CN204138615U - 一种煤气化双流道双膜急冷器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤气化双流道双膜急冷器装置，竖直安装于气化炉气化室的下端，包括圆筒形的急冷器壳体，急冷器壳体内分别设置急冷水内分布腔和急冷水外分布腔，急冷水内分布腔位于气化室出口的下端，急冷水外分布腔位于急冷水内分布腔的下端外侧；急冷水内分布腔和急冷水外分布腔的下部均设置有分水孔，急冷水内分布腔的分水孔和急冷水外分布腔的分水孔交错布置；本实用新型结构简单，加工容易，操作方便，调节自如；双流道设计不仅提供急冷器内部水膜保证，同时通过急冷水调节机制能够调节水膜分布均匀，具有流量补偿作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及气流床气化炉的急冷设备领域，特别是一种煤气化双流道双膜急冷器装置。
背景技术
煤气化中最关键的是气化过程以及气化后合成气处理环节。气化过程的效率取决于气化工艺方式以及气化炉型、单喷嘴或多喷嘴的雾化效果等，当气化过程条件相同时，合成气的处理过程不同，整个系统的能耗以及最终合成气的品质也有较大差别。
对于煤气化流程来说，煤与氧气在气化炉中进行超高温（1300℃-1400℃）反应，反应后生成的粗煤气及熔渣进入急冷器进行冷却，目前急冷器中急冷水一般是来自洗涤塔的灰水，水中可能带有少量颗粒杂质，而急冷器的现有急冷环一般为几毫米的环缝，杂质容易堵塞急冷环，造成急冷器水膜不均匀，另外，除了灰水中杂质的影响，急冷环缝加工的精度不够或者安装时所造成的不均衡也会使的水膜分布不均匀。这样不仅影响急冷效果，同时容易对急冷器内壁造成热伤害，增加不安全风险，降低使用周期。
目前常见的解决方式为急冷水进口管线上增加过滤器，而过滤器经常需要更换滤网，排除杂质，并且也不能解决加工精度或安装所造成的液膜不均。 因此，开发一种新型的急冷器，既能减少灰水杂质对水膜的影响，又能补偿加工等因素造成的水膜不均，对于煤气化安全生产，稳定操作都有着积极作用。
公开号为CN194459A 的专利公开了“一种气化炉激冷环”。其激冷液由入口进入激冷液分配室，一部分沿着下降管内表面下降并形成一层水膜，合成气与水膜进行传热传质，对合成气增湿降温，另一部分激冷液直接由激冷环上小孔排口喷入合成气中对合成气快速降温。
这样的设计，一方面对激冷环的加工精度要求很高，因为必须保证激冷环的环隙宽度均匀，环上小孔大小一致，否则将会造成局部液膜不均和小孔喷淋速度不同，从而使得激冷装置可能出现局部超温的现象；另一方面，由于激冷环上的小孔和环隙的激冷水来自同一激冷水管道，这样的设计使得无法根据工艺需求的变化控制小孔和激冷环隙的激冷水流量比例。
公告号为CN202744505U的实用新型专利中，提出“一种激冷器及带有该激冷器的气化炉”，该激冷器具有一个环形雾化喷射管，该环形雾化喷射管具有激冷水入口，其内环和外环分别设有至少3个内喷射孔和3个外喷射孔，其工作时在内同和外筒之间双向喷射激冷水，实现2次降温除尘。
此激冷器核心部件为环形雾化喷射管，其结构复杂，加工难度较大；同时，内环和外环喷射的流量比例无法根据工艺需求进行调节控制。此为，该激冷器的环形雾化喷射管下部需要安装列管式水冷壁，设备投资较大。
公告号为CN203007229U的实用新型专利中，提出“一种激冷环装置”，该装置包括下降管、内环管、外环管、激冷液环腔液一、激冷液环腔二、激冷液入口一、激冷液入口二、一部分激冷液从激冷液入口一引入并经由内环管从环隙排出，另一部分激冷液从激冷液入口二引入并经由外环管从外环管上开设小孔排出。
该装置的环隙排出激冷水设计同样对环隙的加工及安装精度要求高，加工费用高。该装置强调使用两路独立的激冷水来实现两股激冷水的独立控制，这样的设计使得需要增加一组激冷水泵以及管道，这使得设备投资大大增加，经济上可行性差。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种煤气化双流道双膜急冷器装置，采用双通道输送及急冷水调节机制，双流道设计不仅提供急冷器内部水膜保证，同时通过急冷水调节机制能够调节水膜分布均匀，具有流量补偿作用，结构简单，加工容易，操作方便，调节自如，各方面可行性都较高。
本实用新型的技术方案如下：
