一种具有液位自平衡功能的气化炉的制作方法

1.本实用新型属于煤化工领域，特别涉及一种具有液位自平衡功能的气化炉。


背景技术：

2.现有气化炉的激冷室普遍采用激冷环、下降管与上升管或破泡板结构。高温含熔渣粗合成气经激冷环排出的激冷水快速冷却降温，随后沿下降管进入液池，经历水浴再次洗涤冷却后，灰渣由激冷室底部排出，粗合成气则折返上行，从而实现气渣分离。由于粗合成气在下降管下部液池内折返上行，一方面造成激冷室内液位的剧烈波动。
3.另一方面，也存在气体携液现象，现有技术一般采用上升管或破泡板来实现稳定液位和减少带液现象。但是，实际应用表明，上述洗涤冷却结构无法有效解决合成气带液现象，在负荷波动时容易造成液位不稳定，给人工操作带来了挑战。
4.目前，也有部分技术提出了自平衡液位的带辐射废锅的气化炉，但技术方案仍存在诸多不足。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中存在的上述问题，本公开提供了一种结构简单、易操作、液位便于控制的具有液位自平衡功能的气化炉。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：
7.提供一种具有液位自平衡功能的气化炉，其包括：炉体、从上至下顺序设于所述炉体的激冷段上的喷雾组件和多组洗涤组件；所述喷雾组件包括：彼此连通的横喷雾管和纵喷雾管，所述横喷雾管贯穿所述炉体的侧壁，所述纵喷雾管的管口向下；所述洗涤组件包括：彼此连通的横洗涤管和纵洗涤管；所述横洗涤管贯穿所述炉体的侧壁，所述纵洗涤管的管口向上；所述纵洗涤管的管口与所述激冷段内冷却液位于同一水平面，并处于溢流状态；所述纵喷雾管的下方均对应设有与其同轴线的所述纵洗涤管。
8.在本公开的一些实施例中，所述具有液位自平衡功能的气化炉包括两组所述洗涤组件。
9.在本公开的一些实施例中，所述洗涤组件还包括文丘里管；所述文丘里管包括顺序连通的渐缩管和喉管；所述文丘里管嵌设于所述纵洗涤管内，在所述渐缩管的管口与所述纵洗涤管的管口之间封闭连接，并形成封闭环。
10.在本公开的一些实施例中，所述洗涤组件还包括弯头；所述横洗涤管的一端通过所述弯头与所述纵洗涤管连通；所述横洗涤管的另一端与气液出口连通。
11.在本公开的一些实施例中，所述纵洗涤管靠近所述炉体的侧壁，并与位于所述激冷段上方的下渣口错开设置。
12.在本公开的一些实施例中，所述封闭环设置为锯齿形。
13.在本公开的一些实施例中，所述渐缩管的张角设置为25
°
至30
°
，所述喉管的长度≥150mm。
14.在本公开的一些实施例中，所述纵喷雾管的管口设有至少一个雾化喷嘴，并所述纵喷雾管所形成的喷雾边界大于所述喉管的直径。
15.在本公开的一些实施例中，所述横喷雾管的管口与所述激冷段的侧壁上的激冷液入口连通。
16.在本公开的一些实施例中，所述激冷段设有夹套。
17.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：
18.本公开的具有液位自平衡功能的气化炉，通过喷雾组件和多组洗涤组件相组合的方式，并通过水溢流，进入洗涤组件，既满足了激冷段液位自平衡的需求，又实现了高效降温、粗合成气中飞灰充分润湿及去除的效果，减轻了下游的处理设备的负担；且整体结构简单，解决了传统激冷段液位控制的难题。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的一种具有液位自平衡功能的气化炉的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例的一种具有液位自平衡功能的气化炉的俯视图；
21.图3为本实用新型实施例的一种具有液位自平衡功能的气化炉的洗涤组件的结构示意图。
22.附图标记说明
23.1-炉体；2-下渣口；3-激冷段；4-夹套；
24.5-喷雾组件；51-横喷雾管；52-纵喷雾管
25.6-洗涤组件；61-横洗涤管；62-纵洗涤管；63-文丘里管；
26.64-封闭环65-弯头
27.631-渐缩管；632-喉管
具体实施方式
28.下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细的描述，但不作为本实用新型的限定。为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。
29.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
31.在煤化工领域，由于粗合成气在下降管下部液池内折返上行，一方面，造成激冷段内液位的剧烈波动，另一方面，存在气体携液现象，使得洗涤冷却效果不稳定。为了避免上述问题，本实用新型提供如下解决方案。
32.参见图1，提供一种具有液位自平衡功能的气化炉，其包括：炉体1、从上至下顺序设于炉体1的激冷段3上的喷雾组件5和多组洗涤组件6，优选地，包括两组洗涤组件6，在本
