CN219824092U - 一种气化炉的激冷筒结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气化炉的激冷筒结构，涉及煤化设备领域。该气化炉的激冷筒结构包括下降管、激冷水进口管和夹套，下降管内设置有环形导流腔，激冷水进口管与环形导流腔连通，环形导流腔的底部与下降管的内壁之间具有间隙，间隙形成激冷水出口，夹套设置于下降管的外侧，夹套的上部设置有冷却介质进口，下降管对应于夹套的底端的位置设置有朝向下降管内部的冷却介质出口，夹套的外壁还设置有高压循环水进口管，冷却介质进口依据激冷水的固含量选择与激冷水进口管或高压循环水进口管连通。本实用新型通过夹套中冷却介质保护下降管，避免粗合成气偏流时烧穿下降管；同时冷却介质喷出形成喷淋管，降低下降管中心温度，强化灰渣捕集，安全性高。

Description

一种气化炉的激冷筒结构

技术领域

本实用新型涉及煤化设备领域，具体而言，涉及一种气化炉的激冷筒结构。

背景技术

随着煤化工行业的发展和煤气化技术的不断进步，气化工艺也日益成熟。随着实现碳达峰、碳中和，及推动煤炭清洁高效利用等目标的提出，煤气化工艺中依然存在的许多问题亟待完善。

目前下行激冷流程气化炉装置运行时，气化室产出的>1400℃的粗合成气经过下渣口进入激冷室中进行激冷和洗涤，激冷室中关键结构是激冷筒。激冷水经过进口管进入激冷环腔，再经过下降管顶部均匀分布的小孔进入半管结构组成的水通道，随后沿下降管内壁贴壁流动形成水膜，使得高温粗合成气经过下降管时保护下降管不超温。下降管底部浸入激冷室水浴液位下方，使得粗合成气在水浴中进行初步洗涤，粗渣落入激冷室底部空间，部分细渣与黑水混合，部分细渣随合成气出气化炉，粗渣和细渣都进入下游工艺流程。

该结构存在因下渣口局部堵塞后，粗合成气偏流使得下降管局部水膜蒸发，高温合成气直接吹向下降管内壁金属壁面，运行一段时间后金属高温蠕变发生破裂，高温粗合成气未经水浴冷却直接经过缺口接触激冷室壳体壁面，将造成严重生产安全事故。

其次，激冷水只沿下降管内壁贴壁流动，粗合成气在流经下降管时其中心温度未经过冷却降温，粗合成气中携带的灰渣颗粒仍为高温熔融态，再经过水浴到达破泡条或上升管时，冷却时间短，灰渣捕集率低，破泡条或上升管除尘负荷高。

鉴于此，特提出本是实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气化炉的激冷筒结构，其能够实现对下降管进行保护，又能强化对粗合成气进行洗涤，降低下降管中心温度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种气化炉的激冷筒结构，其包括下降管、激冷水进口管和夹套，所述下降管内设置有环形导流腔，所述激冷水进口管与所述环形导流腔连通，所述环形导流腔的底部与所述下降管的内壁之间具有间隙，所述间隙形成激冷水出口，所述夹套设置于所述下降管的外侧，所述夹套的上部设置有冷却介质进口，所述下降管对应于所述夹套的底端的位置设置有朝向所述下降管内部的冷却介质出口，所述夹套的外壁还设置有高压循环水进口管，所述冷却介质进口依据激冷水的固含量选择与所述激冷水进口管或者所述高压循环水进口管连通。

