專利名稱：應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤化工的氣化爐設(shè)備領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器。
背景技術(shù)：
氣流床氣化爐具有煤種適應(yīng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、操作穩(wěn)定可靠、氣化強(qiáng)度大、氣化效率高和三廢處理簡單等特點(diǎn)，是現(xiàn)今主流的氣化爐爐型。目前氣流床氣化爐分類類型有多種按照氣化空間分段不同，可以分為一段爐和兩段爐；按照進(jìn)料不同，可分為水煤漿氣化爐和干煤粉氣化爐；按照排渣方式不同，可分為液態(tài)排渣和固態(tài)排渣。針對這幾類主流分類的氣流床氣化爐，設(shè)計(jì)有激冷流程的氣流床氣化爐，均將激冷室和反應(yīng)區(qū)置于同一容器內(nèi)。例如
公開日為2007-07-25，公開號(hào)為CN101003754的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種氣流床氣化爐，包括以下構(gòu)件爐殼、爐膽、激冷環(huán)、水封槽、導(dǎo)流筒、 折流筒、氣化原料和氣化劑入口、粗煤氣出口以及出渣口，其中，所述爐膽、激冷環(huán)、水封槽、 導(dǎo)流筒、折流筒自上而下地設(shè)置于爐殼內(nèi)部；所述氣化原料和氣化劑入口設(shè)置于氣化爐的頂部，且與爐膽連通；所述粗煤氣出口設(shè)置于水封槽下方的爐殼側(cè)壁上；所述氣化爐的下部設(shè)有出渣口 ；所述爐殼內(nèi)壁的上部設(shè)有定位支架；而爐殼內(nèi)壁的下部設(shè)有折流筒支架。這樣設(shè)計(jì)的氣流床氣化爐結(jié)構(gòu)，必須要求激冷室的材質(zhì)和高溫反應(yīng)區(qū)的材質(zhì)保持一致，這樣就會(huì)造成氣化爐總體成本居高不下。同時(shí)，現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，緊挨渣口布置的激冷環(huán)更是渣口堵塞的最終原因。因?yàn)椋瑸榱吮Ｗo(hù)激冷環(huán)會(huì)采用超大流量的激冷水流量，從而很容易使渣口溫度低于煤灰熔點(diǎn)而使熔渣固化，引起渣口縮小和堵塞。另外，爐膛內(nèi)部的下降管有單下降管結(jié)構(gòu)和雙下降管結(jié)構(gòu)之分。采用單下降管結(jié)構(gòu)的，容易發(fā)生下降管變形；采用雙下降管結(jié)構(gòu)的，很容易發(fā)生激冷室?guī)＿@些都是影響氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，因此有必要對現(xiàn)有的氣流床氣化爐作出改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器，該結(jié)構(gòu)的急冷器可以實(shí)現(xiàn)如下目的(1)克服了現(xiàn)有氣化爐激冷水流量過大引起的渣口堵塞問題，合理地設(shè)計(jì)了處理冷激的位置和程度；(2)急冷室無氣體帶水和下降管無變形；(3)節(jié)約了殼體成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器，位于氣化爐下端，包括殼體、急冷水分布器和氣體折流管，急冷水分布器和氣體折流管均設(shè)置與殼體內(nèi)部，氣體折流管位于殼體中間部位；所述殼體外形從上到下的外形依次為上部的圓臺(tái)形封頭、中部的圓筒體部分、下部的倒圓臺(tái)形封頭，上部的圓臺(tái)形封頭內(nèi)設(shè)置有耐火磚支撐板，耐火磚支撐板用于支撐急冷器上部的耐火磚和氣化爐的耐火磚，耐火磚支撐板通過法蘭連接急冷水分布器；所述急冷水分布器呈中
