CN104611070A - 一种新型气流床气化炉激冷环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型气流床气化炉激冷环，包括环形外环板、环形内环板、环形隔环、下降管，环形外环板包括水平环面一和位于水平环面一下面的纵向环面一，环形内环板、环形隔环均固定于水平环面一下面的内侧，环形隔环位于环形内环板与纵向环面一之间，下降管安装于环形隔环下端；环形隔环与水平环面一、纵向环面一之间形成激冷液分配室，激冷液分配室连接有激冷液输送管；环形外环板、环形内环板的向火面设置有环形保护层；本发明可避免高温合成气和熔渣对激冷环向火面的直接冲刷而造成危害，还可以大大降低激冷环向火面的工作温度，延长了激冷环的使用寿命，还可避免出现下渣口被堵塞的现象；本发明易于生产，制造和加工成本都较低。

Description

一种新型气流床气化炉激冷环

技术领域

    本发明涉及水煤浆或煤粉加压气流床气化炉中的的激冷装置，特别是一种应用于水激冷型式的新型气流床气化炉激冷环。

背景技术

煤炭的气化技术是一种将煤炭高效洁净利用的清洁煤技术，水煤浆或煤粉加压气流床气化技术的关键设备是气化炉，煤粉或水煤浆在气化炉中的气化室内发生煤气化反，生成1200～1700℃左右的高温粗合成气与熔融状态的渣进入激冷室，在激冷室内实现高温粗合成气与熔渣的降温和气渣分离。激冷室的关键部件是激冷环，激冷环的作用是将激冷液均匀的分布在下降管内壁上，形成水膜，为高温合成气与熔融状态的渣进行激冷，并保护下降管不被高温合成气与熔渣烧坏，激冷室中激冷环和下降管的使用寿命直接影响到气化炉的正常运转周期。

现有的激冷环结构包括外唇环、内唇环、激冷液进口、激冷液出口、下降管，环形的外唇环与内唇环之间形成激冷液分配室，环形的内唇环与下降管之间形成激冷液出口环隙。激冷液由激冷液进口进入通过激冷液分配室后沿下降管内表面下降，实现对高温合成气和熔渣的增湿降温。但是，现有的气化炉激冷环还存在结构复杂、使用寿命较短等问题，主要表现在：

（1）现有技术中的气化炉激冷环由于其向火面直接与高温合成气和熔渣接触，致使激冷环内唇环工作温度过高，长期的高温运行大大降低了激冷环的使用寿命，同时高温合成气与熔渣对激冷环的直接冲刷作用也会降低激冷环的使用寿命。

（2）由于激冷环进水***有细灰颗粒，直接冲刷内唇环，造成激冷环冲刷穿孔，水膜分布不均匀，致使下降管变形、鼓包、挂渣严重，甚至烧穿，导致气化***被迫停产。

（3）激冷环外唇环和内唇环为整体锻件，制造和加工成本较高，并且由于内部导流块限制，加工组装时无法实现整体性，需要剖成若干段，再进行组焊，影响装配精度。

发明内容

本发明针对现有技术中的激冷环存在的缺陷和不足，提供一种新型流化床气化炉激冷环，克服了现有激冷环工作时直接与高温合成气和熔渣接触而造成的其温度过高、被接冲刷使其寿命降低的缺陷，使激冷环向火面抗变形、耐磨损、抗冲刷能力大大提高。克服了下降管因为水膜分布不均匀、断流而造成的变形、烧穿的缺陷，同时也克服现有技术中的激冷环在制造装配时困难的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：包括环形外环板、环形内环板、环形隔环、下降管、激冷液输送管，环形外环板包括水平环面一和位于水平环面一下面的纵向环面一，环形内环板、环形隔环均固定于环形外环板的水平环面一下面的内侧，环形隔环位于环形内环板与环行外环板的纵向环面一之间，下降管安装于环形隔环下端；环形隔环与环形外环板的水平环面一、纵向环面一之间形成激冷液分配室，激冷液分配室连接激冷液输送管；所述环形外环板、环形内环板的向火面设置有环形保护层，环形保护层为隔热耐火材料。

