CN1032811A - 水槽润湿装置 - Google Patents

Abstract

一种在不同条件(如不同种类的煤)下操作的煤 的气化发生器下面的水槽中润湿焦炭和炉渣的方法 及装置。该装置采用供有水和润湿剂的导管，具有可 更换的、带螺纹的喷嘴以润湿炉渣，便于除去具有特 定润湿特性的各种炉渣。

Description

本发明涉及在水槽中润湿焦炭和炉渣的方法及装置。

更详细地说，本发明涉及在煤的气化反应器下面的水槽中润湿焦炭和炉渣的方法及装置。

常用的使煤的气化反应器出来的熔融炉渣骤冷的系统一般采用多孔环形导管，以便从导管中无规则地喷射出油，使炉渣在下面的水槽中润湿并下沉，例如美国专利说明书第4，425，254和4，323，366号所公开的就是这种方法。这类系统所采用的多孔导管的孔数对于每种所选定的具有特定的润湿特性的煤来说是固定的，而且每个孔的直径和喷射角也是固定的。

不同的操作条件，如被气化的煤的种类，会改变未气化的炉渣和焦炭的炭粒的润湿特性。这样，当操作条件改变时，如采用常用的骤冷系统就需要更换全部环形导管装置。

然而，如果能提供一种易于调节以适用于产生特有量的焦炭和炉渣的不同种类煤的不同润湿特性的骤冷系统，那么煤的气化工序的操作就较为灵活了，操作条件可以在较大的范围内变动。

正因此，本发明的目的就是提供一种能解决上述问题的在水槽中润湿焦炭和炉渣的方法及装置。

因此本发明提供一种在水槽中润湿焦炭和炉渣的方法，该方法的特点在于包括以下步骤：

（a）选择喷嘴的构造形式，使其足以润湿所述的焦炭和炉渣;

（b）安装步骤（a）所选定的喷嘴;

（c）喷射至少一种流体以润湿所述的焦炭和炉渣;

（d）在所述的水槽中润湿所述的炭和炉渣;

（e）使所述的焦炭和炉渣在所述的水槽中下沉;

（f）从所述的水槽中除去焦炭和炉渣。

本发明还提供了一种在水槽中润湿焦炭和炉渣的装置，该装置的特点在于具有：

选择足以润湿所述的焦炭和炉渣的喷嘴构造形式的装置;

安装选定的喷嘴的装置;

使至少一种流体从具有至少一排可更换的喷嘴的环形导管中喷射出来以润湿所述的焦炭和炉渣的装置;

在所述的水槽中润湿所述的焦炭和炉渣的装置;

使所述的焦炭和炉渣在所述的水槽中下沉的装置;

从所述的水槽中除去所述的焦炭和炉渣的装置。

正如上面已指出的那样，本发明尤其涉及在产生合成气的煤的气化发生器（以下简称气化器）下面的水槽中润湿焦炭和炉渣的方法及装置。

产生合成气的方法是使有机的或含碳燃料（例如煤）在有氧或含氧气体存在的情况下在800～2000℃的较高温度和约1～200巴的压力下在气化器内进行部分燃烧。蒸汽、一氧化碳、二氧化碳和含氧气体（包括空气、富氧空气和氧）可被氮和（或）其它惰性气体稀释。

可以进行完全燃烧或部分燃烧，燃烧的目的是产生供发电用的合成气。

在本发明中，作为无机的不燃物质的灰分是在矿物燃料过程中从燃料中分离出来的。根据燃烧时操作条件（特别是温度和燃料的品质）的不同，灰分可以是主要处于固态（以下称为焦炭）或液态（以下称为炉渣）或二者的组合。焦炭和炉渣从气化器的卸料口（常称为出渣孔）放出，一般收集在气化器的出渣孔下面的水槽中。焦炭和炉渣都在水槽中冷却，炉渣固化，然后将焦炭和炉渣放出。

本技术领域的专业人员都认识到，改变操作条件（如温度，燃料的品质和种类）会使焦炭和炉渣的润湿特性和数量发生变化。结果除去焦炭和炉渣的条件也发生变化。

本发明涉及在水槽中润湿焦炭和炉渣以便于使焦炭和炉渣与水分离。环形导管中含有水，还可有润湿剂。环形导管上有带螺纹的孔，以便根据焦炭和炉渣的润湿特性而改变喷嘴的结构形式。

本发明的一个优点是能根据已确定的焦炭和炉渣的润湿特性而调节焦炭和炉渣在水槽中的润湿作用。

虽然下面主要是对本发明在煤粒方面的应用进行描述，但本发明的方法和装置也适用于其它催化的或细碎的活性固体粒子，例如可以燃烧的这类固体粒子，如褐煤、无烟煤、褐烟煤、烟灰、石油焦炭等等。含碳燃料固体的大小最好是约占燃料重量的90%的颗粒小于ASTM6号筛孔。

下面以附图为例对本发明作更为详细的描述，附图中：

图1为本发明的装置的截面图;

图2说明图1的装置中所用喷嘴构造形式的冲击角;

图3为图2所用的喷嘴构造形式的截面;

图4为另一种可用的喷嘴构造形式的截面;

