專利名稱：一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及用于化工制氣的工業(yè)爐中的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)大部分煤化工項目都需要經(jīng)歷煤炭經(jīng)氣化爐轉(zhuǎn)化為合成氣這一環(huán)節(jié)，原料煤經(jīng)氣化后出來的高溫煤氣需要進一步降溫才能進入下一道工序，在降溫過程中激冷是目前國內(nèi)化工行業(yè)制氣采用的主要手段，現(xiàn)有的氣化爐冷卻系統(tǒng)主要有德士古的上升管-下降管結(jié)構(gòu)、華東理工大學(xué)的多噴嘴對置式氣化爐的復(fù)合床洗滌冷卻室、鼓泡床結(jié)構(gòu)；另一種降溫形式則以shell氣化爐的廢鍋和雙激冷流程為代表。德士古氣化爐激冷室內(nèi)部設(shè)有下降管及上升管，套筒狀結(jié)構(gòu)，下降管的作用是將氣化爐燃燒室產(chǎn)生的合成氣引入到激冷室的激冷水里進行洗滌降溫，洗滌降溫后的合成氣沿上升管從激冷室上部離開氣化爐。采用此種型式，下降管壁面經(jīng)常受熱不均導(dǎo)致變形，上升管在合成氣返混上升時會產(chǎn)生震動，嚴(yán)重時會使上升管脫落，而且，激冷室液位會產(chǎn)生大的波動，粗合成氣易帶水帶灰。華東理工大學(xué)的多噴嘴對置式氣化爐采用的是激冷環(huán)配合下降管進行冷卻，如運行時出現(xiàn)激冷水水量不足，則不能形成均勻水膜保護下降管，使得設(shè)備受熱不均，管壁上面出現(xiàn)干區(qū)，造成壁上掛渣，嚴(yán)重會導(dǎo)致下降管的燒穿。另外，激冷室內(nèi)還設(shè)置有氣泡分隔單元，氣體大量進入會降低液體的密度，影響激冷室液位的測定，造成液位波動，降低了設(shè)備的運行穩(wěn)定性。shell氣化爐有廢熱鍋爐和氣水雙激冷兩種流程。對于廢鍋流程，其缺點是懸浮在煤氣流中的細小煤渣要經(jīng)過較長的管道，且改變流動方向，才能進入下游設(shè)備進行余熱回收或氣固分離。管道及下游設(shè)備極易堵塞，時間一長，激冷氣中的灰含量嚴(yán)重超標(biāo)，就會將激冷環(huán)沖刷壞，造成合成氣泄漏到環(huán)形空間，環(huán)形溫度有所上升，將會影響系統(tǒng)安全。而且氣化爐在停車時還需要花費大量的人力物力去清理，并且同樣使用后續(xù)工段的潔凈合成氣作為激冷氣，在噴入水的冷卻下將溫度進一步降低。此種流程由于采用冷激冷氣的循環(huán)機使用方式，內(nèi)部激冷件的設(shè)置較為復(fù)雜；氣水雙激冷流程特別是氣激冷循環(huán)機的使用，并沒有使原來的廢鍋流程有明顯簡化。因此，盡管Shell推出這個流程，至今沒有被用戶廣泛接受；同時shell氣化技術(shù)中的激冷室內(nèi)件結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，制造周期長，加工難度大，流程復(fù)雜，投資過高。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的是目前利用氣化爐制備合成氣時，激冷流程中的冷卻系統(tǒng)或經(jīng)常受熱不均導(dǎo)致?lián)p壞、或容易造成激冷室液位波動，抑或結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高等技術(shù)問題，提供了一種用于氣化爐化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)[0008]一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括出氣集合管，所述出氣集合管通過法蘭連接有夾套水管，所述夾套水管的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進口，所述夾套水管的頂部通過支撐管連接有傘狀的夾套罩，所述夾套罩頂部設(shè)置有噴水口。所述噴水口上方設(shè)置有通過肋板安裝在所述夾套罩上的防沖刷板。所述防沖刷板表面設(shè)置有耐磨抗高溫材料層。述支撐管的數(shù)量設(shè)置為3 16個。本實用新型的有益效果是(一)本實用新型的出氣冷卻系統(tǒng)可以由夾套罩頂端的噴水口噴出冷卻水形成水膜，并與激冷室液面之間形成水幕，使合成氣與冷卻水逆向換熱，有效地冷卻高溫煤氣。(二)本實用新型的出氣冷卻系統(tǒng)頂部能起到破碎激冷過程中形成的大塊熔渣的作用，使小塊熔渣直接進入水中冷卻沉積，防止堵塞氣化爐下部渣口，其中防沖刷板使這種作用發(fā)揮的更為有效。(三)本實用新型的出氣冷卻系統(tǒng)使得高溫煤氣及熔渣直接進入水中換熱降溫，避免采用冷卻管或下降管因水膜不均導(dǎo)致管壁變形甚至燒穿的現(xiàn)象發(fā)生，同時由于高溫煤氣流速較低，在接觸液面上換熱產(chǎn)生蒸汽膜，蒸汽膜可以減緩高溫煤氣對液面的沖擊，有利于設(shè)備內(nèi)部液位的穩(wěn)定。(四)根據(jù)不同的氣化爐負(fù)荷可以設(shè)置數(shù)量不同的出氣冷卻系統(tǒng)，保證出爐氣化溫度在安全范圍內(nèi)。(五)本實用新型的出氣冷卻系統(tǒng)通過控制激冷水量的大小、減低激冷水溫度及調(diào)整激冷室尺寸來降低氣化爐內(nèi)熱流強度，消除帶水現(xiàn)象。