在可选的实施方式中，所述冷却介质出口处安装有激冷喷头，所述激冷喷头与所述下降管可拆卸连接。

在可选的实施方式中，所述冷却介质出口的开口方向为斜向下20-25°。

在可选的实施方式中，所述夹套内还设置有定位导向件，所述定位导向件螺旋安装于所述夹套和所述下降管之间。

在可选的实施方式中，所述定位导向件的宽度与所述夹套和所述下降管之间的间隙距离一致。

在可选的实施方式中，所述定位导向件的个数为1-6个，多个所述定位导向件水平且螺旋向下安装，多个所述定位导向件将所述夹套和所述下降管之间的空间分隔为多个冷却通道。

在可选的实施方式中，所述夹套的外壁上可拆卸的设置有管塞，所述管塞的个数与所述冷却通道的个数保持一致，所述管塞的安装位置为所述冷却通道的中上位置处。

在可选的实施方式中，所述管塞与所述夹套螺纹连接。

在可选的实施方式中，所述环形导流腔是由环形外壁和环形内壁围成，所述下降管位于所述环形内壁的上方位置开设有用于连通所述环形导流腔和所述激冷水进口管的连通孔。

在可选的实施方式中，所述夹套的长度为L1，所述下降管的长度为L2，L1/L2为1/3～1/2。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供的气化炉的激冷筒结构通过夹套中冷却介质保护下降管，避免粗合成气偏流时烧穿下降管；另一方面通过夹套底端的冷却介质出口将冷却介质喷出，形成喷淋管，降低下降管中心温度，强化灰渣捕集，减少下降管外侧破泡条或上升管除尘的负荷，并且形成喷淋管也能够降低合成气在下降管下部的流速。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的在激冷水固含量低时使用的气化炉的激冷筒结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的在激冷水固含量高时使用的气化炉的激冷筒结构的结构示意图；

图3为图1和图2中Ⅰ-Ⅰ的剖视图。

图标：100-气化炉的激冷筒结构；

110-下降管；111-环形导流腔；112-环形外壁；113-环形内壁；114-连通孔；115-激冷水出口；116-激冷环腔；

120-激冷水进口管；

130-夹套；131-封板；132-定位导向件；133-管塞；134-冷却介质进口；135-冷却介质出口；136-激冷喷头；

140-高压循环水进口管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种气化炉的激冷筒结构100，其包括下降管110、激冷水进口管120和夹套130。

下降管110内设置有环形导流腔111，下降管110外部设置有激冷环腔116。

其中，环形导流腔111是由环形外壁112和环形内壁113围成，下降管110位于环形内壁113的上方位置开设有用于连通环形导流腔111和激冷水进口管120的连通孔114。连通孔114的数量为A，孔径为B，环形导流腔111的底部与下降管110的内壁之间具有间隙，间隙形成激冷水出口115，激冷水出口115的间隙为C。

激冷水进口管120用于通入激冷水，激冷水进口管120根据管径和激冷水流量选择6根或8根连接至激冷环腔116体上，激冷水进口管120与激冷环腔116体之间应全焊透。激冷水进口管120通过该激冷环腔116与环形导流腔111连通。具体来说，环形导流腔111与激冷环腔116连通，从激冷水进口管120排出的激冷水先进入激冷环腔116，接着可以通过连通孔114进入到环形导流腔111内，随后从环形导流腔111下方的激冷水出口115排出，排出的激冷水可以贴着下降管110的内壁流动，进而在下降管110的内壁上形成流动的水膜，使得高温粗合成气经过下降管110时保护下降管110不超温。

本实施例中，夹套130设置于下降管110的外侧，夹套130通过夹套130底端的封板131与下降管110外壁焊接固定，夹套130与下降管110之间的间隙距离为D，夹套130内还设置有定位导向件132，其可以起到对夹套130进行固定和定位的作用，定位导向件132例如为圆钢或扁钢，其螺旋设置，并焊接于下降管110外壁，应要保证下降管110有足够刚度，在夹套130外压下不失稳。

装配过程中应保证夹套130与下降管110的同轴度及筒体不圆度，夹套130内壁应与定位导向件132外侧紧密贴合。夹套130长度为L1，下降管110长度为L2，L1/L2为1/3～1/2，夹套130与下降管110的材质保持一致。

夹套130与下降管110之间的间隙距离以及定位导向件132的根数来调节上下两个方向水通道的压降，从而保证上下两个方向的流量比符合设计要求。定位导向件132的宽度与夹套130与下降管110之间的间隙距离D一致。

