CN1025866C - 具有防泄构件的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一上部部分氧化气体发生器和一下部辐射气体冷却器，发生气体通过一垂直筒形耐火喉部从上部气体发生器向下流进下部气体冷却器，垂直的钢制筒形气体防泄套筒具有围绕耐火喉部通道设置的带有法兰的底部，使气体不致泄入气体防泄套筒外侧的静止区。耐火喉部由带法兰的气体防泄套筒作垂直支承。支承构件连接在上部气体发生器筒体上，用以支承气体防泄套筒并使其下端在受热膨胀时自由移动。

Description

本发明一般地说涉及部分氧化气体发生器和气体冷却器。更确切地说，本发明涉及复合气体防泄套筒和筒体支架，此支架防止向下流经耐火喉部通道的粗发生热气流的外泄，耐火喉部通道则连接气体发生器和气体冷却器。

部分氧化法是一种人们所熟悉的将液体碳氢燃料（如石油）和固体碳质燃料（如煤和石油焦）转变为含有H₂+CO的混合气体的方法。来自气体发生器的发生气体根据其实际成分称作合成气体、还原性气体或可燃气体。这方面可参阅3，544，291、3，607，157、3，998，609和4，289，502号美国专利。

部分氧化反应是在衬有耐火材料的立式直通的钢制压力筒体内进行的，这可参阅4，525，176号美国专利，对来自气体发生器的粗发生热气流可在急冷箱内的水中进行冷却，这可参阅4，605，423号美国专利，此热气流也可在辐射式或对流式冷却器内通过与锅炉用水之间的间接热交换进行冷却，这可参阅4，377，132和4，462，339号美国专利。因此，本发明的目的在于结合气体发生器和合成气体冷却器提供一种复合气体防泄套筒和筒体支架，此支架防止向下流经耐火喉部通道的粗发生热气流的外泄，耐火喉部通道则连接气体发生器和气体冷却器。

概括地说，本发明是与一高温气体发生器和一立式钢制压力筒体结合使用的;高温气体发生器具有一衬有耐火材料的，立式压力筒体，用以使液体碳氢燃料或固体碳质燃料部分氧化而产生含有H₂+CO的混合气体，气体发生器的下方同轴线连接着一个钢制垂直压力筒体，在下方的压力筒体内设一气体冷却器和废热锅炉，用以通过与锅炉用水进行的间接热交换冷却来自气体发生器的粗发生热气流，本发明包括用以连接上述两个筒体的连接构件、一个在第一和第二筒体之间并与其同轴线的垂直长筒形耐火喉部和一个围绕耐火喉部并与其同轴线的垂直长筒形钢制气体防泄套气。气体防泄套筒在其下端具有一与其同轴线的环形法兰，其向内延伸的部分用以支承耐火喉部下端。此外，还有将气体防泄套筒连接在第一筒体下的连接装置和密封装置。使气体防泄套筒的***和两筒体内壁之间形成一个环形静止区，按照本发明，气体防泄套筒允许有不同程度的轴向和（或）径向增长。但是流经耐火喉部的粗发生气体事实上却不会泄入环形静止区的。

结合以下推荐实施例及其附图将对本发明的上述目的、其他目的和优点作进一步的说明。

附图说明如下。

图1为气体发生器的剖面简图。此图示出了与气体冷却器同轴线设置的气体发生器，还示出了本发明连接喉部的结构、气体防泄套筒和耐火喉部通道的支架。

图2为图1中“A”部剖面放大图，此图示出了本发明的喉部结构、气体防泄套筒和耐热喉部通道的支架。

图1简略地示出了第一立式耐热钢制压力长筒体1，此筒体具有一向内收缩的下端2和上端4，下端2沿该筒体中央纵轴线具有一底部出口通道3，上端4具有一同轴线入口通道5，用以插装一个普通的向下放气的气化喷嘴（图中未示出），筒体1是部分氧化气体发生器内反应区7的耐火材料6的外壳，该气体发生器用以产生合成气体、还原性气体或可燃气体。筒体1的下凸缘15与第二立式耐热钢制压力长筒体8的上凸缘16相连接。筒体8是一气体冷却器和废热锅炉的外壳，通过普通螺栓和（或）夹持器一类连接构件（图中未示出）将第一筒体的下凸缘15与第二筒体的上凸缘16彼此连接而使此两筒体具有共同的中央纵轴线。垂直长筒形耐火喉部17在第一和第二筒体之间与其同轴线设置，使粗发生热气流得以从反应区7向下畅流进筒体8内的辐射式气体冷却器、一同轴线垂直钢制气体防泄套筒18绕耐火喉部17的外周19设置，对此在“A”部放大图中作了较清楚的图示。

