一種氣化爐激冷室的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種氣化爐激冷室，該激冷室包括下降管、旋流噴水管、旋流排氣管和破泡噴水管，所述旋流排氣管設(shè)置于下降管的下端，旋流排氣管的入口與下降管相連，旋流排氣管的出口方向與下降管的切線方向相同。旋流噴水管設(shè)置于激冷室下部，旋流噴水管的入口伸出至激冷室外，旋流噴水管的出口設(shè)置于激冷室內(nèi)，旋流噴水管的出口方向與旋流排氣管的出口方向相同，破泡噴水管周向均布于激冷室上部殼體上，破泡噴水管向激冷室下部液面上均勻噴出高壓灰水或激冷水，達(dá)到破除工藝氣鼓泡的目的，上述組件共同作用實現(xiàn)了粗煤氣在激冷室內(nèi)平穩(wěn)地水浴洗滌、破泡及降溫除塵之目的，同時減少甚至消除了激冷室粗煤氣的帶水、帶灰問題。
【專利說明】一種氣化爐激冷室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水煤漿加壓氣化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種簡單實用的新型水煤漿加壓氣化爐激冷室。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水煤漿加壓氣化裝置的激冷室主要由激冷室殼體、激冷環(huán)、下降管、上升管和渣水池組成。氣化爐燃燒室產(chǎn)生的高溫、高壓粗煤氣通過與激冷室激冷環(huán)噴出的激冷水發(fā)生瞬間的熱質(zhì)傳遞從而達(dá)到快速水浴洗滌、增濕和降溫的目的，溫度大幅度降低的粗煤氣夾帶著煤渣、激冷水順著激冷室的下降管進(jìn)入激冷室的下部，即渣水池中。在下降管外部有一個同軸的上升管，粗煤氣在渣水池進(jìn)一步洗滌、換熱后，絕大部分從下降管與上升管之間的環(huán)隙上升至激冷室頂部，從頂部的粗煤氣出口排出。粗渣則沉積在渣水池底部通過鎖斗排出。
[0003]縱觀當(dāng)前水煤漿加壓氣化爐激冷室的運行情況，激冷環(huán)的結(jié)構(gòu)日趨成熟，正常使用壽命也基本令人滿意。但由下降管和上升管之間的環(huán)隙構(gòu)成的粗煤氣上升通道，卻存在著嚴(yán)重的問題:由于下降管和上升管之間的環(huán)隙截面積有限，使得粗煤氣通過時流速過高，高流速的粗煤氣會夾帶著激冷水進(jìn)入下游設(shè)備，這就會引起激冷室?guī)畤?yán)重，液位不斷下降，進(jìn)而引起粗煤氣帶灰，甚至由于激冷室液位過低導(dǎo)致粗煤氣出口溫度過高而被迫停車。尤其是在氣化爐高負(fù)荷運行的情況下，粗煤氣高速進(jìn)入激冷室下部的渣水池后以大型鼓泡的方式排出，由于粗煤氣流速高，鼓泡體積大，粗煤氣與渣水接觸面積小，造成傳熱和傳質(zhì)效果嚴(yán)重降低，進(jìn)而會使鼓泡破裂后的粗煤氣出現(xiàn)帶灰、帶水的情況。
[0004]另一方面，由于大部分粗煤氣是通過上升管與下降管之間的環(huán)隙進(jìn)入激冷室頂部，進(jìn)而通過粗煤氣出口排出，同時僅有很小一部分粗煤氣是經(jīng)過上升管與激冷室之間的空隙進(jìn)入激冷室頂部。上升管的存在使得激冷室與上升管之間的液位保持了一個穩(wěn)定狀態(tài)，便于人員判斷和操作，但同時也降低了激冷室的洗滌空間和粗煤氣的流通空間，造成激冷室粗煤氣較為嚴(yán)重的帶水問題。
[0005]目前，氣化爐激冷室粗煤氣帶水導(dǎo)致的液位難以控制、激冷水流量劇增、粗煤氣帶灰、激冷-洗滌水系統(tǒng)難以平衡、氣化爐高負(fù)荷運行困難等問題已經(jīng)成為激冷流程廠家的普遍問題，對氣化爐的正常運行產(chǎn)生了較大的影響。
