流化床气化炉灰渣冷却罐的制作方法

1.本发明属于煤化工相关技术领域，具体涉及一种流化床气化炉灰渣冷却罐。

背景技术：

2.煤的洁净与高效利用是当今我国能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一。
3.煤炭可在流化床气化炉内和气化剂进行气化反应，从而得到粗煤气。流化床气化炉内煤炭发生气化反应的同时还会产生灰渣，灰渣通常从气化炉底部的排渣管排出并进入扩叉管，这些灰渣在进入扩叉管时温度约为920℃，在扩叉管中进行换热后温度降至900℃以下，然后进入到流化床气化炉灰渣冷却罐继续降温到 400℃以下。
4.现有技术中流化床气化炉的排渣系统分为干法排渣和湿法排渣两种。其中湿法排渣需要将灰渣接收到激冷器中进行降温冷却，接着再外排进行处理。但是对于循环流化床形式的气化炉，这种湿法排渣具有一些很明显的缺点，例如湿法排渣的冷却液在冷却高温灰渣后温度较高，循环处理系统复杂，而且灰渣大量的钙离子和镁离子会进入冷却液而造成冷却液沉降困难，尤其是冷却后产生的废液需要后续进行处理，成本高昂。
5.相对于湿法排渣，干法排渣无废液产生，环境友好，但是干法排渣的灰渣温度不容易控制，如果冷却温度过低，灰渣在冷却时将会析出饱和水，从而影响排渣的环保和效率；而且干法排渣在冷却时还会产生大量的灰渣蒸汽，灰渣蒸汽将会上逸而回流进入循环流化床气化炉的排渣管通道内，影响气化炉的排渣。

