專利名稱：氣化爐激冷環(huán)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣化含碳物質(zhì)以生成合成氣的氣化爐的激冷環(huán)，具體涉及含碳物質(zhì)漿態(tài)(如，水煤漿、石油焦?jié){、污泥、廢液等)或粉態(tài)(如，粉煤、固體廢棄物、生物質(zhì)等)進料的氣化爐激冷環(huán)結構。
背景技術：
使用氣化爐生產(chǎn)合成氣的技術，通常在相對較高溫度下加壓使含碳物質(zhì)部分氧化，得到的反應產(chǎn)物包括所希望的合成氣和由無機氧化物以及一定量未被氧化的含碳物質(zhì)組成的熔融態(tài)灰渣。為實現(xiàn)合成氣冷卻降溫、熔融態(tài)灰渣凝固并與合成氣分離的工藝要求，主要方法是將含合成氣的熱產(chǎn)出物與來自激冷環(huán)的冷卻劑充分接觸。高溫的含合成氣的熱產(chǎn)出物通過輻射和對流作用將熱量傳給下降管內(nèi)壁形成液膜流下的冷卻劑，使液膜內(nèi)的冷卻劑部分汽化后融入合成氣，促使合成氣溫度急劇降低并增濕，冷卻劑量要保持充分，即便液膜內(nèi)的冷卻劑不斷蒸發(fā)，但液膜依然存在且均布在下降管內(nèi)壁。故，來自激冷環(huán)的冷卻劑的作用主要有兩點，一是洗滌并冷卻含合成氣的熱產(chǎn)出物；二是保護激冷環(huán)和下降管，使其免受高溫沖擊損壞。但現(xiàn)有的激冷環(huán)結構在實際生產(chǎn)應用中存在諸多缺陷，如，激冷環(huán)因內(nèi)部流道設置原因導致冷卻劑流動不穩(wěn)定，產(chǎn)生氣泡夾帶，形成局部超溫區(qū)，導致金屬在高溫熱應力作用下出現(xiàn)表面裂紋、甚至局部穿孔；激冷環(huán)內(nèi)部流道設置不合理，導致激冷環(huán)內(nèi)壁遭冷卻劑沖刷嚴重；激冷環(huán)出水口因局部堵塞或變形導致由此處形成冷卻劑液膜未能均勻分布，下降管表面液膜斷流，導致下降管變形、穿孔現(xiàn)象，嚴重影響了氣化爐的穩(wěn)定、連續(xù)、長周期運行，因此，生產(chǎn)單位急需一種長在線時間的高效激冷環(huán)，以有效提高氣化爐的效益與競爭力。
發(fā)明內(nèi)容·本實用新型提供一種氣化爐激冷環(huán)，以解決背景技術中存在的技術問題。為此，本實用新型的一種氣化爐激冷環(huán)，為中空環(huán)體，所述環(huán)體內(nèi)部具有空腔，下降管延伸段分隔所述空腔，所述下降管延伸段的一側為冷卻劑分布室，冷卻劑進口連通所述冷卻劑分布室，所述下降管延伸段另一側為平衡內(nèi)環(huán)和套于所述平衡內(nèi)環(huán)外的導流外環(huán)，于所述平衡內(nèi)環(huán)內(nèi)形成內(nèi)環(huán)平衡區(qū)，于所述平衡內(nèi)環(huán)和所述導流外環(huán)之間形成外環(huán)導流區(qū)，所述下降管延伸段于所述內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)設有內(nèi)環(huán)進水孔，所述下降管延伸段于所述外環(huán)導流區(qū)內(nèi)設有外環(huán)進水孔，所述平衡內(nèi)環(huán)上設有平衡孔，所述導流外環(huán)與所述下降管延伸段下方相接處開設有環(huán)形間隙出水口。其中，所述導流外環(huán)呈梯形，厚度為2_30mm。其中，所述平衡內(nèi)環(huán)呈圓形，厚度為2_30mm。其中，所述平衡內(nèi)環(huán)上下側均設有所述平衡孔。其中，所述環(huán)形間隙出水口的寬度為l_50mm。[0011 ] 其中，所述環(huán)形間隙出水口側面設有定位塊。其中，所述定位塊的個數(shù)為四的整數(shù)倍。其中，所述定位塊沿所述環(huán)形間隙出水口均勻分布。本實用新型的氣化爐激冷環(huán)，能夠抵抗高溫作用和熱震，能有效分配冷卻劑形成液膜，保護下降管抵御含合成氣的高溫熱產(chǎn)出物的侵蝕，提供足夠的冷卻劑接觸面積為合成氣的降溫及灰渣的固化分離創(chuàng)造條件，以滿足生產(chǎn)單位的需求，達到了有益的技術效果。

圖1是氣化爐的縱向剖視圖；圖2是本實用新型的結構剖視圖。附圖標記說明1、底部水?。?、激冷區(qū)；3、液膜；4、下降管；5、氣化爐激冷環(huán)；6、反應區(qū)；7、合成氣出口 ；5-1、導流外環(huán)；5-2、平衡內(nèi)環(huán)；5-3、下降管延伸段；5-4、冷卻劑進口 ；5_5、冷卻劑分布室；5-6、定位塊；5-7、平衡孔；5-8、環(huán)形間隙出水口 ；5-9、外環(huán)進水孔；5_10內(nèi)環(huán)進水孔。
具體實施方式
