告號(hào)為CN201065399Y的技術(shù)專利中，提出“一種氣流床煤氣化反應(yīng)器”，其合成氣體(粗煤氣)的爐內(nèi)降溫除塵是通過(guò)將粗煤氣直接通入水浴中實(shí)現(xiàn)的。在操作過(guò)程中，急冷區(qū)設(shè)有導(dǎo)氣筒，導(dǎo)氣筒下部伸入水浴區(qū)，內(nèi)導(dǎo)氣筒由冷卻水對(duì)粗煤氣進(jìn)行激冷處理，外導(dǎo)氣筒上設(shè)有條形窗口，條形窗口周向布置在外導(dǎo)氣筒的上部將粗煤氣排出反應(yīng)器外。單向或者I次激冷，激冷水噴淋清洗后，合成氣體的溫度還比較高，固體雜質(zhì)含量也較高，為清潔合成氣體，后續(xù)除塵設(shè)備所需的功率負(fù)荷較高，同時(shí)較高溫度和較高固體雜質(zhì)含量的合成氣體在后續(xù)工段的管路、閥門、設(shè)備中傳輸時(shí)，對(duì)相關(guān)部件的高溫腐蝕和固體的磨蝕作用都較強(qiáng)，會(huì)降低相關(guān)部件的使用壽命，增加選材難度和要求，生產(chǎn)過(guò)程中的故障率高，生產(chǎn)效率降低。將合成氣體直接進(jìn)入水浴降溫除塵，雖然能夠?qū)⒑铣蓺怏w溫度降低并除去較多的混合固體顆粒，解決單向或I次激冷后合成氣仍然具有較高溫度和較高固體雜質(zhì)含量的問(wèn)題，但是合成氣體經(jīng)過(guò)水浴飽和，氣體中所夾帶的水分含量較高，增加了后續(xù)干燥設(shè)備的功率等負(fù)荷。同時(shí)，水浴所需要的激冷水量較大，液態(tài)排渣，存在渣水處理問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種能夠克服氣化爐的上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的帶有新型激冷除塵裝置的氣化爐。因此，本技術(shù)將提供如下方面本技術(shù)的第一方面是提供一種激冷器，其中所述激冷器具有環(huán)形霧化噴射管，所述的環(huán)形霧化噴射管具有至少2個(gè)激冷水入口，其中，所述的環(huán)形霧化噴射管的內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別設(shè)置有至少3個(gè)內(nèi)噴射孔和至少3個(gè)外噴射孔，所述內(nèi)噴射孔所在的平面和外噴射孔所在的平面平行，并且與所述環(huán)形噴射管路的橫截面垂直。在本技術(shù)的關(guān)于激冷器的一個(gè)實(shí)施方案中，所述噴射管路呈環(huán)形并由上到下分層排布，層數(shù)為I 6,每層管路相同，管的外直徑5 20mm,管壁厚度O. 25 1mm。在本技術(shù)的關(guān)于激冷器的一個(gè)實(shí)施方案中，其中所述激冷水入口與環(huán)形霧化噴射管在同一水平面上，位于各層噴射管路的左右兩端，每層噴射管路設(shè)有2個(gè)激冷水入口，相對(duì)平行放置，激冷水入口管與環(huán)形霧化噴射管之間的相互切向夾角為5 45°。在本技術(shù)的關(guān)于激冷器的一個(gè)實(shí)施方案中，所述環(huán)形霧化噴射管呈螺旋狀， 盤旋層數(shù)為I 6層，并且在所述環(huán)形霧化噴射管的第一層和最后一層各設(shè)置I個(gè)激冷水入口。其中，優(yōu)選每層噴射管是圍繞相同的中軸線盤旋的，并且每層盤旋的噴射管的管道長(zhǎng)度相同；更優(yōu)選每層噴射管是圍繞相同的中軸線盤旋的，并且盤旋的噴射管的各層管道長(zhǎng)度在沿中軸線的一端到另一端的方向上依次增加。在本技術(shù)的關(guān)于激冷器的一個(gè)實(shí)施方案中，其中內(nèi)噴射孔和外噴射孔的孔直徑為O. 20 Imm,內(nèi)噴射孔的孔間距為O. 25 Imm,夕卜噴射孔的孔間距為O. 25 1mm。