CN2563158Y - 一种射流型洗涤冷却水均布器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种射流型洗涤冷却水均布器，该分布器主要由环形圆管(2)、引水半圆环(6)、导气管延伸段(8)、挡渣环(5)、进水口(1)、定位块(13)诸零件组合而成。通过该装置的射流孔(4)可使气流床气化炉产生的高温煤气流适当降温，以延长均布器与导气管寿命，从而满足产业部门的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种洗涤冷却水均布器，特别涉及一种适用于气流床气化炉生产煤气或合成气装置中高温煤气适度冷却的洗涤冷却水均布器。
背景技术
以含碳氢化合物为原料气流床气化生产煤气的过程中(如发明人在中国专利《多喷嘴对置式水煤浆和干煤粉气化炉及其应用》专利号ZL 98110616.1公开的技术)来自气化室出口的煤气不仅温度高达1350℃左右，而且含有大量的熔渣。为实现熔渣凝固、煤气洗涤冷却的技术目标，途径之一是煤气与洗涤冷却水接触。
中国专利ZL 89101638、ZL 89101054、ZL 89101262、ZL 89109831公开了有关急冷环、骤冷环结构，有关工厂以专有技术引进了该类结构装置用于生产，但它们在实际应用中存在诸多缺陷，例如，急冷环中因存在气泡且不稳定，导致金属冷热频繁交替引起疲劳而出现裂纹，甚至脱落；导气管局部裸露于高温煤气中，导致烧蚀。总之其寿命在数月到一年，影响生产。因此有关厂家急需一种长寿命、高效洗涤冷却水均布器，以提高气化装置的效益与竞争能力。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种射流型洗涤冷却水均布器，其使用寿命可达数年以上，以满足产业部门的需要。
本实用新型的构思是这样的：所设计的均布器，将来自外置的加压水源的高压洗涤冷却水分成两路，一路水通过环形狭缝形成水幕沿导气管内壁下降，起到保护导气管的作用，另一路水则通过设置在均布器上的圆形射流孔均布地射入导气管内的高温热流体中，使刚离开气化床反应器的热流体的温度由～1350℃快速下降至800～900℃，这样从根本上避免导气管与高温(～1350℃)热流体的接触，大大延长了均布器与导气管的寿命。
设计人在大量实验研究的基础上，提出了本实用新型技术方案，其技术方案是这样的：所说的高效洗涤冷却水均布器由环形圆管、引水半圆环、导气管延伸段、挡渣环、进水口、环形狭缝出口、圆形射流孔、定位块等构件组合而成。
所说的环形圆管是将截面为圆的管段加工成为环形。所说的导气管延伸段是将导气管沿环形圆管截面的中心线向上延伸一定高度，将环形圆管分成两个室，即内室与外室。所说的引水半圆环为一圆管的一半所围成的环，其垂直面与导气管延伸段内圆面固接，在半圆环上方与下方分别设有一个以上的平衡孔。所说的进水口有多个，固接于环形圆管外室并与水平面成45°交角。所说的挡渣环为一环状金属板并水平固接于环形圆管内侧中心线处。
环形圆管与导气管之间有一环形狭缝，洗涤水沿狭缝流出，形成水幕以保护导气管不与高温煤气直接接触；环形圆管周边还开有一排圆形射流孔，圆形射流孔中心线与导气管呈45°交角，洗涤冷却水沿圆形射流孔喷出，射向导气管空间，以增强热煤气与洗涤冷却水之间的均匀接触，使热煤气流适度冷却。所说的适度冷却是指热煤气流由1350℃冷却到800～900℃。
环形狭缝出水口设有4～16个定位块，以用来防止狭缝出水口在高温下变形。
当洗涤冷却水均布器工作时，来自加压水源的高压洗涤冷却水以1～5m/s的速度自进水口进入环形圆管外室，由于导气管延伸段的阻挡，洗涤冷却水沿导气管延伸段与环形圆管之间的间隙流动，此时的速度为1～5m/s；再沿引水半圆环与环形圆管间隙向下流动，此时的速度为1～5m/s。洗涤冷却水出口有两个，一个是沿导气管与环形圆管之间的间隙以1～5m/s流出，沿导气管内壁形成水幕，以保护导气管的金属材料。另一个是沿圆形射流孔喷出，速度为1～5m/s，与导气管中高温热煤气流形成交叉射流，适度降低煤气流的温度和提高冷却洗涤效率。
洗涤冷却水的上述流速与均布器结构能将在均布器中产生的气泡携带至出口，防止了由于气泡的存在引起环形圆管壁内外温差过大与波动；由于本实用新型构思新颖设计比较合理，因此本实用新型专利所述的洗涤冷却均布器有较长的使用寿命。
挡渣环的功能在于它能拦截一部分灰渣使其遮盖环形圆管部分表面，降低环形圆管金属内外温度差，同时可以增加环形圆管的刚度，从而达到延长其使用寿命之目的。
以下将通过附图和实施例对本实用新型专利作进一步说明。
图1为本实用新型结构俯视示意图
图2为本实用新型结构A-A剖面图
图3为本实用新型结构C处放大图
1-进水管 2-环形圆管 3-环形狭缝出水口 4-圆形射流孔5-挡渣环
