CN111647443A - 一种高温煤气激冷室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温煤气激冷室，激冷外壳内形成有激冷室，水冷壁下降筒设置在激冷外壳的内部空腔内，水冷壁下降筒的上部设置有用于高温煤气和气化灰渣进入的高温煤气进口，水冷壁下降筒的下部伸入至激冷室的激冷水浴中，激冷室的底部设置有排渣口，激冷壳体的上部侧壁上设置有煤气出口，激冷室壳体的下部侧壁上设置有灰水出口，水冷壁下降筒与激冷外壳之间的环形空隙为激冷室环隙，水冷壁下降筒的水冷壁用脱盐水进行冷却。效果：气化炉激冷水通过管道直接进入激冷室，高温煤气和灰渣在激冷室进行冷却和洗涤，然后含有部分细灰的煤气进入后工序进行处理，粗渣进入排渣系统进行处理，含有细灰的灰水进入后工序进行处理。

Description

一种高温煤气激冷室

技术领域

本发明涉及含碳物质气化技术领域，具体涉及一种高温煤气激冷室，能够用于含碳物质高温煤气和气化灰渣。

背景技术

目前，在含碳物质气化的高温煤气的冷却洗涤过程中，经常采用激冷水来对高温煤气和气化灰渣进行激冷、洗涤，这一过程通常在气化激冷室中进行，气化激冷室的运行稳定性，直接关系到气化装置的运行稳定性。

在气化炉的激冷室内，高温煤气和气化灰渣从激冷室上部进入，需要通过一个下降筒进入到激冷室下部的水浴中，目前，通常的做法都是采用一个下降管，将高温煤气引入到水浴中，由于高温煤气的温度很高，一般为600℃至1700℃之间，很容易造成下降管钢材的变形、鼓包及开裂，所以，一般都是在下降管的上部，高温煤气进口处，设置一个激冷环，激冷环在下降管的内壁形成3mm至6mm之间厚度的激冷水水膜，以保证下降管不会因为高温造成热变形，这种结构在运行中主要存在以下问题：

第一，激冷环的磨损问题，大量的含有细灰的激冷水通过激冷环进入气化激冷室，经常会造成激冷环的磨损、穿孔，影响激冷室的正常运行；

第二，激冷环的堵塞问题，由于激冷水中含有大量的细灰和硅、铝、钙、镁等容易结垢的离子，在运行过程中，细灰和容易结垢的离子会在激冷环内的环腔和管道结垢，将激冷环的激冷水孔堵塞，造成激冷水的局部中断；

第三，下降管鼓包、开裂问题，下降管主要依靠激冷环形成的水膜进行保护，如果激冷水的水量小或激冷环堵造成水膜不能完全覆盖下降管，会造成下降管由于超温而变形、鼓包甚至开裂；

第四，煤气温度过低的问题，由于激冷水量的大小必须保证下降管完全被3mm至6mm之间厚度的水膜覆盖，所以如果气化炉负荷降低，高温煤气气量变小，激冷水量是不能相应变化的，这就造成激冷水量和煤气量不匹配，激冷水量远大于高温煤气激冷需要的水量，使煤气温度降得过低，水蒸气含量降低，后处理工段还需要补加水蒸气，造成能耗增大；

第五，检修的问题，气化炉停车检修，激冷环必须冲洗，因为激冷环长期在灰水的条件下运行，激冷环的孔会被细灰和灰水中的硅、铝、钙、镁等离子形成的垢堵塞，有些类似于我们家用的烧水壶一样，必须用高压水枪进行清洗，检修时间长且工作量巨大；

第六，激冷水过滤器的问题，因为激冷水比较脏，而且激冷环又有一些小孔，所以必须设置过滤器将灰水中大于激冷环开孔的灰渣过滤掉，但激冷水过滤器的存在，导致激冷水运行操作、检修的工作量加大，故障率增高。

发明内容

为此，本发明提供一种高温煤气激冷室，以解决现有技术中煤气化激冷环磨损、堵塞、容易结垢，下降管经常超温、鼓包、开裂，激冷环、激冷水过滤器故障率高，检修任务重，煤气因为激冷水量过大，造成激冷水煤气温度过低等问题，同时取消激冷水过滤器，实现激冷室的安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种高温煤气激冷室，包括激冷外壳和水冷壁下降筒，激冷外壳内形成有激冷室，水冷壁下降筒设置在激冷外壳的内部空腔内，水冷壁下降筒的上部设置有用于高温煤气和气化灰渣进入的高温煤气进口，水冷壁下降筒的下部伸入至激冷室的激冷水浴中，激冷室的底部设置有排渣口，激冷壳体的上部侧壁上设置有煤气出口，激冷室壳体的下部侧壁上设置有灰水出口，水冷壁下降筒与激冷外壳之间的环形空隙为激冷室环隙，水冷壁下降筒的水冷壁用脱盐水进行冷却。