具体来说，请结合参阅图1和图3，定位导向件132螺旋安装于夹套130和下降管110之间，定位导向件132的个数为1-6个，多个定位导向件132水平且螺旋向下安装，多个定位导向件132将夹套130和下降管110之间的空间分隔为多个冷却通道。从而使得从介质冷却进口进入的冷却介质可以分为多股螺旋下降，定位导向件132的具体个数可以根据压降计算来确定，多个冷却通道的设置也可以实现在运行过程中，当某个水通道因特殊工况堵塞时，其余通道依然贯通，仍能充分保护下降管110。

夹套130的外壁上可拆卸的设置有管塞133，本实施例中，夹套130与管塞133可拆卸的方式也有多种，包括但不限于螺纹连接。管塞133的个数与冷却通道的个数保持一致，管塞133的设置可以使得冷却通道的检修更方便，当冷却通道堵塞时，可以在拆卸激冷喷头136后用高压水枪冲洗清理每个水通道。管塞133的安装位置为冷却通道的中上位置处，管塞133设置于夹套130长度方向上的中上部。安装位置的选择更利于清洗和检修。

夹套130的上部设置有冷却介质进口134，下降管110对应于夹套130的底端的位置设置有朝向下降管110内部的冷却介质出口135，本申请中通过设置夹套130，实现对下降管110的外部进行再次进行保护，避免因为下渣口局部堵塞后粗合成气偏流时低温水蒸发吸热，保护下降管110金属壁面避免烧穿。

本实施例中，夹套130内的冷却介质从夹套130的上部进入，从夹套130的下部排出，并且直接排出至下降管110内部，冷却介质出口135的开口方向为斜向下20-25°。冷却介质出口135的设置可以使冷却介质喷射成水雾状，喷射至下降管110的中心部位，从而实现降低下降管110中心温度，并降低合成气在下降管110下部的流速，强化灰渣捕集，减少下降管110外侧破泡条或上升管除尘的负荷。灰渣高效捕集后，能够降低后系统运行中灰堵塞管道和设备的风险，有利于气化系统长周期稳定运行。

优选地，本实施例中，在冷却介质出口135处安装有激冷喷头136，激冷喷头136的设置使得雾化效果和冷却效果更佳，进一步地，激冷喷头136与下降管110可拆卸连接，可拆卸的连接方式便于对激冷喷头136进行更换，可拆卸的方式有多种，包括但不限于螺纹连接。

冷却介质出口135和激冷喷头136的数量可以依据下降管110直径进行确定，数量是4的倍数，冷却介质出口135和激冷喷头136均环设于下降管110的内壁上，可以起到对中部更好的喷洒和冷却的效果。

此外，本实施例中，夹套130的外壁还设置有高压循环水进口管140，冷却介质进口134依据激冷水的固含量选择与激冷水进口管120或者高压循环水进口管140连通。

也即是，本实施例可以涉及两种结构，当激冷水系统过滤效果好，含固量低的时候，夹套130内的冷却介质进口134与激冷水进口管120后侧的激冷环腔116连通，激冷水进入激冷环腔116后，根据压降的不同流向两个方向。一路通过下降管110顶部均匀分布的小孔进入环形导流腔111的水通道沿下降管110内壁形成水膜。另一路进入夹套130内，通过均匀布置在下降管110上的冷却介质出口135中安装的激冷喷头136喷射至下降管110中心部位。当激冷水系统过滤效果差，含固量高的时候，夹套130上端封闭，高压循环水通过单独的高压循环水进口管140引入夹套130内，其余布置与含固量低时方案相同。

应理解的是，本申请中两种结构可以分别设计，也可以合为一体，通过对冷却介质进口134处设置阀门来实现不同冷却介质的切换。

进一步地，本实施例中列出了分别设计的两种结构。请参阅图1，当激冷水的含固量低时，此时可以直接将激冷水作为冷却介质通入夹套130内，冷却介质入口可以直接开设于激冷环腔116与夹套130连接的位置，方便激冷环腔116内的激冷水直接进入夹套130。请参阅图2，当激冷水的含固量高时，激冷环腔116与夹套130连接的位置完全焊接，不留间隙，而直接在夹套130的侧面开设冷却介质入口，冷却介质入口与高压循环水进口管140连接。

