一种气化炉粗合成喷水锁灰装置的制作方法

1.本技术涉及煤化工技术领域，具体涉及一种气化炉粗合成喷水锁灰装置。


背景技术：

2.众所周知，气流床煤气化技术是煤化工的关键核心技术之一，是煤高效清洁利用的重要组成，通过气化将煤炭变成富含co和h2的粗合成气。粗合成气除尘净化后是合成氨、煤制油及煤制其他化工产品的主要原料。粗合成气除尘的通用手段是将粗合成气中的灰尘用气化灰水增湿使其增重体积变大，增重、体积增大的含水灰尘易于通过下游旋风分离装置被带出系统，清洁的合成气送入下游净化工段。因此增湿装置是气化系统中的关键设备之一。
3.现有的增湿装置出水口采用并行喷射旋流或垂直股流方式，由于水流出口的方式简单，造成了水流与灰尘结合程度低，致使部分灰尘逃逸，不能有效对灰尘进行增湿增重，未能增湿增重的灰尘随气流进入下一工段影响下游净化催化剂使用寿命，影响装置整体稳定运行。
4.因此，如何高效率的对灰尘增湿增重是本领域技术人员需要思考的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的提供一种气化炉粗合成喷水锁灰装置，解决现有水流与灰尘结合程度低，不能有效对灰尘增湿增重的问题。
6.本技术的目的是这样实现的：提供一种气化炉粗合成喷水锁灰装置，包括：
7.出气管道；
8.进气管道，具有和出气管道连通的弯折部；
9.增湿管道，用于嵌入在弯折部处，增湿管道的两端分别为开口端和封闭端，开口端位于弯折部外侧，且与弯折部固定连接，封闭端位于出气管道内，增湿管道与出气管道同轴；
10.喷水件，位于增湿管道靠近封闭端的外壁上，喷水件包括喷水槽和设置在喷水槽边缘处的导流片，喷水槽沿增湿管道轴向开设，且均分分布在增湿管道外壁上；
11.布水环，包括多个沿增湿管道径向开设的布水槽，布水环的数量最少为两个，且沿增湿管道轴向分布，在增湿管道轴向上的布水槽错位分布。
12.优选地，出气管道内设置有同轴的喉管，喉管在面向进气管道一端外壁外扩形成聚合端，聚合端外径最大的外壁与出气管道内壁固定连接。
13.优选地，喷水件和喷水槽径向上位于聚合端内。
14.优选地，进气管道的内壁上设置有抵持增湿管道的第一支撑件。
15.优选地，弯折部的外壁上设置有延伸管，延伸管内嵌套有增湿管道，增湿管道与延伸管固定连接。
16.优选地，出气管道内壁上设置有与喉管抵持的第二支撑件。
17.优选地，喷水槽开口角度为30～38
°
，轴向旋角为5～25
°
，长度为50～100mm，宽度为4～10mm。
18.优选地，布水槽的长度为60～110mm，宽度为4～12mm。
19.本技术的有益效果：本技术中利用增湿管道，增湿管道的封闭端设置有喷水件和布水环，由增湿管道开口端进入的灰水，会在喷水件和布水环处形成与灰尘充分结合的水流；也就是说，伴有灰尘的粗合成气由进气管道进入，在到达出气管道时，粗合成气则沿出气管道轴向流动，与出气管道同轴设置的增湿管道会在布水环处形成水膜，由于布水环上所设置的布水槽呈错位分布在增湿管道轴向上，因此可以在出气管道截面处形成360
°
水膜，保证粗合成气中灰尘与水膜充分接触；同时，到达喷水件处的灰水，会在喷水槽以及导流片的作用下，沿增湿装置轴向旋转射出，形成旋流；灰尘颗粒在通过布水环形成的水膜时被水滴裹挟，灰尘颗粒增湿增重，体积增大，增大的灰尘颗粒继续沿轴向移动至喷水件形成的旋流处，旋流增大了灰尘与水滴的扰动程度，使灰尘在扰动过程中运动范围更大，接触水滴范围更广，从而进一步增湿增重，之后，通过出气管道进入下一工序。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1是本技术实施例提供的气化炉粗合成喷水锁灰装置的整体结构示意图。