进一步地，还包括激冷水进口，激冷水进口设置在激冷壳体的上部侧壁上，激冷水进口位于煤气出口的下方。

进一步地，水冷壁下降筒为竖直管水冷壁或螺旋盘管水冷壁。

进一步地，水冷壁下降筒的锅炉管之间采用鳍片连接或直接连接。

进一步地，还包括导流筒，水冷壁下降筒的底部连接有导流筒。

进一步地，还包括隔板，激冷室环隙与气化炉燃烧室之间设置有隔板，隔板位于激冷室环隙的上部，隔板位于煤气出口的上方。

进一步地，水冷壁下降筒的横截面为圆形或多边形。

进一步地，水冷壁下降筒的上部直径与水冷壁下降筒的下部直径不相等。

进一步地，还包括脱盐水进口管和脱盐水出口管，脱盐水进口管和脱盐水出口管均与水冷壁下降筒连接。

进一步地，水冷壁下降筒为两根水冷壁管弯折而成的上部锥形且下部圆筒的结构，或，水冷壁下降筒为水冷壁管弯折而成的等直径圆筒结构；当水冷壁下降筒为上部锥形且下部圆筒的结构时，脱盐水进口管分别与两根水冷壁管的进口相连，脱盐水出口管分别与两根水冷壁管的出口相连；当水冷壁下降筒为等直径圆筒结构时，相邻两根水冷壁管之间采用鳍片连接，水冷壁管的上部设置有上部集箱，水冷壁管的下部设置有下部集箱，脱盐水进口管和下部集箱相连，脱盐水出口管与上部集箱相连。

本发明具有如下优点：

1、目前，各种气化炉高温煤气的激冷都是采用激冷水和高温煤气在激冷环和下降管所包围的空间内，激冷环和高温煤气直接接触进行激冷、降温，为了保证下降管不被高温煤气烧坏，所以激冷环必须均匀开孔保证下降管有3mm至6mm厚的均匀水膜，为了保证激冷环的孔不被堵塞，必须设置激冷水过滤器，这种结构设计造成激冷环和下降管不可能无故障运行。

2、本发明的的激冷室没有激冷环，激冷水通过管道直接进入激冷室，由于没有激冷环，也就不再需要激冷水过滤器，气化炉激冷室由激冷环、下降管、激冷水过滤器造成的一系列问题，都不存在了，高温煤气通过水冷壁下降筒进入激冷室水浴，高温煤气可以直接和水冷壁锅炉管内的脱盐水换热，回收高温煤气的热量。

3、水冷壁下降管采用成熟的水冷壁结构，水冷壁可以采用竖直管结构，也可以采用螺旋盘管结构；水冷壁管可以直接焊接在一起，也可以通过鳍片连接焊接在一起；水冷壁下降管的脱盐水可以采用自然循环，也可以采用强制循环。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例提供的一种高温煤气激冷室的结构图。

图中：1、高温煤气进口，2、隔板，3、水冷壁下降筒，4、导流筒，5、排渣口，6、灰水出口，7、煤气出口，8、激冷水进口，9、脱盐水出口管，10、脱盐水进口管，11、激冷外壳，12、激冷室。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种高温煤气激冷室，包括激冷外壳11和水冷壁下降筒3，激冷外壳11内形成有激冷室12，水冷壁下降筒3设置在激冷外壳11的内部空腔内，水冷壁下降筒3的上部设置有用于高温煤气和气化灰渣进入的高温煤气进口1，水冷壁下降筒3的下部伸入至激冷室12的激冷水浴中，激冷室12的底部设置有排渣口5，激冷壳体的上部侧壁上设置有煤气出口7，激冷室12壳体的下部侧壁上设置有灰水出口6，水冷壁下降筒3与激冷外壳11之间的环形空隙为激冷室12环隙，水冷壁下降筒3的水冷壁用脱盐水进行冷却。

本实施例达到的技术效果为：本实施例的的激冷室12没有激冷环，激冷水通过管道直接进入激冷室12，由于没有激冷环，也就不再需要激冷水过滤器，气化炉激冷室由激冷环、下降管、激冷水过滤器造成的一系列问题，都不存在了，高温煤气通过水冷壁下降筒进入激冷室12水浴，高温煤气可以直接和水冷壁锅炉管内的脱盐水换热，回收高温煤气的热量；水冷壁下降管采用成熟的水冷壁结构，水冷壁可以采用竖直管结构，也可以采用螺旋盘管结构；水冷壁管可以直接焊接在一起，也可以通过鳍片连接焊接在一起；水冷壁下降管的脱盐水可以采用自然循环，也可以采用强制循环。