所述环形外环板的纵向截面呈T形。

所述环形隔环的纵向截面呈L型，环形隔环的下端内沿与下降管的上端外沿固定连接，环形外环板的水平环面一的下面、环形内环板的外侧面、环形隔环的内侧面与下降管之间形成激冷液布水环隙。

所述激冷液输送管倾斜连接于激冷液分配室，倾斜角度最好为45°。

所述环形隔环的内侧面上设置有若干锥形进水孔，锥形进水孔的内侧孔径大于外侧孔径，锥形进水孔的锥形角度为α，α为5～10°；所述锥形进水孔的中心线和环形隔环的圆心的连线形成一定的夹角β，β为10～30°。

所述环形内环板包括有纵向环面二和位于纵向环面二内侧的水平环面二，纵向环面二的顶面与环形外环板的水平环面一的下面靠齐固接。

所述环形保护层包括上端的隔热耐火砖保护层和下端的隔热耐火捣实层，隔热耐火砖保护层位于环形内环板的水平环面二的上面，通过水平环面二托起，隔热耐火捣实层通过浇筑方式包覆水平环面二连接于隔热耐火砖保护层下面。

所述隔热耐火砖保护层材质为具有耐磨蚀、耐高温、抗冲刷性能的耐火材质，如高铝砖、碳化硅砖等；所述隔热耐火捣实层为耐磨蚀、耐高温、抗剥落、可塑的捣打料，由耐火骨料、耐火粉料、胶结剂和外加剂按比例组成。

所述环形内环板的水平环面二的下端固接有大量的渣钉，通过渣钉更能紧密粘接隔热耐火捣实层；所述渣钉的材质可以与激冷环、或者下降管的材质相似，可以均为耐高温、耐腐蚀的、耐磨的镍铬合金Incloy828。

所述环形外环板、环形内环板和环形隔环由锻件加工而成；环形外环板与环形隔环之间、环形隔环下端内沿与下降管上端外沿之间、环形隔环上端与环形外环板下端之间、环形外环板与环形内环板之间、激冷液输送管与激冷液分配室之间均通过组焊拼接而成。

所述激冷环通过螺栓与密封垫、托砖板连接于气化炉底层。

所述激冷环的工作过程为：气化炉气化室排出的高温合成气与灰渣从排渣口进入激冷室时，环状保护层用于耐火以及隔离合成气与灰渣对激冷环向火面的直接冲刷；当激冷液从激冷液输送管进入激冷液分配室后，通过环状隔环上的锥形进水孔进入布水环隙，然后在环形内环板下端与沿下降管之间的激冷液水出口流出。

本发明的有益效果如下：

    （1）气化炉运行时，激冷环内环向火面外侧的环形保护层一方面可以避免高温合成气和熔渣对激冷环向火面的直接冲刷而造成危害，另一方面环形保护层可以起到耐火层的作用，使得激冷环向火面的工作温度大大降低，这样就延长了激冷环的使用寿命；同时环形保护层避免了下渣口处的熔渣被瞬间急冷而凝固造成下渣口被堵塞的现象；

    （2）激冷环的组件环形外环板、环形内环板和环形隔环由锻件加工而成，激冷环由环形外环板、环形内环板、环形隔环、下降管、激冷液输送管通过拼焊组装而成，这种形式的激冷环的材料利用率高、降低了制造激冷环的技术要求、减少了备件费用；因此，大大降低了激冷环的制造和加工成本；

    （3）隔环上的进水孔为前小后大的锥形孔、且进水孔中心线与隔环中心线成20～30°夹角，使激冷液不集中冲刷环形内环板上一个点而穿孔，而且使环形内环上的水流形成环流，使水膜沿下降管环流而下，避免下降管因水膜断流而烧穿的现象。

