[發明專利]應用于等離子體裂解煤過程的淬冷系統

有效

• 申請號: 201010169551.2
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101823935A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 何潮洪;王鵬;鄧國安;任其龍;陳新志;吳忠標;陳豐秋;榮剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07C11/24
• 分類號: C07C11/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于化工設備領域，特別涉及一種應用于等離子體裂解煤過程的淬 冷系統。

背景技術

乙炔是一種非常重要的基本有機化工原料。目前乙炔的生產工藝主要有： 電石法、天然氣部分氧化法等。電石法工藝成熟可靠，原料易得，技術門檻低。 但是電石法存在耗能高、污染環境嚴重等問題。天然氣部分氧化法工藝雖然低 污染，但技術復雜，資源少、投資成本高。目前國內乙炔生產仍以電石法為主。 等離子體裂解煤制乙炔工藝具有流程短、低資源消耗、環境友好等優點，是煤 直接轉化的一條有效途徑，具有很好的發展前景。

等離子體裂解煤制乙炔工藝是將煤噴入溫度為3500～22000℃的等離子體中， 經毫秒級反應后生成產物乙炔等。而乙炔在高溫下不穩定，上述反應產物必須 在毫秒級內淬冷至250℃以下，否則將使乙炔等反應產物分解，降低其產率。淬 冷器是等離子體裂解煤工藝中的重要設備，對淬冷器的要求是快速、均勻、淬 冷劑消耗量低。若淬冷劑在淬冷器內的分布不均勻，不僅會降低淬冷劑的效率， 造成淬冷劑的浪費；還會在淬冷器內形成局部高溫區，使部分裂解氣不能有效 地淬冷，降低乙炔的收率。為了使淬冷劑與裂解氣充分接觸，提高淬冷效率， 必須使淬冷劑霧化。對于等離子體裂解煤制乙炔工藝，進入淬冷器內裂解氣的 流速高達100-300m/s，遠大于淬冷劑液滴噴入速度，霧化后的淬冷劑液滴所能 穿過裂解氣的距離非常短，難以噴入裂解氣中心區域，使部分乙炔在高溫下分 解，收率降低。而且隨著裝置規模的增大，這個問題越來越嚴重。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種應用于等離子體裂解煤過程 的淬冷系統。

應用于等離子體裂解煤過程的淬冷系統包括裂解氣入口、淬冷器本體、淬冷 器內芯、淬冷裝置簡體、淬冷器內芯支柱、淬冷器內芯霧化裝置、淬冷器本體 霧化裝置、裂解氣出口、本體淬冷劑入口管、內芯淬冷劑入口管、第一淬冷劑 通道、第二淬冷劑通道、環隙、支柱內管、空腔；淬冷裝置筒體上端設有淬冷 器本體，淬冷裝置筒體內設有淬冷器內芯支柱，淬冷器內芯支柱內設有環隙， 淬冷器內芯支柱下端對稱設有兩根內芯淬冷劑入口管，并與環隙相通，淬冷器 內芯支柱上端設有淬冷器內芯，淬冷器內芯為錐體，淬冷器內芯頂端及錐面上 設有淬冷器內芯霧化裝置，淬冷器內芯內設有第二淬冷劑通道，并與淬冷劑通 道相通，淬冷器本體包括裂解氣入口、淬冷器本體霧化裝置、本體淬冷劑入口 管、第一淬冷劑通道，淬冷器本體上端設有裂解氣入口，淬冷器本體內壁為錐 形，并與淬冷器內芯之間形成一環形通道，淬冷器本體內壁設有霧化裝置，淬 冷器本體內設有第一淬冷劑通道，并與霧化裝置相通，淬冷器本體外壁對稱設 有兩根本體淬冷劑入口管，并與第一淬冷劑通道相通。

所述的淬冷器本體還包括淬冷氣進口管和淬冷氣通道，在淬冷劑通道外側設 有淬冷氣通道，淬冷器本體外壁對稱設有兩根淬冷氣進口管，淬冷氣通道與淬 冷氣進口管相連；所述的空腔與淬冷器內芯霧化裝置相通。

所述的淬冷器內芯霧化裝置、淬冷器本體霧化裝置為單介質霧化噴嘴、雙介 質霧化噴嘴或集成式霧化裝置。

所述的集成式霧化裝置包括霧化裝置外壁、霧化裝置內壁、導氣管、環隙、 狹縫、收縮段、混合部、擴張孔；導氣管一端安裝在霧化裝置外壁上，并與淬 冷氣體通道連通，導氣管另一端伸入霧化裝置內壁的開孔中，并與霧化裝置內 壁形成環隙、狹縫及混合部，導氣管前端具有收縮段，霧化裝置內壁前端開有 擴張孔，本體淬冷劑通道與環隙相連。

所述的噴嘴或集成式霧化裝置為一層或多層布置，每層布置2個以上噴嘴 或集成式霧化裝置噴射孔。

所述的淬冷器本體錐形內壁的底角α為30-80度。

所述的淬冷器內芯的錐體底角β為30-80度。

所述淬冷器內芯霧化裝置淬冷劑出口中心軸與淬冷器內芯的錐體夾角γ為 40-120度。

所述所述淬冷器本體霧化裝置的淬冷劑出口中心軸與淬冷器本體錐形內壁 夾角θ為25-90度。

本發明與現有技術相比具有的有益效果：