[0006]為解決上述問題，中國專利申請201110309940.5提供了一種旋轉(zhuǎn)破泡裝置，但該發(fā)明并不適用于氣化爐激冷室內(nèi)含有大量灰、渣的實際情況，因為這會導(dǎo)致浸沒在渣水池中的旋轉(zhuǎn)運動構(gòu)件磨蝕嚴(yán)重，灰渣或結(jié)垢還會卡塞旋轉(zhuǎn)件的軸承等部件，另外夾帶灰渣的高速氣流對浸沒在渣水池中各部件的沖擊也會對該旋轉(zhuǎn)破泡裝置造成致命的影響，根本無法保證使旋轉(zhuǎn)破泡裝置在激冷室內(nèi)的長期穩(wěn)定運行。目前的現(xiàn)實是，即使最常用、最成熟、結(jié)構(gòu)也最簡單的上升管，由于高速氣流的沖擊震動很大，尚且會出現(xiàn)上升管脫落的事故，更何況結(jié)構(gòu)復(fù)雜且有運動部件的旋轉(zhuǎn)破泡裝置。
[0007]神華集團(tuán)有限責(zé)任公司申請的《氣化爐及激冷室》發(fā)明專利201210125775.2，公開了一種新型結(jié)構(gòu)的激冷室。但該發(fā)明并不適用于激冷室內(nèi)含灰渣量高、氣流沖擊力大的實際情況。由于該發(fā)明中的散氣網(wǎng)很容易被激冷室內(nèi)大顆粒渣或結(jié)垢堵塞，造成粗煤氣上升時通道面積減小，不但會導(dǎo)致布?xì)馔矒p壞，也同樣會引起粗煤氣帶水、帶灰的情況。
[0008]從水煤漿加壓氣化爐激冷室多年的運行情況來看，由于激冷室內(nèi)灰渣含量大，水中鈣鎂離子含量高，在激冷室內(nèi)設(shè)計運動部件或用絲網(wǎng)類部件來降低粗煤氣帶水、帶灰現(xiàn)象是不合適的。另外，粗煤氣流速高、沖擊力大，激冷室內(nèi)的部件應(yīng)該是越簡單、越少越好，以便延長激冷室的連續(xù)運行時間，減少停車頻率，降低檢修工作量。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種氣化爐激冷室，實現(xiàn)了對粗煤氣的水浴洗滌、降溫除塵的效果，同時減少甚至消除了來自激冷室粗煤氣的帶水、帶灰問題。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
[0011]一種氣化爐激冷室，該激冷室包括下降管、旋流噴水管和旋流排氣管，所述旋流排氣管設(shè)置于下降管的下端，旋流排氣管的入口與下降管相連，旋流排氣管的出口方向與下降管的切線方向相同，旋流噴水管設(shè)置于激冷室的下部，旋流噴水管的入口伸出至激冷室夕卜，旋流噴水管的出口設(shè)置于激冷室內(nèi)，旋流噴水管的出口方向與旋流排氣管的出口方向相同。
[0012]所述下降管的下沿為鋸齒形，下降管的下沿與激冷室下沿環(huán)焊縫的距離為1000 ?2500mm。
[0013]所述激冷室還包括支撐板，下降管的上部與激冷室的激冷環(huán)焊接，下降管的下部通過支撐板與激冷室的殼體連接。
[0014]所述激冷室還包括I?2層沿激冷室的殼體的周向均布的破泡噴水管，破泡噴水管安裝在激冷室的殼體上，每層破泡噴水管的數(shù)量為4?8根，破泡噴水管朝向激冷室底部的一側(cè)均勻分布有若干列噴水孔，噴水孔的直徑為5?20_。
[0015]最下一層破泡噴水管的安裝高度高于激冷室液面500?2500mm，上下兩層破泡噴水管交錯分布，上下兩層破泡噴水管之間的垂直距離為100?2000mm。
[0016]所述破泡噴水管的一端與激冷室的殼體用法蘭連接，另一端盡量接近下降管的外表面但不實際接觸，并用盲法蘭盲死。
[0017]所述旋流排氣管的直徑為50?200mm，旋流排氣管的總數(shù)為4?12個，旋流排氣管沿下降管的圓周均布，旋流排氣管距下降管的下沿100?1500mm。
[0018]所述旋流排氣管按一層或多層進(jìn)行布置，旋流排氣管均應(yīng)沒入激冷室液面以下100 ?1000mm。
[0019]所述旋流噴水管對稱設(shè)置在激冷室的殼體上，旋流噴水管的總數(shù)為2?8個。
[0020]本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0021]本實用新型所述激冷室取消了上升管，使粗煤氣的上升通道大幅擴展，降低了粗煤氣的流速，進(jìn)而明顯減少了粗煤氣帶水、帶灰的數(shù)量。