6-引水半圆环 7-平衡孔 8-导气管延伸段(指插入环形圆管内的那段导气管)9-连接环板 10-导气管11-内室 12-外室 13-定位块
由图2和图3可见，本实用新型所说的洗涤冷却水均布器由环形圆管(2)、引水半圆环(6)、导气管延伸段(8)、挡渣环(5)、进水口(1)、定位块(13)组合而成。所说的环形圆管(2)与导气管(10)之间有一环形狭缝(3)，环形圆管(2)的内室金属壁上均布开有一排圆形射流孔(4)，其与导气管壁夹角为45°。所说的环形圆管(2)内室(11)外壁水平位置上设有挡渣环(5)。所说的环形圆管(2)外室(12)与进水口(1)固接，进水口与水平面成45°角。所说的引水半圆环(6)横截面与环形圆管(2)横截面圆心重合，引水半圆环(6)固接于导气管延伸段(8)的内侧面上，引水半圆环(6)上下侧分别开有平衡孔(7)，上侧平衡孔与导气管夹角为15°，下侧平衡孔尽量靠近导气管。
洗涤冷却水自进水口(1)进入环形圆管外室(12)，沿导气管延伸段(8)上端部与环形圆管(2)之间的间隙进入环形圆管(2)的内室(11)，所说的内室(11)实际上是由环形圆管(2)和引水半圆环(6)构成的环室，然后通过射流孔(4)及环形狭缝出水口(3)分别流出均布器，流出的速度为1～5m/s。整个均布器通过连接环板(9)与气化炉底部相固接。
由于洗涤冷却水在内室(11)中自上而下将气泡裹携带出洗涤冷却水均布器，可减小金属壁内外温差与波动；设置挡渣环(5)，使洗涤冷却水均布器内室(11)上侧外壁为灰渣遮蔽，减小了金属壁的内外温差，同时增加了环形圆管(2)的刚度，有利于减少变形；由于洗涤冷却水以较大速度通过环形圆管(2)与引水半圆环(6)之间形成的间隙，传热效果好，使金属处于较低温度工作，也有利于延长寿命；由于均布器为环形圆管，应力均匀，也有利于延长工作寿命。定位块(13)可以防止环形狭缝在高温下扭曲变形。
下面结合实施例进一步阐明本发明的内容：
实施例1
一个日处理1000吨煤的气化炉，出气化室经洗涤冷却水均布器进入导气管内煤气流压力为4.0MPa，温度为1320℃，气量是17383m3/h，洗涤冷却水量为243m3/h。环形圆管横截面的尺寸外径为114×6mm，引水半圆环横截面外径为70×4mm，开在环形圆管上的射流孔直径为φ8mm，共100个，均布排列在环形圆管上；环形狭缝为7mm，进水口管径为70×4mm，挡渣环截面尺寸为12×12mm，水的出口速度为2.38m/s。定位块的尺寸为6.8×6.8mm，共16个，均布排列并固接在环形狭缝出水口中。热煤气流通过本装置后温度可降至800～900℃，然后沿导气管下降，经继续冷却洗涤，最终达到饱和温度，排出气化炉。
由上可见：本实用新型具有显著优点，由于导气管延伸段的存在，使洗涤冷却水由外室沿环形圆管与导气管延伸段最高处的间隙进入内室，洗涤冷却水可以携带气泡流出均布器，或者说均布器中的气泡停留时间极短，从而有效地减小了环形圆管金属壁内外温差及其波动，从一个侧面延伸长了均布器的寿命；由于洗涤水均布器截面为圆形，应力分布均匀，从而有利于延长使用寿命；由于设置了挡渣环，部分灰渣遮蔽在环形圆管内室表面上，减小了金属壁内外温差，以及挡渣环设置提高了环形圆管的刚度，均有利于延长寿命；由于环形圆管内室下方有一部分洗涤冷却水自圆形射流孔喷出，与煤气形成交叉射流，适度降低了高温煤气流的温度和提高了冷却洗涤效率，再加部分冷却水自环形狭缝中流出形成水幕保护，亦提高了导气管的寿命。为防止环形圆管扭曲变形，又设置了定位块。也就是说，本实用新型专利在延长使用寿命、提高热质传递效率、均布洗涤冷却水、保护导气管方面是极为完善的，具有技术优势，可满足产业部门的要求。
Claims (3)
1.一种射流型洗涤冷却水均布器，其特征在于：所说的洗涤冷却水均布器由环形圆管(2)、引水半圆环(6)、导气管延伸段(8)、挡渣环(5)、进水口(1)、定位块(13)组成而成；所说的引水半圆环(6)横向截面与环形圆管(2)横向截面圆心重合，引水半圆环(6)固接于导气管延伸段(8)的内侧面上，引水半圆环(6)上下侧开有一个以上的平衡孔(7)；所说的环形圆管(2)与导气管(10)之间有一环形狭缝出水口(3)；所说的环形圆管(2)的壁上开有一排圆形射流孔(4)，其中心线与导气管夹角为45°；所说的环形圆管(2)与洗涤冷却水进口(1)固接，洗涤冷却水进口(1)轴线与水平面成45°夹角；所说的挡渣环(5)水平固接在环形圆管(2)内侧中心线处；所说的环形圆管(2)通过连接板(9)与气化炉底部相固接。
2.如权利要求1所述的均布器的特征在于：多个进水口(1)以及圆形射流孔(4)、环形狭缝(3)中的水速为1～5m/s。
3.如权利要求1所述的均布器的特征在于：所说的环形狭缝出水口(3)中设有4～16个定位块。
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