[发明专利]一种高温半焦冷却系统及冷却方法

权利要求书

1.一种高温半焦冷却系统，其特征在于，包括：气化炉；

所述气化炉包括反应室以及设置于所述反应室下方的冷却室；

所述反应室用于煤粉与含氢气体进行煤加氢气化反应；

所述冷却室的底部设置有流化气进口，在所述流化气进口上方的冷却室内设置有冷却管；

所述流化气进口用于向所述冷却室内吹入流化气体，对煤气化反应生成的半焦进行流化，使得所述半焦在流化状态下冷却；

所述冷却管用于流经冷却介质对所述处于流化状态的半焦进行冷却；

所述气化炉还包括：排焦系统；

所述排焦系统包括：设置于所述冷却室侧壁上的至少一个半焦溢流口，以及与所述至少一个半焦溢流口连通的半焦收集系统；

其中，所述半焦收集系统用于在保持所述冷却室内压力不变时，将半焦连续稳定地排至外部。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却管的进口与出口分别设置于所述冷却室的侧壁上，且所述冷却管的进口低于所述冷却管的出口设置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却管包含第一管路，与所述第一管路平行且位于所述第一管路上方的第二管路，以及竖直排布的多个第三管路，每一个所述第三管路的两端分别与所述第一管路和第二管路连通，所述第一管路的进口为所述冷却管的进口，所述第二管路的出口为所述冷却管的出口。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第三管路在所述冷却室内均匀排布。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，流化状态下固体半焦与冷却介质的总换热系数为250-500W/m²·K。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流化气进口与所述冷却管之间还设置有气体分布板，其中，所述气体分布板上的开孔率为0.1-4％。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当半焦溢流口为一个时，所述半焦收集系统包括与所述半焦溢流口连通的至少两级串联连通的半焦收集罐，且每两级所述半焦收集罐之间、以及一级所述半焦收集罐与所述半焦溢流口之间分别设置有至少一个排焦阀。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半焦溢流口为至少两个时，所述半焦收集系统包括分别与每一个所述半焦溢流口对应连通的半焦收集罐，且所述半焦收集罐与所述半焦溢流口之间分别设置有至少一个排焦阀。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述半焦溢流口为两个，分别为第一溢流口与第二溢流口，所述半焦收集系统包括分别与所述第一溢流口、第二溢流口连通的第一半焦收集罐和第二半焦收集罐。

10.根据权利要求8-9任一项所述的系统，其特征在于，所述半焦收集罐上连接有充压部件，所述充压部件用于向所述半焦收集罐充入冷却气，使得在向所述半焦收集罐排焦前，保持所述半焦收集罐的压力与所述冷却室内的压力一致。

11.根据权利要求8-9任一项所述的系统，其特征在于，所述排焦系统还包括：设置于所述冷却室侧壁上的连通口，所述连通口位于所述溢流口的正上方，所述连通口与所述半焦收集罐通过平衡管连通，且所述平衡管上设置有平衡阀。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述半焦收集罐上还连接有泄压部件，所述泄压部件用于在向所述半焦收集罐排焦完成后，对所述半焦收集罐进行泄压，并排出换热后的冷却气。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述排焦系统还包括：设置于所述冷却室内壁上的溢流挡板，所述溢流挡板与冷却室内壁连接处位于所述溢流口与连通口之间，所述溢流挡板包括与所述冷却室内壁固定连接并向下倾斜的上段，以及与所述上段连接并竖直向下折弯的下段，所述下段为弧面结构，且所述弧面结构两侧分别与所述冷却室内壁固定连接，所述溢流挡板与所述冷却室内壁形成下端开口的腔体，所述溢流口与所述腔体连通，所述溢流挡板用于阻隔未经冷却的半焦进入所述半焦收集罐。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述溢流口位于所述溢流挡板的正下方，且所述溢流挡板上端两个端点之间的距离为所述溢流口直径的3-10倍。