[0022]與此同時，本實用新型并未在激冷室內(nèi)安裝其它運動部件，僅采用了數(shù)個固定的旋流排氣管和旋流噴水管使得激冷室內(nèi)的渣水旋轉(zhuǎn)起來，同時從下降管下沿向四周噴出的粗煤氣又會使渣水形成以下降管為中心的徑向流動，旋轉(zhuǎn)的渣水與徑向流動的渣水通過互相擠壓破碎的方式阻止了粗煤氣在渣水中形成穩(wěn)定的大型鼓泡，使粗煤氣能夠以較小的鼓泡從激冷室渣水池排出，同時可以從破泡噴水管噴出溫度較低的高壓灰水用以不斷刺破粗煤氣鼓出的氣泡，進(jìn)一步降低了粗煤氣穿過渣水池時鼓泡嚴(yán)重帶來的一系列問題，不僅提高了粗煤氣與渣水之間的熱質(zhì)傳遞效果，也提高了水浴洗滌、降溫除塵的效果。
[0023]另外，本實用新型可以采用固定的噴管(旋流排氣管和旋流噴水管)分別從激冷室切向噴出粗煤氣和鎖斗循環(huán)水，在渣水池中形成了旋轉(zhuǎn)渦流，使渣水中的煤渣顆粒碰撞聚合，在向心力的作用下快速沉積在激冷室底部中心位置，并通過鎖斗排出，防止了大塊煤渣在激冷室底部架橋造成堵渣。而同時激冷室底部邊緣的渣水相對較干凈，不會因為大量煤渣進(jìn)入黑水管線導(dǎo)致管線被堵塞或閥門磨蝕等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型實施例的氣化爐激冷室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1所示激冷室A-A截面示意圖；
[0026]圖3是圖1所示激冷室B-B截面示意圖；
[0027]圖4是圖1所示激冷室C-C截面示意圖；
[0028]圖中:I一激冷環(huán)、2—激冷環(huán)供水管、3—下降管、4一破泡噴水管、5—旋流排氣管、6—支撐板、7—激冷室殼體、8—旋流噴水管、9一粗煤氣出口。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0030]參見圖1-圖4，本實用新型所述激冷室包括下降管3以及用于使激冷室內(nèi)的渣水旋轉(zhuǎn)的旋流噴水管8和旋流排氣管5，所述下降管3的下沿為鋸齒形，下降管3的下沿與激冷室下沿環(huán)焊縫的距離為1000?2500mm，所述旋流排氣管5設(shè)置于下降管3的下端，旋流排氣管5的入口與下降管3相連，旋流排氣管5的出口方向與下降管3的切線方向相同，旋流噴水管8設(shè)置于激冷室的下部,旋流噴水管8的入口伸出至激冷室外,旋流噴水管8的出口設(shè)置于激冷室內(nèi)，旋流噴水管8的出口方向與旋流排氣管5的出口方向相同，粗煤氣出口9設(shè)置于激冷室的側(cè)上部。
[0031]所述旋流排氣管5的直徑為50?200mm，旋流排氣管5的總數(shù)為4?12個，旋流排氣管5沿下降管3的圓周均布，旋流排氣管5距下降管3的下沿100?1500mm。所述旋流排氣管5按一層或多層進(jìn)行布置，旋流排氣管5均應(yīng)沒入激冷室液面以下100?1000mm。
[0032]所述旋流噴水管8對稱設(shè)置在激冷室的殼體上，旋流噴水管8的總數(shù)為2?8個。
[0033]所述激冷室還包括支撐板6，下降管3的上部與激冷室的激冷環(huán)I焊接，下降管3的下部通過支撐板6與激冷室的殼體固定連接。
[0034]所述激冷室還包括I?2層沿激冷室的殼體的周向均布的破泡噴水管4，破泡噴水管4安裝在激冷環(huán)供水管2下部的激冷室的殼體上，每層破泡噴水管4的數(shù)量為4?8根，破泡噴水管4朝向激冷室底部的一側(cè)均勻分布有若干列噴水孔，噴水孔的直徑為5?20_。最下一層破泡噴水管4的安裝高度高于激冷室液面500?2500mm，上下兩層破泡噴水管4交錯分布，上下兩層破泡噴水管4之間的垂直距離為100?2000mm。所述破泡噴水管4的一端與激冷室的殼體用法蘭固定連接，另一端盡量接近下降管3的外表面但不實際接觸，并且破泡噴水管的另一端用盲法蘭盲死。
[0035]所述旋流噴水管的入口與鎖斗循環(huán)水泵相連。
[0036]實施例
[0037]參見圖1-圖4，一種新型的水煤漿加壓氣化爐激冷室，該激冷室主要包括激冷室頂部的激冷環(huán)1、激冷室殼體7、粗煤氣出口 9、下降管3、旋流排氣管5、破泡噴水管4和旋流噴水管8等。
[0038]在本實施方式中，取消了與下降管3同軸的上升管，由于同時取消了上升管與下降管3之間的定位塊，因此需要在下降管3下部增加4?8個均布的支撐板6，支撐板6將下降管3與激冷室殼體7固定連接，以增加下降管3的剛度，防止大流量粗煤氣通過時的震動對下降管3造成損傷。
