[實(shí)用新型]高溫含塵合成氣的水浴式激冷器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820067506.4
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN201254564Y
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐才福;張宗飛;劉佑義;楊曉新;汪明笑;張耀;謝國雄;向彬彬
• 申請（專利權(quán)）人: 五環(huán)科技股份有限公司
• 主分類號: C10K1/02
• 分類號: C10K1/02;C10J3/72
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 樊 戎;涂 潔

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種粉煤氣化或水煤漿氣化的降溫除塵裝置，具體的說是一種在高溫高壓條件下的高溫含塵合成氣的水浴式激冷器。

背景技術(shù)

目前氣化裝置中用于冷卻高溫含塵合成氣(以下簡稱合成氣)的方法主要有兩種，一種是采用廢熱鍋爐(合成氣冷卻器)，例如Shell，prenflo等干煤粉加壓氣化工藝中采用廢熱鍋爐，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，制造周期長，投資成本高；另一種采用帶中心筒(即冷激筒)的水浴式激冷器，這種激冷器是由進(jìn)水管將水引入噴水環(huán)管，經(jīng)噴水環(huán)管將水直接注入冷激筒壁面形成液膜，合成氣穿過冷激筒浸水除塵降溫。但該方案中冷激筒壁面液膜除塵降溫時，氣液接觸面積不足，合成氣中的灰塵潤濕度小，導(dǎo)致合成氣的降溫除塵效果不夠理想，后續(xù)除塵段的負(fù)荷較大；并且直接用噴水環(huán)管注入的方式不能保證在冷激筒內(nèi)壁的壁面形成完整的液膜，也使得冷激筒上段筒壁溫差應(yīng)力大，灰塵易粘結(jié)在壁面，從而降低了冷激筒及相關(guān)部件的使用壽命。由于除塵效果較差，不僅影響了對合成氣降溫的能力，通常還需在設(shè)備外設(shè)置多級文丘里，使得流程復(fù)雜。盡管在結(jié)構(gòu)上做了一些改進(jìn)，如為了進(jìn)一步增加氣液接觸面積，在冷激筒下端設(shè)齒形鼓泡器完成氣流分散的作用，但氣液接觸面積仍然較少，降溫除塵效果仍不理想，且易出現(xiàn)帶水帶灰問題，特別是運(yùn)行一段時間后系統(tǒng)阻力降增大，需要停車清理。如進(jìn)氣管入口端的除塵分離器帶水嚴(yán)重，運(yùn)行一、兩個月后即需停機(jī)清理，不適合長周期運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、降溫除塵效果好、可長期穩(wěn)定運(yùn)行的高溫含塵合成氣的水浴式激冷器。

技術(shù)方案包括包括進(jìn)水管、黑水出口管、上端與進(jìn)氣管連通的冷激筒、人孔、出氣管和殼體，所述進(jìn)水管的出口端與冷激筒上方的噴水環(huán)管連通，其特征是：所述冷激筒中段設(shè)有導(dǎo)向錐及位于導(dǎo)向錐上方的噴嘴，所述噴嘴與殼體上第二進(jìn)水管的出口端連通。

所述導(dǎo)向錐俯角為45°～70°。

所述導(dǎo)向錐下方設(shè)有錐帽，所述錐帽的錐角為45°～75°。

所述出氣管入口端設(shè)有除塵分離器，所述除塵分離器上方設(shè)有在線沖洗器。

冷激筒上段外環(huán)設(shè)有水槽，所述進(jìn)水管的出口端經(jīng)噴水環(huán)管與水槽連通，所述冷激筒上端還設(shè)有齒形槽。

所述冷激筒中段外環(huán)還設(shè)有至少兩層環(huán)形塔盤，最上層塔盤與殼體上的第三進(jìn)水管的出口端連通。

所述冷激筒下段外環(huán)設(shè)有升氣管。

為解決了氣液接觸面積不足的問題，在冷激筒中段設(shè)文丘里結(jié)構(gòu)，從第二進(jìn)水管引入的水通過導(dǎo)向錐上方的噴嘴噴出，濕化合成氣并補(bǔ)充導(dǎo)向錐局部壁面液膜的液量，沿壁面而下的液膜在通過導(dǎo)向錐后形成一道垂直下落的環(huán)形液簾，借助合成氣通過導(dǎo)向錐縮口后氣流產(chǎn)生的徑向擴(kuò)散效應(yīng)(即文丘里效應(yīng))，增加氣液接觸面積，使合成氣穿過液簾時被再次冷卻和除塵，同時合成氣內(nèi)的灰塵也部分被浸濕。所述導(dǎo)向錐俯角優(yōu)選為45°～70°，下端設(shè)置錐角優(yōu)選為45°～75°的錐帽，以使含塵氣體繼續(xù)進(jìn)行增濕和除灰并對合成氣氣流進(jìn)行再分布。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中冷激筒內(nèi)壁的壁面難以形成連續(xù)均勻的完整液膜、壁面易粘結(jié)灰塵、冷激筒上段筒壁溫差應(yīng)力大、零件使用壽命短的問題，采用在冷激筒上段外環(huán)設(shè)置水槽，環(huán)形的噴水環(huán)管與水槽連通，水由噴水環(huán)管注入水槽，當(dāng)水槽內(nèi)的水注滿后，會沿冷激筒上端溢出，流入冷激筒的內(nèi)壁壁面，所述冷激筒上端開有齒形槽，水沿齒形槽溢出時，能在冷激筒壁面形成連續(xù)均勻的完整液膜，通過液膜蒸發(fā)對合成氣進(jìn)行冷卻并且由于水槽內(nèi)的水能起到對激冷筒的均勻冷卻作用，能降低冷激筒筒壁上端的金屬溫度和沿軸向溫度梯度，從而延長了激冷筒的使用壽命。

在出氣管入口端設(shè)置除塵分離器，以便除去隨氣流帶出的殘留灰塵及液滴，避免帶水嚴(yán)重，優(yōu)選采用高效折板分離器，并在除塵分離器的上方設(shè)置在線沖洗器，如噴嘴。通過控制噴嘴向除塵分離器噴水的方式清理除塵分離器上的灰垢，無需停機(jī)清理，可持續(xù)使用達(dá)一年以上。

塔盤設(shè)置冷激筒中段的外環(huán)，位于液層上方面，穿出液層的合成氣經(jīng)兩層或兩層以上環(huán)形的塔盤進(jìn)一步洗滌，除去水分，所述塔盤優(yōu)選導(dǎo)向噴射塔盤或淋降式穿流角鋼塔盤。

由于合成氣在穿過液層時，會使殼體內(nèi)的液面波動較大而導(dǎo)致液位計測量數(shù)據(jù)失真，因此在冷激筒下段外環(huán)設(shè)升氣管，使液面的波動盡可能控制在升氣管以內(nèi)，而不影響殼體上液位計的測量。