实施例2

如图1所示，本实施例中的一种高温煤气激冷室，包括实施例1中的全部技术特征，除此之外，还包括激冷水进口8，激冷水进口8设置在激冷壳体的上部侧壁上，激冷水进口8位于煤气出口7的下方。

本实施例中的一种高温煤气激冷室，高温煤气和灰渣从高温煤气进口1进入水冷壁下降筒3，在水冷壁下降筒3的保护下进入激冷室12下部的水浴中，在水冷壁下部的水浴中，完成高温煤气的激冷、洗涤，激冷、洗涤后的煤气温度降至300℃以下，从激冷室12上部的煤气出口7去后工段；激冷水通过激冷水进口8直接进入激冷室12，部分激冷水和高温煤气换热，汽化为水蒸气和煤气一起从煤气出口7排出，剩余的激冷水通过激冷室12下部的灰水出口6排往后工段，气化灰渣在激冷室12水浴中经过降温后，进入激冷室12底部，通过排渣口5进入排渣系统。

本实施例中的有益效果为：通过设置激冷水进口8，实现了向激冷室12内排放激冷水；通过将激冷水进口8设置在煤气出口7下方，激冷室12内具备更好的气流流通性。

实施例3

如图1所示，本实施例中的一种高温煤气激冷室，包括实施例1中的全部技术特征，除此之外，水冷壁下降筒3为竖直管水冷壁或螺旋盘管水冷壁；水冷壁下降筒3的锅炉管之间采用鳍片连接或直接连接；还包括导流筒4，水冷壁下降筒3的底部连接有导流筒4；还包括隔板2，激冷室12环隙与气化炉燃烧室之间设置有隔板2，隔板2位于激冷室12环隙的上部，隔板2位于煤气出口7的上方；水冷壁下降筒3的横截面为圆形或多边形。

在一些可选的实施例中，水冷壁下降筒3的上部直径与水冷壁下降筒3的下部直径不相等。

本实施例中的有益效果为：通过在水冷壁下降筒3位于激冷水水浴以下部分设置导流筒4，实现了提高激冷室的水浴高度。

实施例4

如图1所示，本实施例中的一种高温煤气激冷室，包括实施例1中的全部技术特征，除此之外，还包括脱盐水进口管10和脱盐水出口管9，脱盐水进口管10和脱盐水出口管9均与水冷壁下降筒3连接；水冷壁下降筒3为两根水冷壁管弯折而成的上部锥形且下部圆筒的结构，或，水冷壁下降筒3为水冷壁管弯折而成的等直径圆筒结构；当水冷壁下降筒3为上部锥形且下部圆筒的结构时，脱盐水进口管10分别与两根水冷壁管的进口相连，脱盐水出口管9分别与两根水冷壁管的出口相连；当水冷壁下降筒3为等直径圆筒结构时，相邻两根水冷壁管之间采用鳍片连接，水冷壁管的上部设置有上部集箱，水冷壁管的下部设置有下部集箱，脱盐水进口管10和下部集箱相连，脱盐水出口管9与上部集箱相连。

实施例5

从气化炉燃烧室出来的1300℃的高温煤气和灰渣通过高温煤气进口1进入水冷壁下降筒3，高温煤气在经过水冷壁下降筒3时，和水冷壁管内的脱盐水进行换热，将脱盐水温度升高；激冷外壳11和水冷壁下降筒3之间的环形区域称为激冷室环隙，高温煤气在激冷室水浴和激冷水进行直接换热，将部分激冷水被加热成水蒸汽和煤气一起从激冷室环隙上部的煤气出口7排出送往后工段；气化炉燃烧室和激冷室环隙之间用隔板2分成两部分，此两部分可以通过平衡孔或其他形式进行连通，也可以完全隔绝。

激冷室12的水冷壁下降筒3采用两根直径38mm的管道，螺旋缠绕在一起，为了和气化炉燃烧室出来的的高温煤气进口1更好的连接，通过水冷管的弯制，将水冷壁下降筒3做成一个上部直径800mm，下部直径2000mm，锥段高500mm，下部圆筒高2000mm的一个上部锥形且下部圆筒的结构；水冷壁管内的脱盐水采用强制循环，加压后的脱盐水通过脱盐水进口管10和两根水冷壁管的进口相连，脱盐水出口管9分别和两根水冷壁管的出口相连，通过脱盐水的流动，不断带走高温煤气和水冷壁管换热产生的热量，以保证水冷壁下降筒3不会被高温煤气烧坏。

