[實用新型]一種高效激冷裝置

有效

• 申請號: 201420697310.9
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN204251570U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 韓梅;路文學;金剛;李磊;李海鳴;傅進軍;趙梅梅;李彩艷;宋甜甜;荊波;尹立志
• 申請（專利權）人: 水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72;C10J3/84;C10J3/48;B01D45/16;B01D46/52
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張世靜

技術領域

本發明涉及一種單噴嘴或多噴嘴漿態/干煤粉進料的氣化裝置上使用的高效激冷裝置。

背景技術

自20世紀70年代中期出現世界性石油危機后，潔凈煤技術研究、開發和應用成為了各國政府可持續發展戰略和能源安全的戰略研究重點。煤氣化技術是清潔利用煤炭資源的重要途徑和手段。煤炭氣化，即在一定溫度、壓力條件下利用氣化劑（O₂、H₂O或CO₂）與煤炭反應生成潔凈合成氣（CO、H₂的混合物），是對煤炭進行化學加工的一個重要方法，是實現煤炭潔凈利用的關鍵技術。潔凈合成氣可以作為城市煤氣、發電用燃料氣，也可以用來生產化工產品(如合成氨、甲醇等)和清潔發動機用燃料(如氫、汽油、柴油、醚、醇燃料等)。

氣流床氣化技術是現在最高效、清潔的煤利用技術之一，代表著煤氣化技術的發展趨勢，氣流床氣化技術根據進料狀態的不同分為水煤漿和粉煤兩種方式，水煤漿進料以德士古氣化爐為代表，干煤粉進料以Shell氣化爐為代表。氣化爐的激冷室是氣化爐的重要組成部分，氣化爐激冷室內部的傳熱傳質過程復雜迅速，是氣化工藝操作過程中的關鍵環節之一，控制不好會出現合成氣帶水、合成氣灰含量高、合成氣的水氣比不合格、激冷室內部液位保持不住、下降管燒穿等問題。德士古氣化爐激冷室由激冷環、下降管和上升管組成，燃燒室與激冷室之間通道是渣口，渣口的下面是激冷環，激冷環下面連接著下降管，下降管的下端深入到激冷室的正常液位以下。下降管的外面是上升管，上升管與下降管同軸，上升管的上部有一個起折流作用的折流板，折流板為斜向下的傘形擋板，固定在燃燒室的錐底上。合成氣在離開激冷室的液面后首先沿上升管上升，在上升到上升管的頂部后，合成氣會受到折流板的作用改變方向，先向下折流，再向上升，從激冷室的合成氣出口離開激冷室。由于合成氣的氣泡具有比較大的能量，所以在合成氣的氣泡逸出激冷室的水面時會夾帶大量液體，造成合成氣的水氣比不合格、激冷室內部液位保持不住的問題。有資料表明激冷室內黑水的循環量高達2050m³/h，這大約相當于進入激冷室補充水的2O倍，最終被帶出激冷室的黑水量也高達40m³/h。合成氣帶液的同時，水中微米級的細灰也被帶離激冷室，造成合成氣中灰含量高的問題。

從氣化爐渣口出來的1300℃的高溫合成氣在沿下降管下降的過程中，高溫的合成氣、飛灰、熔融灰渣和下降管內壁上覆蓋著的激冷水膜之間發生著迅速復雜的傳熱傳質過程。高溫合成氣、飛灰、熔融灰渣的溫度迅速降低，激冷水膜的溫度迅速升高，并有部分激冷水在高溫熱輻射下迅速地被蒸發并進入到合成氣中。下降管內氣、固、液三相間的傳熱傳質和流動過程非常的復雜且迅速，根據多維模擬的研究結果表明，高溫的合成氣在離開渣口后向下0.8m的范圍內合成氣溫度下降的變化梯度最大，合成氣與激冷水之間的熱交換負荷量最大，該區域下降管所承受的熱應力也最大，因而在這一區段比較容易發生下降管裂紋、鼓包、變形甚至燒穿孔。同時事實也證明在燃燒室渣口以下0.4～0.8m區段發生問題的幾率比較高，原因是一方面這一區段下降管所承受的熱應力比較大，另一方面激冷水的蒸發量比較大，下降管內壁的保護液膜相對比較薄，溫度也比較高，所以比較容易出問題。

本發明的目的在于克服現有技術的不足，解決合成氣出激冷室帶水、合成氣灰含量高、合成氣的水氣比不合格、激冷室內部液位保持不住、下降管燒穿等問題，保證高溫粗合成氣和熔渣的洗滌效果，延長激冷裝置下降管的使用壽命，實現氣化裝置的穩定運行，發明一種高效激冷裝置代替現有激冷裝置。

發明內容

為了克服現有激冷裝置存在的合成氣出激冷室帶水、合成氣灰含量高、合成氣的水/氣不合格、激冷室內部液位保持不住、下降管燒穿等問題，本發明提供一種單噴嘴或多噴嘴漿態/干煤粉進料的氣化裝置所使用的高效激冷裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高效激冷裝置，包括殼體、激冷環、下降管，高效激冷裝置自上而下依次為激冷環、下降管、下降管保護器、雙程溢流旋液分離器、百褶板，激冷環與渣口連接，下降管上部與渣口連通，下降管保護器安裝在下降管外壁上，雙程溢流旋液分離器、百褶板自上而下連接在殼體內壁和下降管外壁之間。

根據所述的高效激冷裝置，所述的下降管保護器為中空結構，內部設置導流板，導流板圍繞下降管呈蛇形盤旋而上，高度為1m，固定在距離渣口0.3~0.7m下降管的外壁上，下降管保護器的入水口與外部供水設備連接，下降管保護器出水口與激冷環的冷卻液輸送管連接。