[0039]下降管浸沒入激冷室液面以下100?IOOOmm的部分均勻分布有4?12個旋流排氣管5，可設(shè)一層或多層，旋流排氣管5與下降管3通過焊接或法蘭連接，其內(nèi)沿與下降管內(nèi)表面平齊，不能突出于下降管內(nèi)表面。旋流排氣管5的出口走向應(yīng)平行于下降管3的切線方向，使排出的粗煤氣按照順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，以便于從旋流排氣管5噴出的粗煤氣推動渣水形成旋流。旋流排氣管5直徑優(yōu)選為50?200mm，防止堵渣的同時也避免過大的開孔降低下降管3的剛度和強度。
[0040]下降管3應(yīng)沒入激冷室液面以下，且其下沿與激冷室下沿環(huán)焊縫距離為1，000?2，500mm,下降管3下沿為鋸齒形，可使得粗煤氣從下降管3內(nèi)向四周噴出時分布均勻，減小大型鼓泡形成的同時也降低了由于氣流反作用力不均導(dǎo)致的震動。
[0041]激冷室的錐形底部的殼體上對稱設(shè)置2?8個、直徑50?200mm的旋流噴水管8，旋流噴水管8與激冷室殼體7通過焊接或法蘭連接固定，其出水口的走向應(yīng)平行于激冷室錐形殼體的切線方向，并與旋流排氣管5氣流走向一致，便于共同作用推動渣水形成走向一致的旋流。旋流噴水管8可以單獨設(shè)置，也可以由鎖斗循環(huán)水口改造而成，其所噴入激冷室的水來自于鎖斗循環(huán)水泵。
[0042]破泡噴水管4安裝在激冷環(huán)供水管2下部的激冷室殼體7上，每層數(shù)量4?8根，均布，層數(shù)不易過多，一般設(shè)置I?2層。若不止一層破泡噴水管4，則上下兩層破泡噴水管4應(yīng)均勻交錯分布，上下兩層破泡噴水管4之間的垂直距離為100?2，000mm。破泡噴水管4 一頭用法蘭或焊接方式與激冷室殼體7固定連接，另一頭盡量接近下降管3外表面但不實際接觸，并用盲法蘭盲死。注意破泡噴水管4距離激冷室液面不能過高(在激冷室液面以上500?2，500mm),以防止高流速的粗煤氣將其噴射出的水柱吹散。在激冷室殼體7相應(yīng)部位開同等數(shù)量和直徑的進(jìn)水口，安裝為破泡噴水管4供水的短管。破泡噴水管4朝向激冷室下部的一側(cè)開一列或數(shù)列噴水孔，噴水孔均勻分布，直徑優(yōu)選為5?20mm。注意破泡噴水管噴射出的水柱在進(jìn)入渣水之前不能直接沖刷激冷室內(nèi)壁或下降管外壁。
[0043]給破泡噴水管的供水優(yōu)選來自高壓灰水泵的高壓灰水，也可以使用激冷水。但前者由于溫度低，水質(zhì)好，破泡和洗滌效果要高于后者。
[0044]本實施方式的優(yōu)點如下:
[0045](I)從下降管下沿鋸齒形缺口噴射出來的粗煤氣推動激冷室的渣水以下降管為中心形成徑向流動，同時由于旋流排氣管排出的氣流與旋流噴水管噴出的鎖斗循環(huán)水共同推動激冷室渣水池的渣水形成了旋流，不同流向的渣水互相撞擊使得粗煤氣在渣水中鼓出的大型氣泡破碎變小，增加了粗煤氣與渣水的接觸面積和接觸時間，改善了對粗煤氣的水浴洗滌、降溫除塵的效果。
[0046](2)在激冷室上部設(shè)置了破泡噴水管，高速噴射而下的水柱進(jìn)一步加強了對渣水中鼓出的大型氣泡的破碎作用，使粗煤氣在渣水中不能形成大型鼓泡或者提前破碎大型鼓泡，進(jìn)一步增加了粗煤氣與渣水的接觸面積和接觸時間，進(jìn)一步提高對粗煤氣的水浴洗滌、降溫除塵的效果，也降低了粗煤氣帶水帶灰的可能性。
[0047](3)取消了上升管結(jié)構(gòu)，使得粗煤氣的上升通道大幅擴展，降低了粗煤氣的流速，進(jìn)一步降低了粗煤氣帶水、帶灰的數(shù)量。
[0048](4)旋流排氣管和旋流噴水管的設(shè)計使洛水在激冷室洛水池內(nèi)形成旋流,除了有上述(I)中的好處外，旋轉(zhuǎn)的水流還增加了激冷室內(nèi)液面的的穩(wěn)定性，有效減少了由于激冷室內(nèi)粗煤氣鼓泡翻騰導(dǎo)致液位不穩(wěn)定、誤報警甚至聯(lián)鎖停車情況的出現(xiàn)。