图2为图1中“A”部的放大图，垂直的压力筒体1具有部分氧化反应区的中央下部出口通道3，将凸缘15和16夹持在一起可使筒体1与气体冷却器和废热锅炉9的垂直筒形外壳8连接在一起、关于这种普通型的气体冷却器和废热锅炉9可参阅4，377，132号美国专利，在气体冷却器9中设有同轴线耐火入口通道14，以及与环形水冷壁12和其他气体冷却管连接的蒸气鼓11，将锅炉用水引入辐射锅炉的水冷壁管内，通过水的蒸发在水冷壁管内产生蒸汽，从而将热量从流入气体冷却器的热 合成气体中带走。气流中固化的渣体可在辐射锅炉的底部将其排走，水冷壁可由带翼片的平行水管构成也可将平行水管连结成垂直的筒形表面（参阅4，377，132号美国专利附图中的标号15和23）和两个平面环形表面12，从而构成水冷壁，垂直的同轴线耐火喉部17由衬有耐火材料的底部出口通道3的下端延伸到辐射冷却器9耐火入口通道14的顶部13。

金属的气体防泄套筒18在其下端具有一同轴线的环形平面法兰20，法兰具有径向向内的部分21和径向向外的部分22，向内的部分21支承垂直筒形耐火喉部17的底部。

金属的气体防泄套筒18由一支承机构给以垂直支承，支承机构的上端固定在筒体1上，其下端则在受热膨胀时可自由移劝，在支承机构的一个推荐实施例中，将三角形联接板26的垂直边焊在筒体1的内侧面上，而使其另一边作径向水平延伸，可以采用4个彼此相隔90°设置的联接板26，将一垂直的同心环形件27直立于联接板26的下方，固定在环形法兰20的向外延伸的部分22上，带有端部接头29和30的4个垂直吊杆28将联接板26和环形件27连接而又可拆开。垂直同心的环形件23位于环形件27径向稍外之处而通过适当的方法（例如焊接）固定在环形水冷壁12的一定位置上也可以将环形件23固定在圆环31上而保持其位置。圆环31水平放置，其外周焊接固定在筒体8的内壁上。

下部气体弹性密封装置35是将同心弹性U形金属薄板环形件36的相对两边固定在向上延伸的同心环形件27的外侧表面上和向上延伸的同心环形件23的内侧表面上构成的。上部气体弹性密封装置37是将同心弹性U形金属薄板环形件38的相对两边固定在气体防泄套筒18靠近上端的外侧表面上和垂直悬置的同心环形件39的内侧表面上构成的。环形件39位于向上垂直延伸的气体防泄套筒18的径向稍外之处焊在气体发生器1下部收缩端40的外表面上。流经耐火喉部17的粗发生气体实际上不会通过下部弹性密封装置35和（或）上部弹性密封装置37流进筒形静止区41内，此静止区位于气体防泄套筒18***以外。气体发生器1靠近其下端的内周和筒体8靠近其上端的内周以内。位于气体防泄套筒18的上端和下部收缩端40的底部表面之间的间隙42以及位于环形法兰20外周和垂直延伸的同轴环形件23之间的间隙43具有相当大的宽度，足以使筒形气体阻挡件在通常为1700°F-2800°F的高温下可以作轴向和（或）径向伸长。

在另一实施例中，支承金属气体防泄套筒18的机构是将吊杆28的上端向上延伸而固定在（例如通过焊接）气体发生器1的内下端2上构成的，这样就省去了联接板26。此支承机构第二实施例的其它特点大体上与上述支承机构相同。不过，上述联接板式支承机构较为合理，因为这可减小作用在气体发生器下部收缩端40的总负荷。

由气体发生器支承气体防泄套筒18是有利的。这样就可重新砌筑整个气体发生器的耐火材料（包括喉部），并可在将气体发生器装上气体冷却器之前部分地进行预热。因此，可缩短整个设备的停工时间。

以上尽管对本发明的一种可行的具体实施例作了充分的说明，这也只是为了便于对本发明作出说明，本发明绝不应受此限制。

Claims (8)