实施例中，两组洗涤组件6可以以所述气化炉的轴线对称设置，以便使得所述气化炉内的洗涤降温过程均衡完成；喷雾组件5包括：彼此连通的横喷雾管51和纵喷雾管52，横喷雾管51贯穿炉体1的侧壁，纵喷雾管52的管口向下；洗涤组件6包括：彼此连通的横洗涤管61和纵洗涤管62；横洗涤管61贯穿炉体1的侧壁，纵洗涤管62的管口向上；纵洗涤管62的管口与激冷段3内冷却液位于同一水平面，并处于溢流状态；纵喷雾管52的下方均对应设有与其同轴线的纵洗涤管62。
33.通过上述实施例中，由于采用喷雾组件5和多组洗涤组件6对应设置的方式，使得所述气化炉的激冷段3既满足了液位自平衡的需求，又实现了高效降温、粗合成气中飞灰充分润湿及去除的效果，由此，减轻了下游的处理设备的负担；且整体结构简单，易于加工装配；同时，解决了传统激冷段液位控制的难题。
34.在前述实施例中，为了提高飞灰充分润湿的效果，纵喷雾管52的管口设有至少一个雾化喷嘴(图中未示出)，并纵喷雾管52所形成的喷雾边界大于喉管632的直径；也即是说，通过设置多个雾化喷嘴，使得喷雾边界能够完全覆盖喉管632的开口面积，使得进入激冷段3的飞灰能够充分被湿润，由此，有效提高粗合成气冷却和飞灰充分润湿及去除的效果。特别地，在本实施例中，所述雾化喷嘴选用空心锥式或实心锥式的压力雾化喷嘴；所述雾化喷嘴的张角设置为30
°
～100
°
，雾化喷嘴的缩口直径为6～15mm，介质通过雾化喷口的流速不超过25m/s，介质雾化后的液滴直径不超过500微米。
35.进一步地，洗涤组件6还包括文丘里管63；结合图1和图3，文丘里管63包括顺序连通的渐缩管631和喉管632；文丘里管63嵌设于纵洗涤管62内，在渐缩管631的管口与纵洗涤管62的管口之间封闭连接，并形成封闭环64。通过该设置方式，当液面高于管口时，直接溢流进入渐缩管631；且由于渐缩管631的结构特征，使得进入渐缩管631的液体能够加速向下流动，避免液体堆积导致滞留。另外，在本实施中，文丘里管63与纵洗涤管62同轴线设置。进一步地，渐缩管631的张角设置为25
°
至30
°
，喉管632的长度≥150mm。特别地，将通过喉管632的介质流速选择为20～60m/s，在保证洗涤效率的前提下，延长使用寿命。
36.进一步地，参见图3，洗涤组件6还包括弯头65；横洗涤管61的一端通过弯头65与纵洗涤管62连通；横洗涤管61的另一端与气液出口连通。通过该设置方式，避免液体中的高温杂质在横洗涤管61和纵洗涤管62之间的连接段滞留。另外，为了提高横洗涤管61的使用寿命，特别地，将通过的介质流速进行必要的限定，例如，流速不超过15m/s。
37.在一实施例中，结合图1和图2，纵洗涤管62靠近炉体1的侧壁，并与位于激冷段3上方的下渣口2错开设置。通过该设置方式，能够有效避免从上方的下渣口2进入的原料气中的气体灰渣由于未充分湿润而直接进入纵洗涤管62，具体地，直接进入文丘里管63。
38.在上述实施例中，洗涤组件6所包括的各部件的截面形状可以选择设置为圆形、椭圆形或其他异形；优选地，选择为圆形。具体形状结构可以根据实际需求及结合具体的应用场景做相应的选择，在此不做进一步限定。
39.在一实施例中，封闭环64设置为锯齿形，通过该设置方式，便于液面上的积灰穿过锯齿形的结构直接流入文丘里管63。
40.在一实施例中，参见图1，横喷雾管51的管口与激冷段3的侧壁上的激冷液入口连通。通过该设置方式，为激冷段3有效提高用于冷却及湿润的流体介质。例如，工业循环冷却水。
41.在一实施例中，参见图1，激冷段3设有夹套4。通过该设置方式，用于保护气化炉的在激冷段3的炉体1，避免高温灰渣长时间对炉体1的高温腐蚀，提高炉体1的使用寿命及延长维修周期。夹套4的冷却液通过设于气化炉炉体1上的夹套4入口进入夹套4，在从夹套4上部排出，以在夹套4与气相接触的壁面形成水膜，进而实现保护作用。
42.关于本实用新型实施例的一种具有液位自平衡功能的气化炉的工作原理，在此做一简要介绍：
43.气化段或辐射废锅段出来的粗合成气和灰渣进入激冷段3，灰渣落入激冷段3的液池，粗合成气在进入洗涤组件6之前，与洗涤组件6的文丘里管63上方及其内的通过雾化组件喷出的喷雾充分混合洗涤冷却，其中，粗合成气中的飞灰在此过程中得到充分润湿。激冷段3的液池内的冷却液(黑水)以溢流的方式进入洗涤组件6，即，进入文丘里管63，同粗合成气共同通过洗涤组件6流入气化炉的气液出口进入下游工序。
44.此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本技术的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。
45.以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本实用新型的范围。