在本技術(shù)的關(guān)于激冷器的一個(gè)實(shí)施方案中，所述激冷水入口的管的外直徑和壁厚與環(huán)形霧化噴射管相同，其中管的外直徑為5 20mm,管壁厚度O. 25 1mm。本技術(shù)的另一個(gè)方面是提供一種氣化爐，其包括加氫氣化爐噴嘴3、預(yù)熱后的氫氣出口 4、氣化爐內(nèi)筒5、盤管式換熱器6、氣化爐外筒7、原料氫氣入口 8、合成氣出口9、列管式水冷壁10、渣斗16，以及本技術(shù)的激冷器17，其中加氫氣化爐噴嘴3具有氫氣入口 I和氫氣輸送的粉煤入口 2，并且位于所述氣化爐的頂部，氫氣入口 I和氫氣輸送的粉煤入口 2經(jīng)過(guò)氣化爐噴嘴3通入到氣化爐內(nèi)筒 5內(nèi)，盤管式換熱器6位于氣化爐內(nèi)筒5和氣化爐外筒7之間,原料氫氣入口 8和預(yù)熱后的氫氣出口 4分別位于氣化爐的左右兩側(cè)，且原料氫氣入口 8在氣化爐外筒上的位置低于預(yù)熱后的氫氣出口 4的位置，合成氣出口 9在原料氫氣入口 8的相對(duì)側(cè)，所述列管式水冷壁14 設(shè)置在激冷器的下方和渣斗16的內(nèi)部，并且具有冷卻水入口 13和冷卻水出口 15，所述激冷器17具有環(huán)形霧化噴射管11和激冷水入口 12，所述激冷器17位于所述氣化爐內(nèi)筒5和氣化爐外筒7的底端并且在列管式水冷壁14和渣斗16的上方。在本技術(shù)的關(guān)于氣化爐的一個(gè)實(shí)施方案中，所述氣化爐還包括除塵擋板10， 所述除塵擋板10設(shè)置在激冷器17的上方且在合成氣出口 9的下方。在本技術(shù)的關(guān)于氣化爐的一個(gè)實(shí)施方案中，所述除塵擋板10呈環(huán)形分布，為單層或多層。在本技術(shù)的關(guān)于氣化爐的一個(gè)實(shí)施方案中，其中所述多層為2 6層。在本技術(shù)的關(guān)于氣化爐的一個(gè)實(shí)施方案中，所述除塵擋板在單層擋板的情況下，被焊接在氣化爐外筒的內(nèi)壁上，底部位于激冷器平面上方10 IOOmm處，與氣化爐外筒的夾角為10 80°，頂部與相近的氣化爐內(nèi)筒外壁相距5 20mm。在本技術(shù)的關(guān)于氣化爐的一個(gè)實(shí)施方案中，所述除塵擋板在多層擋板的情況下，第I層擋板與單層擋板相同，第2層擋板焊接在氣化爐內(nèi)筒的外壁上，底部位于激冷器平面上方20 200mm處，與氣化爐內(nèi)筒的夾角為10 80°，與相鄰的第一層擋板的頂端相距10 20mm,第3層擋板與第I層擋板平行,底部位于第I層擋板的上方50 IOOmm處， 第4層擋板與第2層擋板平行，底部位于第2層擋板的上方50 IOOmm處，依次類推，直到第η層擋板，其中η為小于等于6的整數(shù)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的單向或者I次激冷，本技術(shù)的這種氣化本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激冷器，所述激冷器(17)具有環(huán)形霧化噴射管(11)，所述的環(huán)形霧化噴射管(11)具有至少2個(gè)激冷水入口(12)，其中，所述的環(huán)形霧化噴射管(11)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別設(shè)置有至少3個(gè)內(nèi)噴射孔(19)和至少3個(gè)外噴射孔(18)，所述內(nèi)噴射孔(19)所在的平面和外噴射孔(18)所在的平面平行，并且與所述環(huán)形噴射管路的橫截面垂直。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：汪國(guó)慶，馬麗榮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新奧科技發(fā)展有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：