[发明专利]淬冷器和制备乙炔的装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地，涉及一种淬冷器以及制备乙炔的装置。

背景技术

乙炔是重要的基础化工原料。目前，制备乙炔的通常方法包括电石法、甲烷电弧裂解法等。但随着工业应用中对环境和能耗要求的提高，利用热等离子体裂解碳质材料(如煤炭)制备乙炔的工艺逐渐兴起。

利用热等离子体裂解碳质材料(如煤炭)制备乙炔的工艺的基本原理为：在高温、高焓、高反应活性的电弧热等离子体射流中，使煤炭的挥发分甚至固定碳可直接转化为乙炔。而在完成裂解后，乙炔作为热等离子体裂解碳质材料的主要气相产物，需要确保乙炔具有较好的稳定性，以有效防止乙炔继续分解为碳黑和氢气，获得理想的乙炔产出率。因此，需要利用淬冷器对热等离子体裂解碳质材料的混合产物进行淬冷。

目前，本领域中已经提出了若干种淬冷器，例如中国发明专利CN101823935B。在传统的淬冷器中，大都通过将裂解气和淬冷剂同时通入淬冷器内部空间中，使裂解气和淬冷剂在该内部空间中进行混合，从而实现淬冷。然而，这种传统的淬冷器仅依靠裂解气和淬冷剂在空间上分布而实现混合，难以达到裂解气和淬冷剂更为充分的混合，进而也难以进一步提高淬冷效率。

因此，在热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中，如何实现更为理想的淬冷效率成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器、淬冷方法和制备乙炔的装置，该技术方案能够获得较高的淬冷效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器，该淬冷器包括淬冷器本体，该淬冷器本体包括：

裂解产物入口，用于将裂解产物导入所述淬冷器本体内部；

淬冷剂入口，用于将淬冷剂导入所述淬冷器本体内部，所述裂解产物入口和淬冷剂入口设置为能够使得导入所述淬冷器本体内部的裂解产物和淬冷剂在所述淬冷器本体内彼此混合并在所述淬冷器本体内形成旋流；

固体/液体产物出口，该固体/液体产物出口在所述淬冷器本体的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从所述淬冷器本体内部排出；以及

气体产物出口，该气体产物出口朝上设置且通向所述淬冷器本体外部，用于将气体产物从所述淬冷器本体内部排出。

优选地，所述淬冷器本体包括形成有内圆周面的侧壁，所述裂解产物入口设置在所述淬冷器本体的上部，所述裂解产物入口贯穿所述淬冷器本体的侧壁并使所述裂解产物入口朝向所述淬冷器本体内部的开口方向与该裂解产物入口处的水平切线方向之间形成夹角α1；所述淬冷剂入口贯穿所述淬冷器本体的侧壁并使所述淬冷剂入口朝向所述淬冷器本体内部的开口方向与该淬冷剂入口处的水平切线方向之间形成夹角α2，所述夹角α1＝α2，且优选为0度至60度。

优选地，所述淬冷器本体具有螺旋管道，所述裂解产物入口连通于所述螺旋管道的上端开口，所述淬冷剂入口通入所述螺旋管道，以形成所述旋流。

优选地，所述淬冷剂入口为多个，沿所述淬冷器本体的轴向和/或周向间隔设置。

优选地，所述多个淬冷剂入口中的至少一个与所述裂解产物入口彼此紧邻并形成为双通道通孔结构。

优选地，所述淬冷器本体包括圆锥筒形的底壁，所述固体/液体产物出口设置在所述底壁径向尺寸较小的底端。

优选地，所述淬冷器本体具有气体产物排出管道，该气体产物排出管道的第一端在所述淬冷器本体内位于所述旋流的终结区域或与所述旋流终结区域相邻近的区域A，所述气体产物排出管道的第二端位于所述淬冷器本体外部而形成所述气体产物出口。

优选地，所述气体产物排出管道的至少所述第一端为竖直延伸的。

优选地，所述气体产物排出管道整体沿所述冷淬器本体的轴向竖直延伸。

优选地，所述淬冷器本体包括换热管路，该换热管路与所述旋流的路径彼此密闭地相伴设置。

根据本发明的另一方面，还提供了制备乙炔的装置，该装置包括：反应器，该反应器利用热等离子体使碳质材料裂解以产生裂解产物，该反应器具有裂解产物出口；和淬冷器，该淬冷器为本发明所提供的上述淬冷器，所述反应器的所述裂解产物出口与所述淬冷器的所述裂解产物入口相通。

通过上述技术方案，由于将裂解产物和淬冷剂能够以旋流方式彼此混合，从而能够使淬冷剂与待进行淬冷处理的裂解产物充分且更为均匀地混合，实现更好的淬冷效率，进而获得较高的乙炔收率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明