[发明专利]合成气冷却器

说明书

本发明公开了一种合成气冷却器，用于冷却合成气。所述合成气冷却器包括过热器热交换器，所述过热器热交换器进一步包括：第一集管，其被配置成接收饱和蒸汽；第二集管，其被配置成排出过热蒸汽；以及第一管群组，其直接连接到所述第一集管和所述第二集管且在所述第一集管与所述第二集管之间竖直延伸。所述第一管群组中的每个管包括与所述合成气介接的外表面和在所述第一集管与所述第二集管之间的相应长度，且所述第一管群组中的每个管不接触沿着所述相应长度的另一管，以使得所述合成气能够围绕每个管的外表面沿着其相应长度且在每个管之间流动。

技术领域

本说明书公开的主题涉及气化系统内的合成气冷却器，且更确切地说，涉及合成气冷却器内的热交换表面。

背景技术

气化器将含碳材料转化为一氧化碳与氢气的混合物，所述混合物称为合成气体或合成气。举例来说，气化系统包括一个或多个气化器，所述气化器使原料在高温下与氧气和/或蒸汽反应以产生合成气。合成气可用于发电、化学生产或任何其它合适的应用。在使用之前，合成气可经由热交换系统在合成气冷却器中冷却且在气体处理系统中处理。热交换系统在冷却合成气时可能会产生饱和蒸汽和/或过热蒸汽。

发明内容

在范围方面与初始要求保护的发明相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不希望限制要求保护的发明的范围，相反，这些实施例希望仅提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文阐述的实施例的多种形式。

在一个实施例中，一种合成气冷却器被配置成冷却合成气。所述合成气冷却器包括过热器热交换器，所述过热器热交换器进一步包括：第一集管(header)，其被配置成接收饱和蒸汽；第二集管，其被配置成排出过热蒸汽；以及第一管群组，其直接连接到所述第一集管和所述第二集管、且在所述第一集管与所述第二集管之间竖直延伸。所述第一管群组中的每个管包括与所述合成气交界的外表面和在所述第一集管与所述第二集管之间的相应长度，且所述第一管群组中的每个管不接触沿着所述相应长度的另一管，以使得所述合成气能够围绕每个管的外表面沿着其相应长度且在每个管之间流动。

所述合成气冷却器包括饱和热交换器，所述饱和热交换器包括：第三集管，其被配置成接收水；第四集管，其被配置成排出饱和蒸汽；及第二多个管，其直接连接到所述第三集管和所述第四集管且在所述第三集管与所述第四集管之间竖直延伸，其中每个管与所述合成气交界。

其中，所述过热器热交换器与所述饱和热交换器相对于所述合成气冷却器的纵向轴线位于相同轴向位置处；其中，所述合成气冷却器包括多个过热器热交换器和多个饱和热交换器，且所述多个过热热交换器中的每个过热热交换器相对于所述纵向轴线沿圆周设置于所述多个饱和热交换器中的一对饱和热交换器之间。

其中，所述过热器热交换器与所述饱和热交换器相对于所述纵向轴线彼此邻近地径向设置，且所述过热器热交换器中的多数相对于所述纵向轴线在所述饱和热交换器径向向外处。

其中，所述合成气冷却器包括具有顶端和底端的实质上圆筒形容器，且所述过热器热交换器从邻近于所述顶端竖直延伸到邻近于所述底端。

其中，所述第一多个管以交错布置直接连接到所述第一集管和所述第二集管。

其中，所述合成气冷却器包括辐射合成气冷却器。

其中，包括连接到所述合成气冷却器的气化炉。

其中，包括集成式气化组合循环系统，所述集成式气化组合循环系统包括所述合成气冷却器。