為了使本實用新型的形狀、構造 以及特點能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實施例并結合附圖進行詳細說明。如圖1所示，所考慮的氣化爐類型，主要包括在氣化劑作用下使含碳物質(zhì)發(fā)生部分氧化作用的反應區(qū)6，反應區(qū)6內(nèi)生成的包含合成氣的熱產(chǎn)出物經(jīng)下降管4導流在底部水浴I中洗滌。氣化爐激冷環(huán)5設于下降管4頂端，并在下降管4壁面形成冷卻劑的液膜3。合成氣經(jīng)過激冷區(qū)2激冷后由合成氣出口 7排出，進入下游工序進一步加工。熔融態(tài)灰渣進入底部水浴I凝固并受重力作用逐漸下降沉積在激冷區(qū)2底部，經(jīng)收集后的灰渣將被定期排出氣化爐。氣化爐激冷環(huán)5為中空環(huán)體結構，其中心軸線與氣化爐中心軸線重合的固定在氣化爐內(nèi)。所述環(huán)體內(nèi)部具有空腔，下降管延伸段5-3分隔該空腔，如圖2所示。下降管延伸段5-3 —側為冷卻劑分布室5-5，冷卻劑進口 5-4連通該冷卻劑分布室5-5。冷卻劑進口5-4中的冷卻劑流速為0.5-30m/s。下降管延伸段5-3另一側為平衡內(nèi)環(huán)5-2和套于平衡內(nèi)環(huán)5_2外的導流外環(huán)5_1。于平衡內(nèi)環(huán)5-2內(nèi)形成內(nèi)環(huán)平衡區(qū)，于平衡內(nèi)環(huán)5-2和導流外環(huán)5-1之間形成外環(huán)導流區(qū)。優(yōu)選的，導流外環(huán)5-1呈梯形結構，其厚度范圍為2-30mm。平衡內(nèi)環(huán)5_2呈圓形結構，其厚度范圍為2-30mm。下降管延伸段5-3上于內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)設有內(nèi)環(huán)進水孔5-10，下降管延伸段5_3上于外環(huán)導流區(qū)內(nèi)設有外環(huán)進水孔5-9，使冷卻劑由冷卻劑分布室5-5分別流向外環(huán)導流區(qū)和內(nèi)環(huán)平衡區(qū)。根據(jù)需要在平衡內(nèi)環(huán)5-2上設置一個及以上的平衡孔5-7，使得內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)的冷卻劑能夠從該平衡孔5-7噴射進入外環(huán)導流區(qū)。優(yōu)選的在平衡內(nèi)環(huán)5-2上下側均設置平衡孔5-7。導流外環(huán)5-1與下降管延伸段5-3下方相接處開設有環(huán)形間隙出水口 5-8，使得冷卻劑能夠由環(huán)形間隙出水口 5-8順下降管延伸段5-3流下。環(huán)形間隙出水口 5-8的間隙寬度為1-50_。環(huán)形間隙出水口 5-8側面設有四的整數(shù)倍個定位塊5-6，沿環(huán)形間隙出水口5-8均勻分布。激冷環(huán)5的主要工作原理是:冷卻劑由冷卻劑進口 5-4進入冷卻劑分布室5-5內(nèi)，并在冷卻劑分布室5-5內(nèi)分為兩路:一路由下降管延伸段5-3上的外環(huán)進水孔5-9進入外環(huán)導流區(qū)；另一路由下降管延伸段5-3上的內(nèi)環(huán)進水孔5-10進入內(nèi)環(huán)平衡區(qū)。內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)的冷卻劑經(jīng)由平衡孔5-7噴射進入外環(huán)導流區(qū)，外環(huán)導流區(qū)的冷卻劑在外環(huán)導流區(qū)內(nèi)均勻分布，并沿環(huán)形間隙出水口 5-8流出。冷卻劑沿下降管4管壁呈液膜3流下，在此過程中，傳質(zhì)與傳熱過程同時進行，二者相互影響相互制約，實現(xiàn)對下降管4通道內(nèi)的含合成氣的熱產(chǎn)出物進行冷卻和增濕，保護下降管4不因高溫產(chǎn)生變形甚至穿孔。由于呈梯形結構的導流外環(huán)5-1提供了足夠的流通空間以及平衡孔5-7噴射的冷卻劑的分散作用，沿導流外環(huán)5-1與平衡內(nèi)環(huán)5-2間通道流動的冷卻劑流不會集中沖刷激冷環(huán)結構上某一點而導致穿孔。而且沿導流外環(huán)5-1與平衡內(nèi)環(huán)5-2間通道流動的冷卻劑在通道內(nèi)將形成環(huán)流，使冷卻劑夾帶的氣泡以及水垢等異物不易附著在通道表面，防止了由于氣泡存在引起導流外環(huán)5-1局部內(nèi)外壁溫差過大，或水垢等異物堵塞通道；并且使下降管4壁面的液膜3呈螺旋線形下流，避免了下降管4表面液膜3斷流導致的下降管變形、穿孔現(xiàn)象。另外，定位塊5-6的設置有利于防止環(huán)形間隙出水口 5-8在高溫下扭曲變形，進而降低因冷卻劑沿環(huán)隙長度流量降低對下降管4帶來的不利影響。綜上所述，本實用新型可以使冷卻劑在激冷環(huán)內(nèi)均勻分布，減少了激冷環(huán)堵塞的風險，并在下降管表面形成均勻的冷卻劑液膜，大大減小了因冷卻劑液膜斷流引起的下降管變形、穿孔現(xiàn)象，延長了激冷環(huán)和下降管在線時間，延長了氣化爐的運轉周期，保證氣化爐穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)單位的需求，提高了生產(chǎn)效益。
