[发明专利]分体组合式高温气体洗涤冷却装置

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种分体组合式高温气体洗涤冷却装置。

背景技术

气化炉多用于加工生产粗合成煤气，所述粗合成煤气由煤、天然气、页岩气、石油焦、生物质、污泥等碳氢化合物制取，以H₂、CO、CO₂为主体组分，其一般压力为0.2～12MPa，温度为1000～1800℃。煤气中含有灰渣，其干气成分CO和H₂为75～94%，CO₂为2～23%，N₂、Ar、H₂S、COS、NH₃、HCl、CH₄、HCN、HCOOH等为3～5%。

为了将合成煤气用于生产合成氨、甲醇、油品、烯烃等化学工业、联合循环发电（IGCC）、冶金工业（直接还原炼铁）等工业领域，须先对其洗涤，去除其中夹带的灰渣和飞灰。

目前在气化领域高温气体处理应用最为广泛、技术最为成熟的为激冷流程，该流程用系统循环黑水来洗涤高温粗合成煤气，能较好地达到降温、洗灰和除渣的效果，保证后续工段的正常运行，洗涤冷却室（或称激冷室）一般与气化室共同组成气化炉主体。

一些引进的煤气化技术所采用的激冷室在运行过程中，常出现离开气化炉出口的合成煤气液体夹带、床层液位不稳定、固相灰渣洗涤效果差等问题。专利号为01112880.1和01112702.3的中国专利公开了一种新型洗涤冷却室，该结构采用喷淋床与鼓泡床相结合的一种复合床型，利用流体的喷淋流动与鼓泡运动达到气液固三相热质同时传递过程，根据流体流动特点，洗涤冷却室床层可分为气液并流区、鼓泡区、液固分离区和气液分离区等，洗涤冷却室的主要构件有洗涤冷却水分布环、洗涤冷却管和分隔板等。

目前该洗涤冷却室已经成功应用于国内外30余家企业90余台气化炉之上。但是随着气化用煤有朝使用高灰分、高灰熔点或熔渣粘温特性较差的煤的趋势，该类煤在高温下的流动性较差、且受温度变化的影响大，使用现有的下降管或洗涤冷却管结构，在实际操作过程中出现渣口或管内堵渣的概率增加，造成高温气体的偏流而影响装置的长周期运行。

此外，对于由一个壳体完成高温气体的洗涤冷却，由于离开壳体的气体要达到气液相平衡状态，且气相中不带固体灰渣，因此要保证高温气体与洗涤冷却水有一相对较长的接触时间，才能实现工艺所要求的洗涤冷却效果，这就势必造成导气管的长度较长。

发明内容

本发明为了克服现有技术中渣口或管内堵渣的概率较高，造成高温气体偏流继而影响装置的长周期运行，以及设备投资费用高等缺陷，提供一种分体组合式高温气体洗涤冷却装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种分体组合式高温气体洗涤冷却装置，其特点在于，其包括一第一壳体和一第二壳体，该第一壳体的上部设有一经过洗涤降温后的气体的排放口，该第一壳体的下部设有一用于排出黑水的第一黑水出口，该第二壳体的下部设有一用于接纳该第一壳体导出的气体的气体导入管，该气体导入管与该排放口连接，该气体导入管的上部设有一气体分布器，且该气体分布器深入设置在该第二壳体内部的液池，在该第二壳体内还设有一组合式气泡分割器，该第二壳体上部设有一洗涤水入口，该洗涤水入口一端与该第一黑水出口连通，该洗涤水入口的另一端与一液体水分布槽相连，该第二壳体上部侧面设有一气体出口，用于排出经过冷却和洗涤的粗合成气。

较佳地，该第一壳体的顶部设有一用于接纳待洗涤冷却的高温气体的开口，在该第一壳体的中部设有一导气管，该导气管的入口与该开口对接，并在对接的位置设有一洗涤冷却水分布环，该第一壳体的下方设有一静态破渣器，在该第一壳体的四周设有若干用于向该第一壳体内部喷射水雾以降低待洗涤冷却气体温度的压力雾化器，该压力雾化器包括一本体，该本体上设有与洗涤冷却水的水源连通的接口，该本体中设有一环形的导流片，该环形的导流片的前端设有一喷头，该喷头指向该导气管的出口。

较佳地，该组合式气泡分割器水平设置，该组合式气泡分割器的下端与气泡接触的部位呈锯齿状或格栅状。

较佳地，该第二壳体的直径为D，该第二壳体内液池上方的高度为H，H/D的值为0.5～3。

较佳地，该气体导入管内气体的流速为5m/s～30m/s。

较佳地，该第二壳体内气体的空塔流速为0.1～5m/s，气体在该第二壳体内的停留时间为10～60s。

较佳地，该第二壳体内气体的空塔流速为0.1～2m/s，气体在该第二壳体内的停留时间为20～40s。