圖I是本實用新型所提供的出氣冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的C-C斷面圖；圖3是本實用新型在一種氣化爐中的應(yīng)用示意圖。圖中1、防沖刷板，2、噴水口，3、夾套罩，4、支撐管，5、夾套水管，6、冷水進口，7、出
氣集合管、8、氣體出口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細描述如圖I和圖2所示，本實施例披露了一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，出氣冷卻系統(tǒng)一般安裝在氣化爐的激冷室中。出氣冷卻系統(tǒng)包括出氣集合管7，出氣集合管7安裝有至少一個夾套水管5。夾套水管5為具有夾套結(jié)構(gòu)的管體，其底部通過法蘭安裝在出氣集合管7上表面，下部側(cè)壁上設(shè)置有冷卻水進口 6，頂部均勻布置有多個支撐管4。支撐管I頂部連接有夾套罩3,夾套罩3為具有夾套結(jié)構(gòu)的傘狀體,罩在夾套水管5頂部。這樣，夾套罩3和夾套水管5之間由多個支撐管4相連，并且兩者之間形成縫隙，本實施例中支撐管4的數(shù)量為四個。夾套罩3的頂端設(shè)置有多個噴水口 2，噴水口 2噴出的冷卻水在夾套罩3表面形成水膜，并與激冷室液面之間形成水幕，高溫煤氣可以通過水幕及夾套罩3和夾套水管5之間的縫隙進一步冷卻后進入出氣集合管7中。為防止由氣化室并流下來的高溫煤氣和爐渣堵塞噴水口，在噴水口 2上方可以設(shè)置有防沖刷板1，防沖刷板I通過肋板安裝在夾套罩3上，同時，防沖刷板I還可以兼顧破碎激冷過程中形成的大塊熔渣的功能。防沖刷板I外表面噴涂耐磨抗高溫材料,耐磨抗高溫材料一般為碳化硅涂料等。其中，夾套水管5的夾層、夾套罩3的夾層和支撐管4彼此相通，因此，冷卻水由冷卻水進口 6進入,逐步充滿夾套水管5夾層、支撐管4和夾套罩3夾層,然后由夾套罩3頂部的噴水口 2噴出，再沿夾套罩3表面滑落進入激冷室。這樣，一方面可以保護頂部的防沖刷板1，另一方面也能保護夾套罩3，使之不至于被高溫爐渣燒壞，還能兼顧進一步冷卻高溫煤氣的作用。此部分應(yīng)采用鍋爐給水，以防止出氣冷卻系統(tǒng)中各部件及開孔部分的結(jié)垢堵塞。在出氣冷卻系統(tǒng)的使用過程中，通過控制激冷水量的大小、減低激冷水溫度及調(diào) 整激冷室尺寸來降低氣化爐內(nèi)熱流強度，可以更好地消除帶水現(xiàn)象。下面通過圖3進一步地說明本實用新型的出氣冷卻系統(tǒng)在氣化爐中的作用如圖3所示，一種氣化爐激冷室的液面以下一段距離處設(shè)置有出氣集合管7，出氣集合管7—端為封口端，位于爐體內(nèi)，另一端伸出爐體之外，設(shè)置有氣體出口 8，連接下一道工序。出氣集合管7上面連接有三個夾套水管5，一般來說，其數(shù)量根據(jù)氣化爐生產(chǎn)負(fù)荷決定，夾套罩3和夾套水管5之間的縫隙應(yīng)位于激冷室液面以上?；谝陨辖Y(jié)構(gòu)，一部分高溫煤氣與激冷室的液面接觸，換熱冷卻后的氣體上升，由夾套罩3與夾套水管5之間的縫隙進入到夾套水管5內(nèi)，并匯集至出氣集合管7 ;另一部分高溫煤氣直接通過夾套罩3與夾套水管5之間的縫隙進入到夾套水管5內(nèi)，再進入出氣集合管7，混合后的兩部分煤氣通過出氣集合管7的氣體出口 8排出氣化爐。盡管上面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括出氣集合管，所述出氣集合管通過法蘭連接有夾套水管，所述夾套水管的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進口，所述夾套水管的頂部通過支撐管連接有傘狀的夾套罩，所述夾套罩頂部設(shè)置有噴水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述噴水口上方設(shè)置有通過肋板安裝在所述夾套罩上的防沖刷板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述防沖 刷板表面設(shè)置有耐磨抗高溫材料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐管的數(shù)量設(shè)置為3 16個。
專利摘要本實用新型公開了一種用于化工制氣的出氣冷卻系統(tǒng)，包括出氣集合管，出氣集合管通過法蘭連接有夾套水管，夾套水管的一側(cè)設(shè)置有冷卻水進口，夾套水管的頂部通過支撐管連接有傘狀的夾套罩，夾套罩頂部設(shè)置有噴水口，噴水口上方設(shè)置有通過肋板安裝在夾套罩上的防沖刷板，防沖刷板表面設(shè)置有耐磨抗高溫材料層。本實用新型可以形成水幕，使合成氣與冷卻水逆向換熱，有效地冷卻高溫煤氣；能起到破碎激冷過程中所形成大塊熔渣的作用，使小塊熔渣直接進入水中冷卻沉積，防止堵塞氣化爐下部渣口，避免采用冷卻管或下降管因水膜不均導(dǎo)致管壁變形甚至燒穿的現(xiàn)象發(fā)生。同時，由于高溫煤氣流速較低，減緩高溫煤氣對液面的沖擊，有利于設(shè)備內(nèi)部液位的穩(wěn)定。
文檔編號C10J3/84GK202558828SQ201220093088
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者劉文臣, 劉秦怡, 杜曉丹, 王永鋒, 張立冬, 李永輝 申請人:天津辰創(chuàng)環(huán)境工程科技有限責(zé)任公司, 中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司