[0049](5)旋流排氣管和旋流噴水管的設(shè)計在激冷室渣水池內(nèi)形成了渣水旋流。由于向心力的作用，渣水中的煤渣顆粒碰撞聚合，能夠快速沉積在激冷室底部中心位置，并通過鎖斗排出，可有效防止激冷室底部煤渣架橋造成堵渣的情況出現(xiàn)。同時由于上述原因，渣水池邊緣的渣水相對較干凈，可有效防止大量煤渣進(jìn)入黑水管線，進(jìn)而大大減少黑水管線被堵塞或閥門磨蝕等問題的出現(xiàn)。
[0050](6)結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定。
[0051]以上所述僅為本實用新型優(yōu)選的實施方式，并不用于限制本實用新型。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種變更和組合，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣化爐激冷室，其特征在于:該激冷室包括下降管(3)、旋流噴水管(8)和旋流排氣管(5)，所述旋流排氣管(5)設(shè)置于下降管(3)的下端，旋流排氣管(5)的入口與下降管(3)相連，旋流排氣管(5)的出口方向與下降管(3)的切線方向相同，旋流噴水管(8)設(shè)置于激冷室的下部，旋流噴水管(8)的入口伸出至激冷室外，旋流噴水管(8)的出口設(shè)置于激冷室內(nèi)，旋流噴水管(8 )的出口方向與旋流排氣管(5 )的出口方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述下降管(3)的下沿為鋸齒形，下降管(3)的下沿與激冷室下沿環(huán)焊縫的距離為1000?2500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述激冷室還包括支撐板(6 )，下降管(3 )的上部與激冷室的激冷環(huán)(I)焊接，下降管(3 )的下部通過支撐板(6 )與激冷室的殼體連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述激冷室還包括I?2層沿激冷室的殼體的周向均布的破泡噴水管(4)，破泡噴水管(4)安裝在激冷室的殼體上，每層破泡噴水管(4)的數(shù)量為4?8根，破泡噴水管(4)朝向激冷室底部的一側(cè)均勻分布有若干列噴水孔，噴水孔的直徑為5?20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:最下一層破泡噴水管(4)的安裝高度高于激冷室液面500?2500mm，上下兩層破泡噴水管(4)交錯分布，上下兩層破泡噴水管(4)之間的垂直距離為100?2000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述破泡噴水管(4)的一端與激冷室的殼體用法蘭連接，另一端盡量接近下降管(3)的外表面但不實際接觸，并用盲法蘭盲死。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述旋流排氣管(5)的直徑為50?200mm,旋流排氣管(5)的總數(shù)為4?12個,旋流排氣管(5)沿下降管(3)的圓周均布，旋流排氣管(5)距下降管(3)的下沿100?1500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述旋流排氣管(5)按一層或多層進(jìn)行布置，旋流排氣管(5)均應(yīng)沒入激冷室液面以下100?1000mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種氣化爐激冷室，其特征在于:所述旋流噴水管(8)對稱設(shè)置在激冷室的殼體上，旋流噴水管(8)的總數(shù)為2?8個。
【文檔編號】C10J3/84GK203411515SQ201320423739
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】胡軍印, 呂春成, 趙紅濤, 鄭小勛, 李佐鵬, 楊士超, 皮紅星, 趙引師, 陳昱, 王濤 申請人:陜西延長中煤榆林能源化工有限公司