[实用新型]一种复合结构的洗涤冷却管

说明书

本实用新型涉及一种洗涤冷却管，特别涉及一种适用于以煤、石油焦、生物质、可燃工业废弃物等含碳氢物质为原料的气流床气化生产煤气或合成气装置中高温气体及熔渣激冷的洗涤冷却管。

激冷流程的气流床煤气化技术近年来已获得广泛应用，其中有代表性的为华东理工大学开发的多喷嘴对置式煤气化技术（专利号US7862632B2，ZL98110616.1，ZL01210097.8，ZL2005101114824.8，ZL200810039551.3）和美国的Texaco水煤浆气化技术。

洗涤冷却管(即下降管)是激冷流程的气流床煤气化炉的关键部件。在洗涤冷却管中，出气化室的高温、高压、含液态熔渣的粗合成气与洗涤水接触，进行粗合成气及其所含熔渣的降温、合成气增湿、熔渣相变凝固、灰渣为水浸润等过程，使1200～1650℃的粗合成气激冷至200～300℃。

洗涤冷却管内进行的热质传递过程非常剧烈。为了适应耐高温、耐熔渣侵蚀和承受剧烈的热质传递，现有激冷流程煤气化装置的洗涤冷却管采用结构简单的光管式圆筒，通过选用Incoloy 825、Incoloy 800等高等级合金材料，并依靠洗涤冷却环形成的水膜，以实现保护。但随着气化室操作负荷的提高，以及气化所使用的煤质发生波动，将导致洗涤冷却管内的操作工况进一步恶化，容易造成洗涤冷却管的水膜分布不均，进而导致烧损。洗涤冷却管的烧损直接导致出气化炉的合成气超温，如果联锁启动及时，直接造成气化炉停车；如果联锁启动不及时，将烧损激冷室壳体，可能会发生重大安全事故。这也是困扰现有的激冷流程气流床气化长周期、安全、稳定运行的重要因素之一。特别是，当气化室工况存在波动，气化室渣口出现堵渣等问题时，将使进入洗涤冷却管的高温粗合成气存在偏流，极易烧损洗涤冷却管，导致气化炉的稳定运行存在重大安全隐患。

因此，为了保证洗涤冷却管的正常使用，避免其损坏并延长其使用寿命，实现激冷流程气流床气化炉的稳定运行，有必要发明一种复合结构的洗涤冷却管来取代现有的洗涤冷却管。

鉴于以上问题，本实用新型提供一种复合结构的洗涤冷却管，以克服现有技术的洗涤冷却管容易烧损、使用寿命不够理想的缺陷。

本实用新型的构思是这样的：对于激冷流程的气流床气化装置，出气化室的高温、高压、含液态熔渣的粗合成气通过渣口进入洗涤冷却管，与通过洗涤冷却环以形成水膜形式进入的激冷水进行剧烈的热质传递，在很短的距离内(约0.5～4m)使1200～1650℃的粗合成气迅速降温。现洗涤冷却管采用光管式圆筒，如存在洗涤冷却环形成的水膜分布不均等问题，在该位置由于热负荷高等原因容易造成烧损。所设计的复合结构的洗涤冷却管，在粗合成气迅速降温和热负荷高的位置，采用水冷壁洗涤冷却管，不仅依靠洗涤冷却管内侧的水膜保护，而且水冷壁管内的水也可以保护洗涤冷却管免受损坏；在粗合成气温度相对较低的位置，采用光管式圆筒作为洗涤冷却管。

本申请的发明人在大量研究的基础上，提出了本实用新型技术方案，具体如下：

一种复合结构的洗涤冷却管，所述复合结构的洗涤冷却管包括自上而下依次排布连接的洗涤冷却环1、水冷壁洗涤冷却管2、光管洗涤冷却管3和气体分布器4；所述水冷壁洗涤冷却管2设置有入口集箱21和出口集箱22。

一种复合结构的洗涤冷却管，所述复合结构的洗涤冷却管包括自上而下依次排布连接的洗涤冷却环1、水冷壁洗涤冷却管2、光管洗涤冷却管3和气体分布器4；所述水冷壁洗涤冷却管2设置有入口集箱21和出口集箱22。

所述水冷壁洗涤冷却管2为盘管型或列管型。

所述水冷壁洗涤冷却管2的长度为0.5～5.5m，内径由进入的粗合成气及熔渣流量(即操作负荷)确定。

所述水冷壁洗涤管2选用15CrMoG或相应等级的合金材料，水冷壁洗涤冷却管的水冷壁管之间设置鳍片。

所述光管洗涤冷却管3是内径与所述水冷壁洗涤冷却管2的内径相等的圆筒。

所述光管洗涤冷却管3的长度为1.5～7.5m，选用普通管材。光管洗涤冷却管3的下部设置气体平衡口，下缘设置齿形的气体分布器，以实现出洗涤冷却管的粗合成气的均布。出洗涤冷却管的粗合成气经激冷室液相主体空间的鼓泡、气液分离后出激冷室。

所述洗涤冷却环1和所述水冷壁洗涤冷却管2以及所述水冷壁洗涤冷却管2和所述光管洗涤冷却管3之间的连接方式为焊接连接或法兰连接。

所述洗涤冷却环1、水冷壁洗涤冷却管2和光管洗涤冷却管3的中心线同轴。

所述的洗涤冷却环1与气化室渣口相邻，置于水冷壁洗涤冷却管2的顶端，通过洗涤冷却环1形成激冷水水膜。