3空的倒圓臺(tái)狀，中空部分為圓柱狀的落渣通道，倒圓臺(tái)狀的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁之間為環(huán)形空腔，外側(cè)壁與設(shè)置于急冷器殼體外側(cè)的急冷水進(jìn)口連通，倒圓臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁上均勻設(shè)置有若干急冷水噴射孔，所述急冷水分布器的底端和氣體折流管的頂端固定連接，連接方式為焊接，所述氣體折流管的主體呈圓筒體狀；所述急冷器的殼體上還設(shè)置有高溫煤氣出口、急冷水出口、液位計(jì)和測溫測壓孔，高溫煤氣出口高于液位計(jì)，液位計(jì)高于急冷水出口和測溫測壓孔。圓臺(tái)形封頭的上端直徑Dl與氣化爐殼體的直徑相同，圓臺(tái)形封頭的最下端是圓臺(tái)形封頭與圓筒體部分連接的連接處，連接處口徑等于圓筒體部分的直徑D2。所述圓筒體部分的直徑D2大于氣化爐的直徑D1。所述急冷器上端口通過法蘭連接氣化爐，下端口通過法蘭與破渣機(jī)等設(shè)備連接。所述下部的倒圓臺(tái)形封頭的最下端直徑與破渣機(jī)或渣閥的直徑相同。所述氣體折流管底端的內(nèi)管徑口徑逐漸變大呈喇叭狀，喇叭狀的上端內(nèi)管徑為 D3，喇叭狀的下端內(nèi)管徑為D4，D4 > D3，內(nèi)管徑D3與氣體折流管的圓筒體狀的管徑一致， 所述喇叭狀的開口夾角為α，α滿足20° < α < 160°。所述呈倒圓臺(tái)狀的急冷水分布器的外側(cè)壁與內(nèi)側(cè)壁之間的夾角為β/2，β滿足的范圍為20° < β < 160°。所述氣體折流管的主體外部均勻設(shè)置有若干加強(qiáng)筋片，用于增加強(qiáng)度和強(qiáng)化傳熱。所述急冷器的殼體所采用的材料是低于氣化爐耐溫等級的材料，這樣可以大大地節(jié)約成本。本發(fā)明的工作原理如下
該急冷器上端通過法蘭連接氣化爐，急冷器下端通過法蘭與破渣機(jī)或渣閥連接；在工作時(shí)，氣化爐的高溫煤氣和熔渣通過急冷器上部耐火磚中空的通道進(jìn)入急冷器；在經(jīng)過急冷水噴射孔的位置時(shí)被急冷，熔渣被固化并落入下部進(jìn)入水浴，隨后從急冷器下端的下渣口排出；高溫煤氣被急冷后，沿氣體折流管向下通過水浴再折流向上，進(jìn)一步冷卻和除塵后，從高溫煤氣出口離開急冷器。本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明采用法蘭連接形式可以很方便地獨(dú)立選用急冷器的材質(zhì)而不受氣化爐材質(zhì)的約束，所以，急冷器可以使用低于氣化爐耐溫等級的材料，能較大程度降低設(shè)備成本；
(2)本發(fā)明的主體直徑大于氣化爐直徑，可以使急冷器具有較大的持液量和較大的換熱能力，可以充分冷卻氣體并避免氣體帶水；
(3)急冷水噴射孔位置因離渣口較遠(yuǎn)而溫度較低，所以不需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的激冷環(huán)和超大流量的激冷水，該設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，可以徹底根除由激冷環(huán)帶來的渣口堵塞問題，同樣可以滿足氣體急冷和熔渣固化的工藝要求；
(4)帶有加強(qiáng)筋片的氣體折流管，具有較高的抗變強(qiáng)度，可以避免開停車期間因內(nèi)外壓差過大引起的變形，同時(shí)增強(qiáng)氣液傳熱過程。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的急冷水分布器的結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明的氣體折流管外加強(qiáng)筋片布置結(jié)構(gòu)示意圖
圖中所示附圖標(biāo)記為1，耐火磚支撐板，2急冷水分布器，3氣體折流管，4急冷水進(jìn)口， 5高溫煤氣入口，6高溫煤氣出口，7液位計(jì)，8測溫測壓孔，9急冷水出口，10下渣口，11殼體，12急冷水噴射孔，13環(huán)形水腔，14加強(qiáng)筋片。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器，位于氣化爐下端，包括殼體11、急冷水分布器2和氣體折流管3，急冷水分布器2和氣體折流管3均設(shè)置與殼體11內(nèi)部，氣體折流管3位于殼體11中間部位；所述殼體11外形從上到下的外形依次為上部的圓臺(tái)形封頭、中部的圓筒體部分、下部的倒圓臺(tái)形封頭，上部的圓臺(tái)形封頭內(nèi)設(shè)置有耐火磚支撐板1， 耐火磚支撐板1用于支撐急冷器上部的耐火磚和氣化爐的耐火磚，耐火磚支撐板1通過法蘭連接急冷水分布器2 ；所述急冷水分布器2呈中空的倒圓臺(tái)狀，中空部分為圓柱狀的落渣通道，倒圓臺(tái)狀的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁之間為環(huán)形空腔，外側(cè)壁與設(shè)置于急冷器殼體11外側(cè)的急冷水進(jìn)口 4連通，倒圓臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁上均勻設(shè)置有若干急冷水噴射孔12，所述急冷水分布器2的底端和氣體折流管3的頂端固定連接，連接方式為焊接，所述氣體折流管3的主體呈圓筒體狀；所述急冷器的殼體11上還設(shè)置有高溫煤氣出口 6、急冷水出口 9、液位計(jì)7和測溫測壓孔8，高溫煤氣出口 6高于液位計(jì)7，液位計(jì)7高于急冷水出口 9和測溫測壓孔8。圓臺(tái)形封頭的上端直徑Dl與氣化爐殼體11的直徑相同，圓臺(tái)形封頭的最下端是圓臺(tái)形封頭與圓筒體部分連接的連接處，連接處口徑等于圓筒體部分的直徑D2。所述圓筒體部分的直徑D2大于氣化爐的直徑D1。所述急冷器上端口通過法蘭連接氣化爐，下端口通過法蘭與破渣機(jī)等設(shè)備連接。所述下部的倒圓臺(tái)形封頭的最下端直徑與破渣機(jī)或渣閥的直徑相同。所述氣體折流管3底端的內(nèi)管徑口徑逐漸變大呈喇叭狀，喇叭狀的上端內(nèi)管徑為 D3，喇叭狀的下端內(nèi)管徑為D4，D4 > D3，內(nèi)管徑D3與氣體折流管3的圓筒體狀的管徑一致， 所述喇叭狀的開口夾角為α，α滿足20° < α < 160°。如圖2所示，所述呈倒圓臺(tái)狀的急冷水分布器2的外側(cè)壁與內(nèi)側(cè)壁之間的夾角為 β/2, β滿足的范圍為20° < β < 160°。如圖3所示，所述氣體折流管3的主體外部均勻設(shè)置有若干加強(qiáng)筋片14，用于增加強(qiáng)度和強(qiáng)化傳熱。所述急冷器的殼體11所采用的材料是低于氣化爐耐溫等級的材料，這樣可以大大地節(jié)約成本。本發(fā)明的工作原理如下
該急冷器上端通過法蘭連接氣化爐，急冷器下端通過法蘭與破渣機(jī)或渣閥連接；在工作時(shí)，氣化爐的高溫煤氣和熔渣通過急冷器頂端的高溫煤氣入口 5進(jìn)入，通過急冷器上部耐火磚中空的通道進(jìn)入急冷器；
因?yàn)榧崩渌植计?經(jīng)過急冷水進(jìn)口 4通入水，急冷水分布器2的環(huán)形空腔被填滿形成環(huán)形水腔13，因此高溫煤氣和熔渣在經(jīng)過急冷水噴射孔12的位置時(shí)很容易就被急冷，隨后熔渣被固化并落入下部進(jìn)入水浴，隨后從急冷器下端的下渣口 10排出；高溫煤氣被急冷
5后，沿氣體折流管3向下通過水浴再折流向上，進(jìn)一步冷卻和除塵后，從高溫煤氣出口 6離開急冷器。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器，位于氣化爐下端，其特征礙于包括殼體(11)、急冷水分布器(2)和氣體折流管(3)，急冷水分布器(2)和氣體折流管(3)均設(shè)置與殼體(11)內(nèi)部，氣體折流管(3)位于殼體(11)中間部位；所述殼體(11)外形從上到下的外形依次為上部的圓臺(tái)形封頭、中部的圓筒體部分、下部的倒圓臺(tái)形封頭，上部的圓臺(tái)形封頭內(nèi)設(shè)置有耐火磚支撐板(1 )，耐火磚支撐板(1)用于支撐急冷器上部的耐火磚和氣化爐的耐火磚，耐火磚支撐板(1)通過法蘭連接急冷水分布器(2)；所述急冷水分布器(2)呈中空的倒圓臺(tái)狀， 中空部分為圓柱狀的落渣通道，倒圓臺(tái)狀的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁之間為環(huán)形空腔，外側(cè)壁與設(shè)置于急冷器殼體(11)外側(cè)的急冷水進(jìn)口(4)連通，倒圓臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁上均勻設(shè)置有若干急冷水噴射孔(12)，所述急冷水分布器(2)的底端和氣體折流管(3)的頂端固定連接，連接方式為焊接，所述氣體折流管(3)的主體呈圓筒體狀；所述急冷器的殼體(11)上還設(shè)置有高溫煤氣出口(6)、急冷水出口(9)、液位計(jì)(7)和測溫測壓孔(8)，高溫煤氣出口(6)高于液位計(jì) (7),液位計(jì)(7)高于急冷水出口(9)和測溫測壓孔(S)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷器，其特征在于所述急冷器上下端口均采用法蘭連接方式，上端口通過法蘭連接氣化爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的急冷器，其特征在于所述上部的圓臺(tái)形封頭的上端直徑與氣化爐殼體(11)的直徑相同，圓臺(tái)形封頭的最下端是圓臺(tái)形封頭與圓筒體部分連接的連接處，連接處口徑等于圓筒體部分的直徑；所述圓筒體部分的直徑大于氣化爐的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的急冷器，其特征在于所述下部的倒圓臺(tái)形封頭下端連接破渣機(jī)或渣閥，倒圓臺(tái)形封頭底端的直徑與破渣機(jī)或渣閥的直徑相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的急冷器，其特征在于所述氣體折流管(3)底端的內(nèi)管徑口徑逐漸變大呈喇叭狀，喇叭狀的上端內(nèi)管徑為D3，喇叭狀的下端內(nèi)管徑為D4，D4 > D3，內(nèi)管徑D3與氣體折流管(3)的圓筒體狀的管徑一致，所述喇叭狀的開口夾角為α，α滿足20° < α < 160°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的急冷器，其特征在于所述呈倒圓臺(tái)狀的急冷水分布器(2)的外側(cè)壁與內(nèi)側(cè)壁之間的夾角為β/2，β滿足的范圍為20° < β < 160°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的急冷器，其特征在于所述氣體折流管(3)的主體外部均勻設(shè)置有若干加強(qiáng)筋片(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的急冷器，其特征在于所述急冷器的殼體(11)所采用低于氣化爐耐溫等級的材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的急冷器，其特征在于工作原理為所述急冷器上端通過法蘭連接氣化爐，急冷器下端通過法蘭與破渣機(jī)或渣閥連接；在工作時(shí)，氣化爐的高溫煤氣和熔渣通過急冷器上部耐火磚中空的通道進(jìn)入急冷器；在經(jīng)過急冷水分布器(2)時(shí)，被急冷水噴射孔(12)噴出的水急冷，熔渣被固化并落入下部進(jìn)入水浴，隨后從急冷器下端的下渣口(10)排出；高溫煤氣被急冷后，沿氣體折流管(3)向下通過水浴再折流向上，進(jìn)一步冷卻和除塵后，從高溫煤氣出口(6)離開急冷器。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤化工的氣化爐設(shè)備，特別是應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷器，連接于氣化爐下端，包括殼體和急冷水分布器、氣體折流管；殼體上端內(nèi)設(shè)置有耐火磚支撐板，支撐板經(jīng)法蘭連接急冷水分布器，急冷水分布器下端連接氣體折流管；急冷水分布器呈中空的倒圓臺(tái)狀，倒圓臺(tái)狀的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁之間為環(huán)形空腔，外側(cè)壁與設(shè)置于急冷器殼體外側(cè)的急冷水進(jìn)口連通，倒圓臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁上均勻設(shè)置有若干急冷水噴射孔；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可徹底根除由激冷環(huán)帶來的渣口堵塞問題；帶加強(qiáng)筋片的氣體折流管具較高的抗變強(qiáng)度，可避免內(nèi)外壓差過大引起的變形；殼體采用低于氣化爐耐溫等級的材料，能降低設(shè)備成本，通過較大的持液量和換熱能力可充分冷卻氣體并避免氣體帶水。
文檔編號(hào)C10J3/84GK102382685SQ20111028057
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者張慶, 曹立勇, 王曉亮, 胡蘊(yùn)成 申請人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司