一种煤气化双流道双膜急冷器装置，竖直安装于气化炉气化室的下端，其特征在于：包括圆筒形的急冷器壳体，急冷器壳体内分别设置急冷水内分布腔和急冷水外分布腔，急冷水内分布腔位于气化室出口的下端，急冷水外分布腔位于急冷水内分布腔的下端外侧；急冷水内分布腔和急冷水外分布腔的下部均设置有分水孔，急冷水内分布腔的分水孔和急冷水外分布腔的分水孔交错布置。
所述急冷水外分布腔是由急冷水外分布腔的内腔壁和急冷器壳体所围成的环形腔体，急冷水外分布腔的内腔壁通过若干均匀分布的筋条与急冷器壳体相连接，筋条之间形成若干急冷水通道，在急冷水外分布腔的下部贴近急冷器壳体的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔。
所述急冷水内分布腔是由急冷水内分布腔的内腔壁、急冷水外分布腔的内腔壁以及急冷器顶部封头所围成的环形腔体，急冷水内分布腔的内腔壁通过筋条与急冷水外分布腔的内腔壁相连，筋条之间形成若干急冷水通道，在急冷水内分布腔的下部贴近急冷水外分布腔的内腔壁的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔。
急冷水内分布腔和急冷水外分布腔的下部分水孔的交错布置，急冷水内分布腔或急冷水外分布腔的任意一个分水孔的圆心在急冷水内分布腔或急冷水外分布腔离该分水孔最近的两个相邻分水孔的圆心相连所构成线段的中垂线上。
本实用新型采用双通道输送急冷水调节机制，两个分布腔在急冷器内形成两道圆筒式水膜；内外两个急冷水分布腔下部分水孔采用交错布置方式，以实现急冷水流量和流动强度在同一径向位置的互补。
双通道输送及急冷水调节机制，急冷水主管道分流成两股分支管道，即内分布腔管道和外分布腔管道，两分支管道通过气化炉壳体法兰进入气化炉急冷室，急冷器运行过程中可以通过急冷水流量调节阀来分别控制两股急冷水的流量。
所述急冷器壳体通过法兰与气化炉托砖板连接，急冷器壳体外壁上纵向设置有若干均匀分布的筋板，通过筋板可以增强急冷器的强度。
本实用新型的主要特点有：
1、 结构简单，加工容易。操作方便，调节自如。双流道设计不仅提供急冷器内部水膜保证，同时通过急冷水调节机制能够调节水膜分布均匀，具有流量补偿作用。
2、 急冷水内外分布腔下部半圆形分水孔交错布置能够进一步调节水膜均匀度，以实现急冷水流量和流动强度在同一径向位置的互补从而保护急冷器内壁。
3、 急冷器工作时，内部形成两道圆筒形急冷水膜，相比单急冷水膜式的急冷器，大大增加了粗煤气和急冷水的气液接触面积，增强了急冷器的降温效果。
4、 独特的双通道输送及急冷水调节机制，在无需增加急冷水泵等设备投资的情况下巧妙的实现了急冷器内双液膜独立控制的功能。
附图说明
图1为本实用新型的剖面结构示意图。
图2为图1中A-A的结构示意图。
其中，附图标记为：1 急冷水内分布腔；2 筋条；3 急冷水内分布腔的分水孔；4 急冷水外分布腔；5急冷水外分布腔的分水孔；6 急冷水内分布腔管路；7 急冷水外分布腔管路；8 急冷水总管路；9筋板；10 气化炉壳体；11 急冷器壳体；12 急冷水内分布腔的内腔壁；13急冷水外分布腔的内腔壁；14 急冷器的接口法兰；15 急冷水支路调节阀；16 急冷水总调节阀。
具体实施方式
本实用新型竖直安装于气化炉气化室的下端，包括圆筒形的急冷器壳体11，急冷器壳体11内分别设置急冷水内分布腔1和急冷水外分布腔4，急冷水内分布腔1位于气化室出口的下端，急冷水外分布腔4位于急冷水内分布腔1的下端外侧；急冷水内分布腔1和急冷水外分布腔4的下部均设置有分水孔3，急冷水内分布腔1的分水孔3和急冷水外分布腔4的分水孔5交错布置。
所述急冷水外分布腔4是由急冷水外分布腔4的内腔壁13和急冷器壳体11所围成的环形腔体，急冷水外分布腔4的内腔壁13通过若干均匀分布的筋条2与急冷器壳体11相连接，筋条2之间形成若干急冷水通道，在急冷水外分布腔4的下部贴近急冷器壳体11的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔5。
所述急冷水内分布腔1是由急冷水内分布腔1的内腔壁12、急冷水外分布腔4的内腔壁13以及急冷器顶部封头所围成的环形腔体，急冷水内分布腔1的内腔壁12通过筋条2与急冷水外分布腔4的内腔壁13相连，筋条2之间形成若干急冷水通道，在急冷水内分布腔1的下部贴近急冷水外分布腔4的内腔壁13的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔3。