22.图2是本技术实施例提供的气化炉粗合成喷水锁灰装置的增湿管道结构示意图。
23.图3是图2中a-a剖面结构示意图。
24.图4是图2中b-b剖面结构示意图。
25.图5是本技术实施例提供的气化炉粗合成喷水锁灰装置的第二支撑件设置结构示意图。
26.图6是本技术实施例提供的气化炉粗合成喷水锁灰装置的第一支撑件设置结构示意图。
27.图中，1、出气管道；
28.2、进气管道21、弯折部22、延伸管；
29.3、增湿管道31、喷水件311、喷水槽312、导流片32、布水环321、布水槽；
30.4、喉管41、聚合端；
31.5、第一支撑件；
32.6、第二支撑件。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
35.本技术提供的实施例中，如图1所示，气化炉粗合成喷水锁灰装置，包括出气管道1、进气管道2和增湿管道3，进气管道2与出气管道1实现粗合成气的流通，携带由灰尘的粗合成气由进气管道2进入，经过增湿增重后由出气管道1排出，两者通过紧固件连接，而紧固件可以是螺栓、法兰盘等部件。
36.在本实施例的图1中可以看出，出气管道1上部与出气管道1连接处设置由弯折部21，弯折部21可以改变气体的流向，使气体沿出气管道1轴向流动；同时，弯折部21的具体作用是设置增湿管道3，增湿管道3的嵌入在弯折部21处，增湿管道3的开口端穿过弯折部21并处于弯折部21外侧；也就是说，增湿管道3的开口端可以通入除粗合成气外的气体或流体；当然，增湿装置需要与弯折部21固定连接，固定方式可以是法兰连接、螺栓连接等，这里不在详细介绍。
37.此外，上述增湿管道3的封闭端，即增湿管道3位于出气管道1内的一端，封闭端上设置喷水件31和布水环32；封闭端的作用是将进入增湿管道3内的灰水从喷水件31和布水环32排出。
38.如图2所示，喷水件31位于增湿管道3靠近封闭端的外壁上，当然，其设置在在增湿管道3一端，是为了在喷水过程中，增湿管道3的端部不会有灰水残留，保证灰水的利用率；同时设置在封闭端部相较于其他位置，可以提高增湿管道3的整体利用率，缩减增湿管道3的有效长度。
39.在上述实施例中，喷水件31包括喷水槽311和设置在喷水槽311边缘处的导流片312，喷水槽311沿增湿管道3轴向开设，且均分分布在增湿管道3外壁上；导流片312可以是喷水槽311切开后有一边未切掉的效果，即导流片312与喷水槽311的结构相同，将导流片312翘起一定角度后，具备导流效果；也可以是另外固定的一个特有的导流片312，根据实际需要设置，如图3所示。当然，上述喷水槽311与导流片312的作用是在封闭端处形成旋转的水流，增大此处灰尘与水滴的扰动程度，增大两者的运动范围，提高水滴裹挟灰尘的概率。
40.当然，喷水槽311也可以与增湿管道3轴向呈一定角度开设，也可以呈弧形开设，在这里不在详述，只需要确保喷水槽311与导流片312配合，在此处形成旋流即可。
41.在本实施例中，如图2和图4，布水环32径向设置在增湿管道3外壁上，且布水环32包括多个沿增湿管道3径向开设的布水槽321；也就是说，布水环32能够喷出锯齿状的水膜，而在本实施例中，为了保证水膜与灰尘的接触程度，在增湿管道3上设置了至少两个布水环32，两个布水环32上的布水槽321错位设置，即两个布水环32形成的锯齿状水膜重叠后，能够保证至少360
°
分布在出气管道1的截面处。
42.显然，在上述实施例中，由于布水环32上所设置的布水槽321呈错位分布在增湿管道3轴向上，因此可以在出气管道1截面处形成360
°