图5为一种有利的喷嘴构造形式的俯视图。

附图属于工艺流程图性质，图中未画出泵、压缩机、清洗装置等辅助设备。

在图1中，用于在水槽15中润湿焦炭和炉渣11的装置（如导管26），一般包括足以润湿焦炭和炉渣11的喷嘴（详见图2）。为了清晰起见，图上未画出气化器的具体细节。选择喷嘴构造形式时所考虑的因素包括喷嘴12的直径、经导管26喷射出来的水（还可能包括润湿剂）冲击在水槽15中的焦炭和炉渣11上的力、冲击角14和喷嘴12相对于水槽15的卸料口16（图1）的方向。

图3中喷嘴12的直径应为0.6～1.3厘米左右，以使喷射出来的流体的速度达到3米/秒，这样不但能防止喷嘴12被循环回到导管26的水中所含的固体堵塞，而且能迫使焦炭和炉渣的颗粒下沉。

从喷嘴12喷射出来的水和润湿剂与水槽15的表面28（图1）接触的冲击角14（图2）宜为30°左右。

喷嘴12的方向是朝里的（图1），朝向水槽15的卸料口16（图1），以便于分离和除去焦炭和炉渣。

人们认识到可采用上述各种构造形式的不同组合如具有不同直径和喷射力，以及不同的冲击角等的喷嘴。

安装选定的结构形式的方法最好是如图3所示将选定的各喷嘴12拧入带螺纹的孔17中。由于带螺纹的孔17，可用另一具有更小直径并如图4所示与水平面之间具有更大的冲击角的喷嘴18取代喷嘴12，以产生更大的力，促使焦炭和炉渣沉到水槽15的底部。

如图5所示，至少有一种流体供给导管26，该流体最好是水（它是由水槽15循环而来的）和一种润滑剂。

喷嘴的方向是朝里的，与水平面约成30°角，形成单排的水射流（图2）。搅拌已掉入水槽15中的焦炭和炉渣颗粒11（图1），使颗粒之间产生相互运动。为了便于凝聚，可在供给导管26的水中加入促凝剂。焦炭和炉渣的颗粒结块后下沉到水槽15的底部，然后将其除去。

本技术领域的专业人员通过以上的描述可以明显地看到本发明还可以有各种变化。这些变化也落在权利要求的范围之内。

Claims (15)

1、一种在水槽中润湿焦炭和炉渣的方法，该方法的特点在于包括下列步骤：

(a)选择喷嘴的构造形式，使其足以润湿所述的焦炭和炉渣；

(b)安装步骤(a)所选定的喷嘴构造形式；

(c)喷射至少一种流体以润湿所述的焦炭和炉渣；

(d)在所述的水槽中润湿所述的焦炭和炉渣；

(e)使所述的焦炭和炉渣在所述的水槽中下沉；

(f)从所述的水槽中除去所述的焦炭和炉渣。

2、权利要求1所述的方法，其特点是用不同构造形式的喷嘴重复步骤（a）和（b）。

3、权利要求1或2所述的方法，其特点是选择喷嘴构造形式的步骤包括选择喷嘴直径和选择所述的至少一种流体喷射到所述的焦炭和炉渣上的冲击角。

4、权利要求1～3中任一权利要求所述的方法，其特点是喷射至少一种流体的步骤包括喷射水和润湿剂。

5、权利要求1～3中任一权利要求所述的方法，其特点是喷射至少一种流体的步骤包括喷射水和促凝剂。

6、权利要求1～5中任一权利要求所述的方法，其特点是含有用不同直径的喷嘴替换上述喷嘴的步骤。

7、权利要求1～6中任一权利要求所述的方法，其特点是安装喷嘴的步骤使喷嘴的方向朝里，与水平面约成30°角。

8、权利要求1～7中任一权利要求所述的方法，其特点是包括这样的步骤，即通过具有至少一排可更换的喷嘴的环形导管将水和润湿剂喷射到所述的焦炭和炉渣上以使其润湿。

9、一种在水槽中润湿焦炭和炉渣的装置，该装置的特点在于具有：

选择足以润湿所述的焦炭和炉渣的喷嘴构造形式的装置;

安装选定的喷嘴的装置;

使至少一种流体从具有至少一排可更换的喷嘴的环形导管中喷射出来以润湿所述的焦炭和炉渣的装置;

在所述的水槽中润湿所述的焦炭和炉渣的装置;

使所述的焦炭和炉渣在所述的水槽中下沉的装置;

从所述的水槽中除去所述的焦炭和炉渣的装置。

10、权利要求9所述的装置，其特点在于具有用不同构造形式的喷嘴替换所选定的喷嘴的装置。

11、权利要求9或10所述的装置，其特点在于选择喷嘴构造形式的装置包括选择喷嘴直径和选择所述的至少一种流体喷射在所述的炉渣上的冲击角的装置。

12、权利要求9～11所述的装置，其特点在于所述的流体为水和一种润湿剂。

13、权利要求9～12中任一权利要求所述的装置，其特点在于所述的流体为水和一种促凝剂。

14、权利要求9～13中任一权利要求所述的装置，其特点在于具有不同直径的喷嘴替换所述的喷嘴的装置。

15、权利要求9～14中任一权利要求所述的装置，其特点在于所述的喷嘴的方向是朝里的，与水平面约成30°角。

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