附图说明

图1为本发明新型气化炉激冷环的剖视示意图；

图2为图1中A-A俯视剖视示意图。

附图标记为：1—气化炉底层，2—托砖板，3—隔热耐火砖保护层，4—环形外环板，5—锥形进水孔，6—环形隔环，7—环形内环板，8—水平环面二，9—渣钉，10—隔热耐火捣实层，11—布水环隙，12—下降管，13—支撑板，14—螺栓，15—密封垫，16—激冷液分配室，17—激冷液输送管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1-2所示，本发明所述一种新型流化床气化炉激冷环，包括环形外环板4、环形内环板7、环形隔环6、下降管12、激冷液输送管17，环形外环板4包括水平环面一和位于水平环面一下面的纵向环面一，环形内环板7、环形隔环6均固定于环形外环板4的水平环面一下面的内侧，环形隔环6位于环形内环板7与环行外环板的纵向环面一之间，下降管12安装于环形隔环6下端；环形隔环6与环形外环板4的水平环面一、纵向环面一之间形成激冷液分配室16，激冷液分配室16连接激冷液输送管17；所述环形外环板4、环形内环板7的向火面设置有环形保护层，环形保护层为隔热耐火材料。

所述环形外环板4的纵向截面呈T形。

所述环形隔环6的纵向截面呈L型，环形隔环6的下端内沿与下降管12的上端外沿固定连接，环形外环板4的水平环面一的下面、环形内环板7的外侧面、环形隔环6的内侧面与下降管12之间形成激冷液布水环隙11。

所述激冷液输送管17倾斜连接于激冷液分配室16，倾斜角度最好为45°。

所述环形隔环6的内侧面上设置有若干锥形进水孔5，锥形进水孔5的内侧孔径大于外侧孔径，锥形进水孔5的锥形角度为α，α为5～10°；所述锥形进水孔5的中心线和环形隔环6的圆心的连线形成一定的夹角β，β为10～30°。

所述环形内环板7包括有纵向环面二和位于纵向环面二内侧的水平环面二8，纵向环面二的顶面与环形外环板4的水平环面一的下面靠齐固接。

所述环形保护层包括上端的隔热耐火砖保护层3和下端的隔热耐火捣实层10，隔热耐火砖保护层3位于环形内环板7的水平环面二8的上面，通过水平环面二8托起，隔热耐火捣实层10通过浇筑方式包覆水平环面二8连接于隔热耐火砖保护层3下面。

所述隔热耐火砖保护层3材质为具有耐磨蚀、耐高温、抗冲刷性能的耐火材质，如高铝砖、碳化硅砖等；所述隔热耐火捣实层10为耐磨蚀、耐高温、抗剥落、可塑的捣打料，由耐火骨料、耐火粉料、胶结剂和外加剂按比例组成。

所述环形内环板7的水平环面二8的下端固接有大量的渣钉9，通过渣钉9更能紧密粘接隔热耐火捣实层10；所述渣钉9的材质可以与激冷环、或者下降管12的材质相似，可以均为耐高温、耐腐蚀的、耐磨的镍铬合金Incloy828。

所述环形外环板4、环形内环板7和环形隔环6由锻件加工而成；环形外环板4与环形隔环6之间、环形隔环6下端内沿与下降管12上端外沿之间、环形隔环6上端与环形外环板4下端之间、环形外环板4与环形内环板7之间、激冷液输送管17与激冷液分配室16之间均通过组焊拼接而成。

所述激冷环通过螺栓14与密封垫15、托砖板2连接于气化炉底层1，气化炉底层外部设置有支撑板13。

本发明新型气化炉激冷环的工作过程：从气化室排出的高温合成气与熔渣从排渣口进入激冷室时，环状保护层3、10一方面避免了合成气与灰渣对激冷环向火面7直接冲刷造成的危害，另一方面环状保护层3，10可以起到耐火层的作用，增大了合成气与内环管间的热阻，使得激冷环向火面7的工作温度降低。

激冷液从激冷液输送管17进入激冷液分配室16，通过环状隔环6上的进水孔5进入布水环隙11，然后在环形内环板7下端与沿下降管12之间的激冷液水出口流出。由于环状隔环6上的锥形进水孔5前小后大，使水流分散，进水孔5中心线与环形隔环6的圆心的连线成10～30°夹角，使激冷液不集中冲刷而穿孔，而且使布水环隙11内的激冷液形成环流，使下降管12的水膜旋流而下，水膜分布更均匀，避免了下降管12水膜分布不均而造成的烧穿现象。

