[实用新型]高温含尘合成气的水浴式激冷器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粉煤气化或水煤浆气化的降温除尘装置，具体的说是一种在高温高压条件下的高温含尘合成气的水浴式激冷器。

背景技术

目前气化装置中用于冷却高温含尘合成气(以下简称合成气)的方法主要有两种，一种是采用废热锅炉(合成气冷却器)，例如Shell，prenflo等干煤粉加压气化工艺中采用废热锅炉，但结构复杂，施工难度大，制造周期长，投资成本高；另一种采用带中心筒(即冷激筒)的水浴式激冷器，这种激冷器是由进水管将水引入喷水环管，经喷水环管将水直接注入冷激筒壁面形成液膜，合成气穿过冷激筒浸水除尘降温。但该方案中冷激筒壁面液膜除尘降温时，气液接触面积不足，合成气中的灰尘润湿度小，导致合成气的降温除尘效果不够理想，后续除尘段的负荷较大；并且直接用喷水环管注入的方式不能保证在冷激筒内壁的壁面形成完整的液膜，也使得冷激筒上段筒壁温差应力大，灰尘易粘结在壁面，从而降低了冷激筒及相关部件的使用寿命。由于除尘效果较差，不仅影响了对合成气降温的能力，通常还需在设备外设置多级文丘里，使得流程复杂。尽管在结构上做了一些改进，如为了进一步增加气液接触面积，在冷激筒下端设齿形鼓泡器完成气流分散的作用，但气液接触面积仍然较少，降温除尘效果仍不理想，且易出现带水带灰问题，特别是运行一段时间后系统阻力降增大，需要停车清理。如进气管入口端的除尘分离器带水严重，运行一、两个月后即需停机清理，不适合长周期运行。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、降温除尘效果好、可长期稳定运行的高温含尘合成气的水浴式激冷器。

技术方案包括包括进水管、黑水出口管、上端与进气管连通的冷激筒、人孔、出气管和壳体，所述进水管的出口端与冷激筒上方的喷水环管连通，其特征是：所述冷激筒中段设有导向锥及位于导向锥上方的喷嘴，所述喷嘴与壳体上第二进水管的出口端连通。

所述导向锥俯角为45°～70°。

所述导向锥下方设有锥帽，所述锥帽的锥角为45°～75°。

所述出气管入口端设有除尘分离器，所述除尘分离器上方设有在线冲洗器。

冷激筒上段外环设有水槽，所述进水管的出口端经喷水环管与水槽连通，所述冷激筒上端还设有齿形槽。

所述冷激筒中段外环还设有至少两层环形塔盘，最上层塔盘与壳体上的第三进水管的出口端连通。

所述冷激筒下段外环设有升气管。

为解决了气液接触面积不足的问题，在冷激筒中段设文丘里结构，从第二进水管引入的水通过导向锥上方的喷嘴喷出，湿化合成气并补充导向锥局部壁面液膜的液量，沿壁面而下的液膜在通过导向锥后形成一道垂直下落的环形液帘，借助合成气通过导向锥缩口后气流产生的径向扩散效应(即文丘里效应)，增加气液接触面积，使合成气穿过液帘时被再次冷却和除尘，同时合成气内的灰尘也部分被浸湿。所述导向锥俯角优选为45°～70°，下端设置锥角优选为45°～75°的锥帽，以使含尘气体继续进行增湿和除灰并对合成气气流进行再分布。

为解决现有技术中冷激筒内壁的壁面难以形成连续均匀的完整液膜、壁面易粘结灰尘、冷激筒上段筒壁温差应力大、零件使用寿命短的问题，采用在冷激筒上段外环设置水槽，环形的喷水环管与水槽连通，水由喷水环管注入水槽，当水槽内的水注满后，会沿冷激筒上端溢出，流入冷激筒的内壁壁面，所述冷激筒上端开有齿形槽，水沿齿形槽溢出时，能在冷激筒壁面形成连续均匀的完整液膜，通过液膜蒸发对合成气进行冷却并且由于水槽内的水能起到对激冷筒的均匀冷却作用，能降低冷激筒筒壁上端的金属温度和沿轴向温度梯度，从而延长了激冷筒的使用寿命。

在出气管入口端设置除尘分离器，以便除去随气流带出的残留灰尘及液滴，避免带水严重，优选采用高效折板分离器，并在除尘分离器的上方设置在线冲洗器，如喷嘴。通过控制喷嘴向除尘分离器喷水的方式清理除尘分离器上的灰垢，无需停机清理，可持续使用达一年以上。

塔盘设置冷激筒中段的外环，位于液层上方面，穿出液层的合成气经两层或两层以上环形的塔盘进一步洗涤，除去水分，所述塔盘优选导向喷射塔盘或淋降式穿流角钢塔盘。

由于合成气在穿过液层时，会使壳体内的液面波动较大而导致液位计测量数据失真，因此在冷激筒下段外环设升气管，使液面的波动尽可能控制在升气管以内，而不影响壳体上液位计的测量。