1、一种气体发生器，它具有：

一个立式的第一耐热钢制压力长筒体(1)，此筒体沿其中央纵轴线具有：一底部出口通道(3)和一同轴线的用以插装一向下放气的喷嘴的上部入口通道(5)，此第一筒体为一用以产生合成气体，还原性气体或可燃气体并衬有耐火材料的部分氧化气体发生器内反应区(7)的壳体；

一个立式的第二耐热钢制压力长筒体(8)，此筒体为用以冷却来自反应区(7)的粗发生热气体流的气体冷却器(9)的壳体；

用以连接第一筒体(1)的下端和第二筒体(8)的上端并使其沿各该筒体中央纵轴线作垂直同轴对准的连接件(15、16)，一个与第一和第二筒体(1、8)同轴线、位于此两筒体之间并使粗发生热气体流从反应区(7)通畅地流进气体冷却器(9)的垂直长筒形耐火喉部(17)；

其特征是，此发生器具有：

沿其长度圆绕耐火喉部(17)外周设置的垂直同轴线金属气体防泄套筒(18)，此套筒具有一环形下法兰(20)，此法兰具有向内延伸部分和向外延伸部分(21、22)，向内延伸部分用作支承耐火喉部(17)的一个支架；

用以将气体防泄套筒(18)连接在第一筒体(1)上的支承机构(26-30)。

位于气体防泄套筒(18)和其径向外边筒形静止区(41)之间的上部和下部弹性连接密封装置(35、37)；流经耐火喉部(17)的粗发生气体流大体上不会泄入筒形静止区(41)内。

2、按权利要求1所述气体发生器，其特征是，此气体发生器在气体防泄套筒（18）和与第一、第二两压力筒体（1、8）相邻构件之间具有间隙（42、43）。

3、按权利要求1所述气体发生器，其特征是：气体防泄套筒（18）由支承机构（26-30）作垂直支承，此支承机构具有固定在第一筒体（1）上的上端和因受热膨胀而需自由移动的下端。

4、按照权利要求3所述的气体发生器，其特征是：支承机构具有若干焊在筒体（1）内表面上的联接板（26）、一个在联接板（26）的正下方固定在平面法兰（20）向外延伸部分（22）上垂直的同心环形件（27）以及一个在各联接板和各垂直环形件之间使其彼此连接而又可拆开的垂直吊杆（28）。

5、按照权利要求4所述的气体发生器，其特征是：支承机构具有一个固定在平面法兰（20）向外延伸部分（22）上的垂直的同心环形件（27）和若干垂直的吊环（28），此吊杆的下端与垂直环形件（27）连接而又可拆开，其上端固定在第一筒体（1）收缩的内下端（2）上。

6、按权利要求1-5中任一要求所述气体发生器，其特征是：下部弹性连接气封装置具有一固定在平面法兰（20）向外延伸部分（22）上的垂直设置的第一同心环形件（27）、一个具有若干焊在一起的水冷管（9）而具有气密封性的水平环形水冷壁（12）、一个在第一环形件（27）径向稍外处设置而固定在环形水冷壁（12）上的垂直设置的第二同心环形件（23）和一个U形弹性金属薄板同心环形件（35），此环形件（35）的相对两边分别固定在第一环形件（27）的外侧表面上和第二环形件（23）的内侧表面上。

7、按权利要求1-5中任一要求所述气体发生器，其特征是：下部弹性连接气封机构具有一个固定在平面法兰（20）向外延伸部分（22）上的垂直设置的同心第一环形件（27），一个外周固定在气体冷却器内壁上的板状圆环（31）、一个至第一环形件（27）径向稍外处设置而固定在板状圆环（31）上的垂直设置的第二同心环形件（23）和一个U形弹性金属薄板同心环形件，此环形件的相对两边分别固定在第一环形件（27）的外侧表面上和第二环形件（23）的内侧表面上。

8、按权利要求1-5中任一要求所述气体发生器，其特征是：上部弹性连接气封机构具有一个在气体防泄套筒（18）径向稍外处设置而焊在第一压力筒体（1）收缩下端（2）外侧表面上的垂直悬置的同心第一环形件（39）和一个U形弹性金属薄板同心环形件（38），此环形件（38）的相对两边分别固定在垂直筒形气体防泄套筒（18）靠近上端的外侧表面上和第一环形件（39）的内侧表面上。

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