以上對本實用新型的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術人員理解，在權利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，為中空環(huán)體，所述環(huán)體內(nèi)部具有空腔，下降管延伸段分隔所述空腔，所述下降管延伸段的一側為冷卻劑分布室，冷卻劑進口連通所述冷卻劑分布室，所述下降管延伸段另一側為平衡內(nèi)環(huán)和套于所述平衡內(nèi)環(huán)外的導流外環(huán)，于所述平衡內(nèi)環(huán)內(nèi)形成內(nèi)環(huán)平衡區(qū)，于所述平衡內(nèi)環(huán)和所述導流外環(huán)之間形成外環(huán)導流區(qū)，所述下降管延伸段于所述內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)設有內(nèi)環(huán)進水孔，所述下降管延伸段于所述外環(huán)導流區(qū)內(nèi)設有外環(huán)進水孔，所述平衡內(nèi)環(huán)上設有平衡孔，所述導流外環(huán)與所述下降管延伸段下方相接處開設有環(huán)形間隙出水口。
2.如權利要求1所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述導流外環(huán)呈梯形，厚度為2-30mmo
3.如權利要求1所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述平衡內(nèi)環(huán)呈圓形，厚度為2-30mmo
4.如權利要求1所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述平衡內(nèi)環(huán)上下側均設有所述平衡孔。
5.如權利要求1所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形間隙出水口的寬度為l-50mmo
6.如權利要求1所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述環(huán)形間隙出水口側面設有定位塊。
7.如權利要求6所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述定位塊的個數(shù)為四的整數(shù)倍。
8.如權利要求7所述的氣化爐激冷環(huán)，其特征在于，所述定位塊沿所述環(huán)形間隙出水口均勻分布。
專利摘要一種氣化爐激冷環(huán)，為中空環(huán)體，所述環(huán)體內(nèi)部具有空腔，下降管延伸段分隔所述空腔，所述下降管延伸段的一側為冷卻劑分布室，冷卻劑進口連通所述冷卻劑分布室，所述下降管延伸段另一側為平衡內(nèi)環(huán)和套于所述平衡內(nèi)環(huán)外的導流外環(huán)，于所述平衡內(nèi)環(huán)內(nèi)形成內(nèi)環(huán)平衡區(qū)，于所述平衡內(nèi)環(huán)和所述導流外環(huán)之間形成外環(huán)導流區(qū)，所述下降管延伸段于所述內(nèi)環(huán)平衡區(qū)內(nèi)設有內(nèi)環(huán)進水孔，所述下降管延伸段于所述外環(huán)導流區(qū)內(nèi)設有外環(huán)進水孔，所述平衡內(nèi)環(huán)上設有平衡孔，所述導流外環(huán)與所述下降管延伸段下方相接處設有環(huán)形間隙出水口。本實用新型使冷卻劑在激冷環(huán)內(nèi)分布均勻，降低激冷環(huán)破壞和堵塞的風險，延長了激冷環(huán)和下降管在線時間，延長了氣化爐的運轉周期。
文檔編號C10J3/72GK203096006SQ201220730199
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者隋建偉, 王琥, 郭慧波, 韋劉軻, 王國峰, 王秋楓, 楊小艷 申請人:中國寰球工程公司