[发明专利]一种高温粗合成气激冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激冷装置，尤其是涉及一种用于将气化炉反应室出口的高温粗合成气和熔渣激冷至特定的温度范围的高温粗合成气激冷装置。

背景技术

气流床气化炉的煤气化反应通常在1200-1700℃的高温下进行，反应生成的高温粗合成气需要被冷却到特定的温度，才能进入后续设备进行除尘、热回收、洗涤等生产操作，不同类型的气化炉根据工艺需要，高温粗合成气的冷却方式不同，冷却设备更是千差万别，具有代表性的GE水煤浆气化炉采用的是激冷环与水浴将高温粗合成气激冷至饱和态，而Shell粉煤气化炉则采用循环压缩的粗合成气通过气化室出口周边呈辐射状排列的激冷管将高温粗合成气冷却到工艺所需温度。申请人在专利CN200710175473.5提出了一种合成气的制备和热量回收方法，所述的方法中需要将高温合成气及其携带的熔渣液滴激冷至工艺所需的温度范围，申请人在专利CN200910047706、CN201020567950、CN201020607955、CN201020607531中提出来一种新的煤气化设备，用于实现专利CN200710175473.5所述方法中煤制合成气、合成气部分激冷和第一级热量回收这几个步骤，在前述的五项专利中均需要将高温粗合成气及其携带的熔渣液滴激冷至特定的温度范围，若采用GE的激冷环结构，激冷水量少，高温粗合成气容易将激冷环与下降管烧毁，若采用Shell的激冷管结构，所需的激冷气量大，合成气循环压缩功耗大，激冷效果不好，为了克服现有合成气激冷装置的不足，本发明提供一种将高温粗煤气激冷至特定温度范围的激冷装置，能够快速、高效、均匀将高温合成气及其携带的熔渣液滴激冷至工艺设定的温度范围。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、激冷效率高，激冷介质用量少，激冷速度快，激冷后合成气温度分布均匀的高温粗合成气激冷装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高温粗合成气的激冷装置，包括有激冷器的气体流动通道和气体流动通道侧壁安装的雾化喷嘴，气体流动通道用于连接气化炉的反应室与冷却室并提供激冷介质与高温粗合成气的混合空间；雾化喷嘴为单流道压力式喷嘴或者双流道气液两相喷嘴，均匀分布在气体流动通道的侧壁上，雾化喷头用于将激冷介质均匀喷入高温粗合成气中将高温粗合成气激冷至特定的温度范围；气体流动通道为水冷壁或耐火衬里或是二者的组合形式构成，气体流动通道的形状为圆筒形或圆锥形或是二者的组合形式。

所述的雾化喷嘴数量为2-100个，分为1-20层，每层按照圆周均匀排布，层与层之间可错开0-90°，每层雾化喷嘴均设置一根进水总管，雾化喷嘴安装在进水总管上，雾化喷嘴轴线与气体流动通道轴线的夹角为0-90°。

所述的雾化喷嘴的雾化角在5-150°，喷射距离在0.05-2m，雾化喷嘴的排列形式根据雾化角和喷射距离的大小进行优化组合，减少死角和干涉区域的大小。

所述的雾化喷嘴为单通道压力式喷嘴或双通道的气液两相喷嘴，采用单通道压力式喷嘴则喷嘴直接喷入激冷介质水或水蒸气或低温合成气或其他惰性气体，采用双通道气液两相喷嘴则一个通道为液相流道，另一个通道为气相流道，液相为水，气相可以是水蒸气、合成气和其它惰性气体。

所述的气体流动通道的水冷壁可以采用螺旋盘管、水夹套、竖直集束管或者三者的组合形式，水冷壁设置有进水口和出水汽口，水冷壁靠近高温合成气侧设置销钉，销钉密度为50-10000个/平方米，用于固定耐火耐磨衬里和挂渣，防止高温对水冷壁的烧蚀。

所述的螺旋盘管可以采用2-20根钢管盘绕制成，管与管间密封焊接相连，每根钢管均与进水总管和出水汽总管相连，并且在钢管的入口处设置有流量分配器，保证每根水管进水量均匀。

所述的水夹套为内外两侧存在密封的壳体，中间为充满水的环隙，水夹套上下端设置出水汽口和进水口。

所述的竖直集束管可以采用竖直钢管密封焊接成正多边形或圆形，管间可根据焊接需要加入翅片，每根钢管均与进水总管和出水汽总管相连，并且在钢管的入口处设置有流量分配器，保证每根水管进水量均匀。