急冷水内分布腔1和急冷水外分布腔4的下部分水孔3的交错布置，急冷水内分布腔1或急冷水外分布腔4的任意一个分水孔的圆心在急冷水内分布腔1或急冷水外分布腔4离该分水孔最近的两个相邻分水孔的圆心相连所构成线段的中垂线上。
本实用新型采用双通道输送急冷水调节机制，两个分布腔在急冷器内形成两道圆筒式水膜；内外两个急冷水分布腔下部分水孔采用交错布置方式，以实现急冷水流量和流动强度在同一径向位置的互补。
双通道输送及急冷水调节机制，急冷水主管道分流成两股分支管道，即内分布腔管道和外分布腔管道，两分支管道通过气化炉壳体10法兰进入气化炉急冷室，急冷器运行过程中可以通过急冷水流量调节阀来分别控制两股急冷水的流量。
所述急冷器壳体11通过法兰与气化炉托砖板连接，急冷器壳体11外壁上纵向设置有若干均匀分布的筋板9，通过筋板9可以增强急冷器的强度。
本实用新型通过法兰与气化炉气化室下端连接，气化炉的高温煤气和熔渣由从气化室至上而下进入急冷器。急冷水由急冷水总管路8供给，经急冷水总调节阀后分流成两股急冷水，两股急冷水分别经急冷水支路调节阀调节至设定流量，并分别经气化炉接口法兰进入气化炉壳体10。进入气化炉内部的急冷水分别流经急冷水内、外分布腔管路6、7，通过急冷器的接口法兰14分别进入急冷室内分布腔和急冷室外分布腔，急冷水流经分布腔内筋条2构成的流道，并由急冷室内、外分布腔1、4交错排布的分水孔3、5流出，经分水孔3、5分布的急冷水形成内、外两道圆筒形急冷水膜。针对不同的工艺需求，可通过急冷水支路调节阀来分别控制内、外两道急冷水膜的急冷水流量。
高温煤气进入急冷器后，首先与急冷水内分布腔1形成的内急冷水膜进行接触冷却，高温煤气使部分急冷水气化，内急冷水膜变薄，一部分高温煤气穿过内急冷水膜与急冷水外分布腔4形成的外急冷水膜接触换热，经急冷器内、外水膜降温后的高温煤气向下通过水浴再折流向上，进一步冷却和除尘后，从气化炉高温煤气出口流出去下一流程。
Claims (5)
1.一种煤气化双流道双膜急冷器装置，竖直安装于气化炉气化室的下端，其特征在于：包括圆筒形的急冷器壳体（11），急冷器壳体（11）内分别设置急冷水内分布腔（1）和急冷水外分布腔（4），急冷水内分布腔（1）位于气化室出口的下端，急冷水外分布腔（4）位于急冷水内分布腔（1）的下端外侧；急冷水内分布腔（1）和急冷水外分布腔（4）的下部均设置有分水孔，急冷水内分布腔（1）的分水孔（3）和急冷水外分布腔（4）的分水孔（5）交错布置。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化双流道双膜急冷器装置，其特征在于：所述急冷水外分布腔（4）是由急冷水外分布腔（4）的内腔壁和急冷器壳体（11）所围成的环形腔体，急冷水外分布腔（4）的内腔壁通过若干均匀分布的筋条（2）与急冷器壳体（11）相连接，筋条（2）之间形成若干急冷水通道，在急冷水外分布腔（4）的下部贴近急冷器壳体（11）的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔（5）。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化双流道双膜急冷器装置，其特征在于：所述急冷水内分布腔（1）是由急冷水内分布腔（1）的内腔壁、急冷水外分布腔（4）的内腔壁以及急冷器顶部封头所围成的环形腔体，急冷水内分布腔（1）的内腔壁通过筋条（2）与急冷水外分布腔（4）的内腔壁相连，筋条（2）之间形成若干急冷水通道，在急冷水内分布腔（1）的下部贴近急冷水外分布腔（4）的内腔壁的圆周上均匀排布了若干半圆形分水孔（3）。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化双流道双膜急冷器装置，其特征在于：所述急冷水内分布腔（1）或急冷水外分布腔（4）的任意一个分水孔的圆心在急冷水内分布腔（1）或急冷水外分布腔（4）离该分水孔最近的两个相邻分水孔的圆心相连所构成线段的中垂线上。
5.根据权利要求1所述的一种煤气化双流道双膜急冷器装置，其特征在于：所述急冷器壳体（11）通过法兰与气化炉托砖板连接，急冷器壳体（11）外壁上纵向设置有若干均匀分布的筋板（9）。
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