[发明专利]圆柱形高温燃烧炉、器皿、旋风燃烧室等螺旋冷却管壁的构造

说明书

本发明涉及诸如燃烧炉、反应堆、容器、旋流室等高温加工器皿，这些器皿要经受相当高的温度，特别如那些在里面设有螺旋水冷管，用以降低温度的器皿。

某些类型的加工用器皿，如圆柱形燃烧炉，旋风分离器，或其它类似器械，要在诸如3000°F的极端高温下运转，所以必须设计成连续耐受高温而不发生故障。例如在煤炭气化、焚化炉，燃料燃烧，煅烧窑等中使用的旋风分离器，内有一个排气管或涡流探测器放在旋风分离器中心，并伸进分离器顶部下方的壳体里。由于排气管的外壁和内壁都在极端高温环境中暴露，这些器皿壁必须用包括市售陶瓷或耐火材料的材料制造。制造上述类型的排气管完全用这类材料而不在结构上受到局限，支座上出现问题，即使不是不可能也是很困难的。例如有人建议过用金属材料制造排气管，而在两面用陶瓷材料或耐火材料绝热。但是这并不能令人满意，因为管子的两侧都要受到高温，而金属被关闭在绝热材料的中间，两面都受到高温。于是金属可能达到熔化温度使结构损坏。为解决这个问题所作的试探中，还包括在设计中，在容器的内顶部、流化栅、旋流器颈等的前方设置切向水冷管。但是这些设计的每一种，都带来一些其他的问题，譬如密封不严、底座不良和使用寿命短等。

美国专利US3，470，678公开了一种旋风分离器，其中有水冷出口通道，但其水冷效果是靠内筒体和外筒体，以及在外筒体外表面上覆有耐火材料来获得的。这种一个筒体套在另一个筒体中以提供水冷的结构，结构非常复杂，制造困难，成本高。

因此本发明的目的是提供出一种器皿，和与器皿共同使用的排气管，既可以抵抗相当高的高温，而又可相对避免结构和底座上的问题。

本发明的另一个目的是提出一种上述类型的器皿，其中有水冷螺旋管，形成器皿的壁或排气管的一部分。

本发明还有一个目的，就是提出一种上述类型的器皿，器皿壁和/或排气管用由耐火材料绝热的水冷螺旋管形成，着眼于在结构上提高总成的稳定性。

本发明另一个目的，是提出一种上述类型的器皿，螺旋管在器皿中形成主结构底座，通过选择适当的冷却液，并对冷却液控制温度，便可以把螺旋形管的温度，保持在器皿中的气体含有的腐蚀性物质的露点以上。这些腐蚀性物质有如H₂CO₃、H₂SO₃、H₂SO₄等等。

本发明的另外一个目的，是提供上述类型的一种器皿，形成螺旋管的相邻管件部份相互焊接。

为了达到上述的以及其它的目的，本发明包括有一个壳体，其中有一个大致水平伸展的气体进口和一个排出分离颗粒的出口，一个垂直延伸的管形部分，从该壳体的上部伸出，为与上述颗粒分离后的气体提供一个出口;一个隔热材料层至少配置在上述管形部分的一侧;并有把冷却液引入上述管形部分的装置;其特征在于上述管形部分有一段形成螺旋管的管件，一个沿管件长度方向延伸的连续翅片，与管件的相邻管段焊接，使螺旋管形成气密。

参照对本发明的目前最佳、但还是作为示意的实施方案的下列详细说明，结合附图，便可以更全面地领会关于本发明的上述简单叙述，以及其他的目的、特点和优点。附图内容简介绍如下：

图1是本发明器皿的一个垂直剖面图。

图2是1沿2-2线的水平剖面图。

图3是图1标图号3区域的局部放大图。

图4和6是与图1相似的剖面图，但表示的是本发明的另一实施施方案。

图5是图4中标图号5的区域局部放大图。

图1-3表示的是形式为一种旋风分离器的本发明器皿的一个举例实施方案。这分离器有一个圆柱形金属壳体10，其上有一个敞口的上端部份10a和一个圆锥形的下端部份。有一个耐火里衬12在壳体10的里面贴靠延伸，并有上端部份12a，中心有一个孔，其设置原因在下文中有详细叙述，有一个下部的圆锥部份12b和壳体10的端部10b组配。

进口管14在壳体10的上部作基本水平方向的延伸，并从壳体壁上的一个适当的孔中穿出，与壳体的内壁相切，图2示意很为明确。因此，当含有夹带颗粒材料的热气体进入进入管14时，是从基本和壳体内壁相切的方向上排入壳体的内部的，这样有利于以传统的方式促进颗粒材料和气体分离。有一个出口孔16在壳体10的下部上和里衬12上贯穿，使颗粒材料可以被排放到外面的加工器械（图中未示）中去。