激冷环的环形外环板4、环形内环板7和环形隔环6由锻件加工而成，各组件与激冷液输送管17在激冷室上均通过组焊拼接而成。激冷环组件通过螺栓14与密封垫15、托砖板2连接在气化炉上。这种形式的环管的材料利用率高、降低了制造激冷环的技术要求、减少了备件费用。因此，大大降低了激冷环的制造和加工成本。

Claims (12)

1.一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：包括环形外环板（4）、环形内环板（7）、环形隔环（6）、下降管（12）、激冷液输送管（17），环形外环板（4）包括水平环面一和位于水平环面一下面的纵向环面一，环形内环板（7）、环形隔环（6）均固定于环形外环板（4）的水平环面一下面的内侧，环形隔环（6）位于环形内环板（7）与环行外环板的纵向环面一之间，下降管（12）安装于环形隔环（6）下端；环形隔环（6）与环形外环板（4）的水平环面一、纵向环面一之间形成激冷液分配室（16），激冷液分配室（16）连接激冷液输送管（17）；所述环形外环板（4）、环形内环板（7）的向火面设置有环形保护层，环形保护层为隔热耐火材料。

2.根据权利要求1所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述环形隔环（6）的纵向截面呈L型，环形隔环（6）的下端内沿与下降管（12）的上端外沿固定连接，环形外环板（4）的水平环面一的下面、环形内环板（7）的外侧面、环形隔环（6）的内侧面与下降管（12）之间形成激冷液布水环隙（11）。

3.根据权利要求2所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述激冷液输送管（17）倾斜连接于激冷液分配室（16）。

4.根据权利要求3所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述激冷液输送管（17）倾斜角度为45°。

5.根据权利要求2所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述环形隔环（6）的内侧面上设置有若干锥形进水孔（5），锥形进水孔（5）的内侧孔径大于外侧孔径，锥形进水孔（5）的锥形角度为α，α为5～10°。

6.根据权利要求5所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述锥形进水孔（5）的中心线和环形隔环（6）的圆心的连线形成一定的夹角β，β为10～30°。

7.根据权利要求2所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述环形内环板（7）包括有纵向环面二和位于纵向环面二内侧的水平环面二（8），纵向环面二的顶面与环形外环板（4）的水平环面一的下面靠齐固接；水平环面二（8）的下端固接有渣钉（9）。

8.根据权利要求7所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述环形保护层包括上端的隔热耐火砖保护层（3）和下端的隔热耐火捣实层（10），隔热耐火砖保护层（3）位于环形内环板（7）的水平环面二（8）的上面，通过水平环面二（8）托起，隔热耐火捣实层（10）通过浇筑方式包覆环形内环板（7）的水平环面二（8）连接于隔热耐火砖保护层（3）下面，隔热耐火捣实层（10）通过渣钉（9）紧密粘接环形内环板（7）的水平环面二（8）。

9.根据权利要求8所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述隔热耐火砖保护层（3）材质为具有耐磨蚀、耐高温、抗冲刷性能的耐火材质；所述隔热耐火捣实层（10）为耐磨蚀、耐高温、抗剥落、可塑的捣打料，包括有耐火骨料、耐火粉料、胶结剂和外加剂。

10.根据权利要求2所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述环形外环板（4）、环形内环板（7）和环形隔环（6）由锻件加工而成；环形外环板（4）与环形隔环（6）之间、环形隔环（6）下端内沿与下降管（12）上端外沿之间、环形隔环（6）上端与环形外环板（4）下端之间、环形外环板（4）与环形内环板（7）之间、激冷液输送管（17）与激冷液分配室（16）之间均通过组焊拼接而成。

11.根据权利要求2-10任意一项所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于：所述激冷环通过螺栓（14）与密封垫（15）、托砖板（2）连接于气化炉底层（1）。

12.根据权利要求11任意一项所述的一种新型流化床气化炉激冷环，其特征在于工作过程为：从气化炉气化室排出的高温合成气与灰渣从排渣口进入激冷室时，环状保护层用于耐火以及隔离合成气与灰渣对激冷环向火面的直接冲刷；当激冷液从激冷液输送管（17）进入激冷液分配室（16）后，通过环状隔环（6）上的锥形进水孔（5）进入激冷液布水环隙（11），然后在环形内环板（7）下端与沿下降管（12）之间的激冷液水出口流出。