水膜，保证粗合成气中灰尘与水膜充分接触；同时，到达喷水件31处的灰水，会在喷水槽311以及导流片312的作用下，沿增湿装置轴向旋转射出，形成旋流；灰尘颗粒在通过布水环32形成的水膜时被水滴裹挟，灰尘颗粒增湿增重，体积增大，增大的灰尘颗粒继续沿轴向移动至喷水件31形成的旋流处，旋流增大了灰尘与水滴的扰动程度，使灰尘在扰动过程中运动范围更大，接触水滴范围更广，从而进一步增湿增重。
43.此外，为了灰尘与水膜的充分接触，增湿管道3与出气管道1同轴是优选方案；也就是说，在两者同轴的前提下，水膜可以均匀分布在出气管道1截面处，不会因为增湿管道3的设置偏差，错过或漏过部分灰尘。
44.在上述实施例中，出气管道1内设置与其同轴的喉管4，喉管4在面向进气管道2一端的外壁外扩形成聚合端41，可以明显看出，在粗合成气流动方向上，聚合端41的直径逐渐减小，由此可以带来的效果是，粗合成气在此处的流速会逐渐变大；也就是说，增速后的粗合成气会先后通过布水环32和喷水件31，进一步提高灰尘与水滴的结合效率。
45.当然，为了保证喉管4的稳定性，可以将聚合端41外径最大的外壁与出气管道1内壁固定连接，其固定方式可以是焊接，或者其他方式固定，这里不做详述。
46.需要说明的是，喷水件31和喷水槽311径向上位于聚合端41内，能够保证粗合成气增速后通过水膜和旋流；当然，根据实际需要，可以调整喷水件31和布水环32在聚合端41内的具体位置。
47.此外，在上述实施例中，如图6所示，为了保证增湿管道3的稳定性，在进气管道2的内壁上设置有抵持增湿管道3的第一支撑件5，确保增湿管道3在使用过程中不发生晃动，在这里，第一支撑件5由多个均分分布在增湿管道3外壁的支撑板组成，也可以采用其他方式，但是需要确保不影响粗合成气的流动效率，也就是说，在粗合成气流动方向上，第一支撑件5与粗合成气的接触面积较小。
48.当然，上述第一支撑件5也可以与增湿管道3固定连接，但是为了保证装置整体的适用性，优选第一支撑件5与增湿管道3接触支撑即可。
49.上述指出了增湿管道3的开口端与弯折部21外壁连接，具体来说，增湿管道3的开口端与延伸管22固定，延伸管22设置在弯折部21的外壁上，增湿管道3嵌套在延伸管22内，并通过紧固件将增湿管道3与延伸管22固定连接，并保证增湿管道3的开口端可以与延伸管22外部连通；这里的紧固件可以是法兰、螺栓等连接件，确保增湿管道3与延伸管22连接，并具有良好的密封效果即可。
50.弯折部21的外壁上设置有延伸管22，延伸管22内嵌套有增湿管道3，增湿管道3与延伸管22固定连接。
51.与上述第一支撑件5作用相同，出气管道1内壁上设置有与喉管4抵持的第二支撑件6，这里的第二支撑件6设置在喉管4与出气管道1内壁之间，不与粗合成气直接接触，因此其结构和数量不做具体要求，确保喉管4稳定设置即可。
52.在上述实施例中指出了，喷水槽311可以与增湿管道3轴向呈一定角度，或者呈弧形开设，优选的，喷水槽311开口角度为30～38
°
，轴向旋角为5～25
°
，根据实际需要，喷水槽311的开槽长度为50～100mm，宽度为4～10mm，布水槽321的长度为60～110mm，宽度为4～12mm，当然可以根据装置的整体情况进行调整，这里不再详述。
53.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
54.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进
和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。