專利名稱：廢熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢熱鍋爐，用于冷卻載有固體的熱氣體。
背景技術(shù)：
US-A-2006076272中描述了這樣的廢熱鍋爐。該公開文本描述了一種在伸長型氣化反應(yīng)器容器中進行的典型的煤氣化方法。當熱氣體由氣化反應(yīng)器排放時，熱氣體需要被偏轉(zhuǎn)180度以便在廢熱鍋爐中向下流動。在US-A-2006076272的設(shè)計中，熱氣體的偏轉(zhuǎn)經(jīng)由與水平線成大約45°的彎曲管道段及其后的氣體反轉(zhuǎn)腔室進行，其中在氣體反轉(zhuǎn)腔室中， 氣體被偏轉(zhuǎn)135°。氣體反轉(zhuǎn)腔室位于廢熱鍋爐的上端處。這種現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的氣化構(gòu)造的一個缺點在于，在操作中，固體可能在存在于廢熱鍋爐中的冷卻表面和冷卻表面的支承結(jié)構(gòu)上積聚。本發(fā)明目的在于提供一種改進型廢熱鍋爐。該目的通過以下廢熱鍋爐實現(xiàn)。一種廢熱鍋爐，其為伸長型容器，包括同軸設(shè)置的用于熱氣體的管狀通道，所述管狀通道進一步設(shè)置有用于熱氣體的入口和用于已冷卻氣體的出口，其中氣體通路限定于所述管狀通道的所述入口與出口之間，并且其中，在所述氣體通路中，設(shè)有管狀冷卻表面的一個或多個束，所述管狀冷卻表面與所述管狀通道同軸地設(shè)置， 其中所述管狀通道在一端封閉，從而形成氣體反轉(zhuǎn)腔室，并且其中，氣體入口為所述管狀通道的壁中的開口，該開口位于氣體反轉(zhuǎn)腔室與氣體通路之間，其中用于熱氣體的入口連接至入口管道，所述入口管道與所述管狀通道成角度α設(shè)置，并且其中，在所述管狀通道中的熱氣體入口處，設(shè)有轉(zhuǎn)向板。申請人:發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)置這樣的板，氣體更均勻地流動通過廢熱鍋爐。因為氣體速度更加均勻，幾乎沒有滯流存在，因此固體不會有機會在冷卻表面和冷卻表面的支承結(jié)構(gòu)上積聚，因此，獲得更好的熱傳遞。


下文將利用圖1-2對本發(fā)明進行進一步示例說明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的廢熱鍋爐的頂端。圖2示出了圖1的剖視圖AA'。
具體實施例方式圖1示出了廢熱鍋爐O)的頂端(1)，該廢熱鍋爐為伸長型容器(3)。容器(3) 包括同軸設(shè)置的用于熱氣體的管狀通道G)。通道(4)設(shè)置有用于熱氣體的入口( 和在容器(3)下端的用于已冷卻氣體的出口(在該圖中未示出)。氣體通路(6)限定于所述管狀通道⑷的所述入口(5)與出口之間。在氣體通路(6)中，設(shè)有管狀冷卻表面的一個或多個束(7)。管狀冷卻表面的束(7)與通道同軸地設(shè)置。所述管狀通道(4)在一端(8)封閉，從而形成氣體反轉(zhuǎn)腔室(9)。氣體入口(5)為管狀通道⑷的壁(10)中的開口，該開口位于氣體反轉(zhuǎn)腔室(9)與氣體通路(6)之間。用于熱氣體的入口(5)連接至入口管道 (11)，所述入口管道與所述管狀通道(4)成一定角度α設(shè)置。角度α優(yōu)選地介于30至 90°之間。在這些優(yōu)選角度，當熱氣體在使用中流動通過入口管道(11)時，熱氣體在流入氣體通路(6)中時將形成大于90°的彎曲。如上所述的廢熱鍋爐O)的一個實例在上述 US-A-2006076272 中進行了描述。圖1還示出了位于管狀通道⑷中熱氣體入口(5)處的附加的轉(zhuǎn)向板(12)。這樣的板可有利地被加到US-A-2006076272的廢熱鍋爐，以便通過平衡氣流并因此增加熱傳遞而改進流型。短語“在熱氣體入口( 處”是指在容器C3)豎直地設(shè)置的情況(這是用于其預(yù)期應(yīng)用時的情況)下在相同高度處。按照這種方式，在使用時，至少某些進入管狀通道 ⑷的氣體將撞擊在所述轉(zhuǎn)向板(12)上。轉(zhuǎn)向板(12)優(yōu)選地與管狀通道⑷的縱向軸線成介于5至45°之間的角度β設(shè)置，其中轉(zhuǎn)向板的頂部沿背離進入的熱氣體的流動的方向旋轉(zhuǎn)，如圖1中所示。更優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向板(1 與管狀通道(4)的縱向軸線成介于10至25° 之間的角度β設(shè)置，甚至更優(yōu)選地成15°的角度β設(shè)置。在一個優(yōu)選實施例中，角度β 可改變。優(yōu)選地，板的尺寸和在管狀通道中的位置使得形成至少兩條主氣體進入通路(13 和14)，用于熱氣體朝向氣體通路(6)流動。優(yōu)選地形成四條氣體通路。一條主氣體進入通路(1 將經(jīng)由氣體反轉(zhuǎn)腔室(9)延伸，一條主氣體進入通路將經(jīng)由直接連接氣體入口(5) 和氣體通路(6)的開口(1 延伸。另外兩條氣體通路QOa和20b)位于板的左側(cè)和右側(cè)上，如圖2中所示。優(yōu)選地，板(1 設(shè)置有冷卻裝置。更優(yōu)選地，冷卻裝置為用于冷卻介質(zhì)的具有入口(17)和出口(18)的一個或多個管道(16)，如圖2中所示。適當?shù)睦鋮s介質(zhì)為冷水或沸水。板(1 由支承桿適當?shù)刂С小ＶС袟U在優(yōu)選矩形的板(1 的四個邊緣處適當?shù)毓潭?。?12)可適當?shù)卦O(shè)置有一個或多個機械清潔裝置(19)或噴砂機，用于移除在操作期間可能積聚的任何固體。板(1 的表面可適當?shù)卦O(shè)置有耐火材料層或設(shè)置有包覆層。