激冷水直接加入到激冷室12内，激冷室12在保证一定水浴高度的情况下，将多余的激冷水通过激冷室12下部的灰水出口6排出送往后工段。

实施例6

从气化炉废锅出来约700℃的高温煤气和灰渣通过高温煤气进口1进入水冷壁下降筒3，高温煤气在经过水冷壁下降筒3时，和水冷壁管内的脱盐水进行换热，将脱盐水温度升高；激冷外壳11和水冷壁下降筒3之间的环形区域称为激冷室环隙，高温煤气在激冷室12水浴和激冷水进行直接换热，将部分激冷水加热成蒸汽和煤气一起从激冷室环隙上部的煤气出口7排出送往后工段；气化炉废锅和外壳之间的环隙为废锅环隙，废锅环隙和激冷室环隙之间用隔板2分成两部分，此两部分可以通过平衡孔或其他形式进行连通，也可以完全隔绝。

激冷室12的水冷壁下降筒3采用直径38mm的水冷壁管，将水冷壁下降筒3做成一个直径2000mm，高2000mm的圆筒结构，相邻的两根水冷壁管道之间采用鳍片连接；水冷壁管的上部和上部集箱相连，下部和下部集箱相连，脱盐水进口管10和下部集箱相连，脱盐水出口管9和上部集箱相连；水冷壁管内的脱盐水采用自然循环，利用被加热的脱盐水产生的密度差进行流动，不断带走高温煤气和水冷壁管换热产生的热量，以保证水冷壁下降筒3不会被高温煤气烧坏。

激冷室12的水冷壁下降筒3的脱盐水可以采用和废锅相同的锅炉水，也可以采用自己独立的脱盐水系统。

激冷水直接加入到激冷室12内，激冷室12在保证一定水浴高度的情况下，将多余的激冷水通过激冷室12下部的灰水出口6排出送往后工段。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (10)

1.一种高温煤气激冷室，其特征在于，包括激冷外壳(11)和水冷壁下降筒(3)，所述激冷外壳(11)内形成有激冷室(12)，所述水冷壁下降筒(3)设置在所述激冷外壳(11)的内部空腔内，所述水冷壁下降筒(3)的上部设置有用于高温煤气和气化灰渣进入的高温煤气进口(1)，所述水冷壁下降筒(3)的下部伸入至所述激冷室(12)的激冷水浴中，所述激冷室(12)的底部设置有排渣口(5)，所述激冷壳体的上部侧壁上设置有煤气出口(7)，所述激冷室(12)壳体的下部侧壁上设置有灰水出口(6)，所述水冷壁下降筒(3)与所述激冷外壳(11)之间的环形空隙为激冷室(12)环隙，所述水冷壁下降筒(3)的水冷壁用脱盐水进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，还包括激冷水进口(8)，所述激冷水进口(8)设置在所述激冷壳体的上部侧壁上，所述激冷水进口(8)位于所述煤气出口(7)的下方。

3.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，所述水冷壁下降筒(3)为竖直管水冷壁或螺旋盘管水冷壁。

4.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，所述水冷壁下降筒(3)的锅炉管之间采用鳍片连接或直接连接。

5.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，还包括导流筒(4)，所述水冷壁下降筒(3)的底部连接有所述导流筒(4)。

6.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，还包括隔板(2)，所述激冷室(12)环隙与气化炉燃烧室之间设置有所述隔板(2)，所述隔板(2)位于所述激冷室(12)环隙的上部，所述隔板(2)位于所述煤气出口(7)的上方。

7.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，所述水冷壁下降筒(3)的横截面为圆形或多边形。

8.根据权利要求7所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，所述水冷壁下降筒(3)的上部直径与所述水冷壁下降筒(3)的下部直径不相等。

9.根据权利要求1所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，还包括脱盐水进口管(10)和脱盐水出口管(9)，所述脱盐水进口管(10)和所述脱盐水出口管(9)均与所述水冷壁下降筒(3)连接。

10.根据权利要求9所述的一种高温煤气激冷室，其特征在于，所述水冷壁下降筒(3)为两根水冷壁管弯折而成的上部锥形且下部圆筒的结构，或，所述水冷壁下降筒(3)为水冷壁管弯折而成的等直径圆筒结构；

当所述水冷壁下降筒(3)为上部锥形且下部圆筒的结构时，所述脱盐水进口管(10)分别与两根所述水冷壁管的进口相连，所述脱盐水出口管(9)分别与两根所述水冷壁管的出口相连；

当所述水冷壁下降筒(3)为等直径圆筒结构时，相邻两根水冷壁管之间采用鳍片连接，所述水冷壁管的上部设置有上部集箱，所述水冷壁管的下部设置有下部集箱，所述脱盐水进口管(10)和所述下部集箱相连，所述脱盐水出口管(9)与所述上部集箱相连。

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