气化炉的激冷筒结构100的工作原理是：

首先根据激冷水含固量高低不同情况，选择冷却介质进口134与激冷水进口管120或者高压循环水进口管140连通。

请参阅图1，当激冷水系统过滤效果好，含固量低的时候，冷却介质进口134直接与激冷环腔116连通，激冷水进入激冷环腔116后，根据压降的不同流向两个方向。一路通过下降管110顶部均匀分布的连通孔114进入环形导流腔111沿下降管110内壁形成水膜。另一路进入夹套130内，通过几组螺旋缠绕的定位导向件132组成的水通道后到达夹套130底端，再通过均匀布置在下降管110上的冷却介质出口135中安装的激冷喷头136喷射至下降管110中心部位。

请参阅图2，当激冷水系统过滤效果差，含固量高的时候，冷却介质进口134直接与高压循环水进口管140连通，激冷水进入激冷环腔116后，通过下降管110顶部均匀分布的连通孔114进入环形导流腔111沿下降管110内壁形成水膜。而高压循环水作为冷却介质从冷却介质进口134进入夹套130内，通过几组螺旋缠绕的定位导向件132组成的水通道后到达夹套130底端，再通过均匀布置在下降管110上的冷却介质出口135中安装的激冷喷头136喷射至下降管110中心部位。

综上所述，本实用新型提供的气化炉的激冷筒结构100通过夹套130中冷却介质保护下降管110，避免粗合成气偏流时烧穿下降管110；另一方面通过夹套130底端的冷却介质出口135将冷却介质喷出，形成喷淋管，降低下降管110中心温度，强化灰渣捕集，减少下降管110外侧破泡条或上升管除尘的负荷，并且形成喷淋管也能够降低合成气在下降管110下部的流速。安装有本实施例的气化炉的激冷筒结构100的气化炉其灰渣捕集率高，安全性高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气化炉的激冷筒结构，其特征在于，其包括下降管、激冷水进口管和夹套，所述下降管内设置有环形导流腔，所述激冷水进口管与所述环形导流腔连通，所述环形导流腔的底部与所述下降管的内壁之间具有间隙，所述间隙形成激冷水出口，所述夹套设置于所述下降管的外侧，所述夹套的上部设置有冷却介质进口，所述下降管对应于所述夹套的底端的位置设置有朝向所述下降管内部的冷却介质出口，所述夹套的外壁还设置有高压循环水进口管，所述冷却介质进口依据激冷水的固含量选择与所述激冷水进口管或者所述高压循环水进口管连通。

2.根据权利要求1所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述冷却介质出口处安装有激冷喷头，所述激冷喷头与所述下降管可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述冷却介质出口的开口方向为斜向下20-25°。

4.根据权利要求1所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述夹套内还设置有定位导向件，所述定位导向件螺旋安装于所述夹套和所述下降管之间。

5.根据权利要求4所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述定位导向件的宽度与所述夹套和所述下降管之间的间隙距离一致。

6.根据权利要求4所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述定位导向件的个数为1-6个，多个所述定位导向件水平且螺旋向下安装，多个所述定位导向件将所述夹套和所述下降管之间的空间分隔为多个冷却通道。

7.根据权利要求6所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述夹套的外壁上可拆卸的设置有管塞，所述管塞的个数与所述冷却通道的个数保持一致，所述管塞的安装位置为所述冷却通道的中上位置处。

8.根据权利要求7所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述管塞与所述夹套螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述环形导流腔是由环形外壁和环形内壁围成，所述下降管位于所述环形内壁的上方位置开设有用于连通所述环形导流腔和所述激冷水进口管的连通孔。

10.根据权利要求1所述的气化炉的激冷筒结构，其特征在于，所述夹套的长度为L1，所述下降管的长度为L2，L1/L2为1/3～1/2。