在有和沒有轉(zhuǎn)向板(1 的情況下測量和分析廢熱鍋爐( 中的氣流的均勻性。沿著在管狀冷卻表面的束(7)以上0.5米的、垂直于管狀冷卻表面的束(7)的水平面和沿著進入管狀冷卻表面的束(7)0. 5米的、垂直于管狀冷卻表面的束(7)的水平面測量氣體的速度分布。氣體速度分布由速度值的標準偏差或偏離平均值的速度偏差的均方根(RMS)最好地表征。RMS為一種標準統(tǒng)計方法，用于估算變量在其平均值周圍改變的程度，為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知。在不使用轉(zhuǎn)向板(12)的情況下，在管狀冷卻表面的束(7)的頂部以上0.5米處， 氣體速度分布的RMS值為37.4%，而在使用處于20°角度β設(shè)置的轉(zhuǎn)向板(12)的情況下， RMS值為5.2%，在使用處于15°角度β設(shè)置的轉(zhuǎn)向板(1 的情況下，RMS值為5.6%，與不使用轉(zhuǎn)向板(1 的情況比較，兩者都有大約七倍的氣體速度分布改進。在不使用轉(zhuǎn)向板(12)的情況下，在管狀冷卻表面的束(7)的頂部以下0. 5米處， 氣體速度分布的RMS值為8.5%，而在使用處于20°角度β設(shè)置的轉(zhuǎn)向板(12)的情況下， RMS值為4.0%，在使用處于15°角度β設(shè)置的轉(zhuǎn)向板(1 的情況下，RMS值為3.7%，與不使用轉(zhuǎn)向板(1 的情況比較，兩者都有兩倍以上的氣體速度分布改進。 因此，使用轉(zhuǎn)向板(12)都顯著地增加了管狀冷卻表面的束(7)以上和內(nèi)部的氣體
速度的均勻性。
權(quán)利要求
1.一種廢熱鍋爐，其為伸長型容器，包括同軸設(shè)置的用于熱氣體的管狀通道，所述管狀通道進一步設(shè)置有用于熱氣體的入口和用于已冷卻氣體的出口，其中氣體通路限定于所述管狀通道的所述入口與出口之間，并且其中，在所述氣體通路中， 設(shè)有管狀冷卻表面的一個或多個束，所述管狀冷卻表面與所述管狀通道同軸地設(shè)置，其中所述管狀通道在一端封閉，從而形成氣體反轉(zhuǎn)腔室，并且其中，氣體入口為所述管狀通道的壁中的開口，該開口位于氣體反轉(zhuǎn)腔室與氣體通路之間，其中用于熱氣體的入口連接至入口管道，所述入口管道與所述管狀通道成角度α設(shè)置，并且其中， 在所述管狀通道中的熱氣體入口處，設(shè)有轉(zhuǎn)向板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板與所述管狀通道的縱向軸線成介于5至45°之間的角度β設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板與所述管狀通道的縱向軸線成介于10至25°之間的角度β設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板與所述管狀通道的縱向軸線成 15°的角度β設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板在所述管狀通道中設(shè)置為形成二至四條氣體進入通路，用于熱氣體朝向氣體通路流動，即一條經(jīng)由氣體反轉(zhuǎn)腔室，一條經(jīng)由直接連接氣體入口和氣體通路的開口，可選的另外兩條位于轉(zhuǎn)向板的左側(cè)和右側(cè)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板設(shè)置有冷卻裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱鍋爐，其中，所述冷卻裝置為用于冷卻介質(zhì)的具有入口和出口的一個或多個管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，所述角度β能夠改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板設(shè)置有機械清潔裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，設(shè)有噴砂機以用于清潔轉(zhuǎn)向板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的廢熱鍋爐，其中，所述轉(zhuǎn)向板的表面設(shè)置有耐火材料層或設(shè)置有包覆層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢熱鍋爐(1)，其為伸長型容器，包括同軸設(shè)置的用于熱氣體的管狀通道(4)，所述管狀通道進一步設(shè)置有用于熱氣體的入口(11)和用于已冷卻氣體的出口，其中氣體通路(6)限定于所述管狀通道的所述入口與出口之間，并且其中，在所述氣體通路中，設(shè)有管狀冷卻表面的一個或多個束，所述管狀冷卻表面(7)與所述管狀通道同軸地設(shè)置，其中所述管狀通道在一端(8)封閉，從而形成氣體反轉(zhuǎn)腔室(9)，并且其中，氣體入口為所述管狀通道的壁中的開口，該開口位于氣體反轉(zhuǎn)腔室與氣體通路之間，其中用于熱氣體的入口連接至入口管道(11)，所述入口管道與所述管狀通道成角度α設(shè)置，并且其中，在所述管狀通道中的熱氣體入口處，設(shè)有轉(zhuǎn)向板(12)。
文檔編號C10J3/84GK102325863SQ201080008773
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者C·J·舍勒肯斯, T·P·馮科薩克格洛切維斯基 申請人:國際殼牌研究有限公司