技术实现要素：

6.本发明的一个优势在于提供流化床气化炉灰渣冷却罐，所述流化床气化炉灰渣冷却罐能够对进入的高温灰渣快速地进行冷却。
7.本发明的一个优势在于提供流化床气化炉灰渣冷却罐，所述流化床气化炉灰渣冷却罐可以对所述灰渣的降温温度进行精确控制，保证所述灰渣冷却后无饱和水析出。
8.本发明的另一个优势在于提供流化床气化炉灰渣冷却罐，所述灰渣只在靠近所述冷却腔侧壁的区域进行冷却并生成灰渣蒸汽分流，所述灰渣蒸汽上逸到所述冷却腔顶端后将被及时排出，避免所述灰渣蒸汽影响排渣。
9.本发明的另一个优势在于提供流化床气化炉灰渣冷却罐，所述主罐体内部外壁形成可注入冷却液的一冷却空间，避免所述主罐体超温以保证所述主罐体的安全，也降低了主罐体材料所需要达到的耐高温性能，进而减少设备造价。
10.本发明的另一个优势在于提供流化床气化炉灰渣冷却罐，可控制所述主罐体内部的气压始终比所述流化床气化炉汽室的压力低三十到五十千帕，使所述流化床气化炉内的排渣将在这一压力差的作用下顺畅地进入到所述主罐体内，所述灰渣蒸汽也难以克服这一压力差进入到所述灰渣进口通道内影响所述流化床气化炉内的排渣。
11.为达到本发明以上至少一个优势，本发明提供流化床气化炉灰渣冷却罐，用于将
流化床气化炉排出的高温灰渣进行冷却，所述流化床气化炉灰渣冷却罐包括：
12.一主罐体，所述冷却腔上下两端分别形成一灰渣进口通道和一灰渣出口通道，并在所述灰渣进口通道和所述灰渣出口通道之间形成一冷却腔；
13.一分隔件，所述分隔件包括一收拢件，所述收拢件被设置于所述冷却腔的中部，所述收拢件形成一连通通道，且形成的所述连通通道的截面直径自上而下的减小；
14.至少一第一冷却液喷洒件，所述第一冷却液喷洒件喷洒头和管件，所述喷洒头与所述管件相连通，所述喷洒头被设置于所述冷却腔朝向与形成所述连通通道相对的所述收拢件外侧壁喷洒冷却液。
15.根据本发明一实施例，所述收拢件的侧壁开设有若干穿孔，所述穿孔的孔径被设置使灰渣无法通过，且允许冷却液体。
16.根据本发明一实施例，所述分隔件包括一引导件，其中所述引导件由所述收拢件向下沿伸，所述引导件形成与所述连通通道连通的一排渣通道。
17.根据本发明一实施例，所述灰渣进口通道延伸至到所述主罐体的所述冷却腔内一预定距离，以与所述主罐体的顶部形成一个穹顶状空间。
18.根据本发明一实施例，所述灰渣进口通道与所述主罐体的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间内安装有另一所述第一冷却液喷洒件，所述第二冷却液喷洒件上部开设有若干喷液口，并且所述第二冷却液喷洒件形成与所述喷液口连通的通液通道，其中所述通液通道穿过所述主罐体。
19.根据本发明一实施例，所述流化床气化炉灰渣冷却罐进一步包括一第二冷却液喷洒件，所述第二冷却液喷洒件设置于所述内胆形成的所述冷却腔，并位于所述分隔件的下方。
20.根据本发明一实施例，所述主罐体安装有至少一温度检测件和一控制器，所述温度检测件被设置可测量所述灰渣在从所述灰渣出口通道排出之前的温度。所述控制器被通信地连接于所述温度检测件。
21.根据本发明一实施例，所述主罐体上部在所述灰渣进口通道的外围安装有至少一排气管，所述排气管从所述主罐体的外部伸入到所述灰渣进口通道与所述主罐体的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间内。
22.根据本发明一实施例，所述主罐体安装一压力调节组件和一控制器，所述压力调节组件包括测压件和安装于所述排气管的至少一压力调节件，其中所述压力调节件与所述排气管连通，并被可控制地连接于所述控制器。
23.根据本发明一实施例，所述主罐体包括一外壳和一内胆，其中所述内胆形成所述冷却腔，所述外壳套设在所述内胆外部，所述外壳与所述内胆之间的形成一冷却空间，在所述外壳下部开设有与所述冷却空间连通的至少一第一通道，在所述外壳上部开设有与所述冷却空间连通的至少一第二通道。
24.通过对随后的描述的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
25.本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。
附图说明
26.图1示出了本发明所述的流化床气化炉灰渣冷却罐立体结构示意图。
27.图2示出了本发明所述的流化床气化炉灰渣冷却罐沿中轴线a-a的侧剖图。
28.图3示出了本发明所述第一冷却液喷洒件立体结构示意图。
29.图4示出了本发明所述第二冷却液喷洒件立体结构示意图。
具体实施方式
30.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
31.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
32.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
33.参考图1-4，依本发明一较佳实施例的流化床气化炉灰渣冷却罐将在以下被详细地阐述。
34.所述流化床气化炉灰渣冷却罐包括一主罐体10、一分隔件20、至少一第一冷却液喷洒件30。
35.所述主罐体10的上下两端分别形成一灰渣进口通道101和一灰渣出口通道 102，所述灰渣进口通道101和所述灰渣出口通道102之间形成一冷却腔103，流化床气化炉排出的高温灰渣将从所述灰渣进口通道101进入到冷却腔103内进行冷却，并最终从所述灰渣出口通道102排出。
36.所述分隔件20、所述第一冷却液喷洒件30第二冷却液喷洒件40安装在所述主罐体10内部。
37.作为优选地，所述主罐体10包括一外壳11和一内胆12，其中所述内胆12 形成所述冷却腔103。所述外壳11套设在所述内胆12外部，以将所述内胆12 完全包裹保护。
38.值得一提的是，所述外壳11与所述内胆12之间的形成一冷却空间104，在所述外壳11下部开设有与所述冷却空间104连通的至少一第一通道1101，在所述外壳11上部开设有与所述冷却空间104连通的至少一第二通道1102。
39.尤其值得一提的是，所述第一通道1101和所述第二通道1102分别穿过所述内胆12，但与所述冷却空间104不连通。外部冷却流体可通过所述第一通道1101 进入到所述冷却空间104内与所述内胆12的胆壁进行换热，换热后的所述冷却流体可通过所述第二通道1102排出。
40.作为可变形地，外部所述冷却流体也可通过所述第二通道1102进入到所述冷却空间104内与所述内胆12的胆壁进行换热，换热后的所述冷却流体可通过所述第一通道1101排出。
41.值得一提的是，通过控制所述冷却流体的流速和/或流量，进而能够使所述内胆12的胆壁温度可被所述冷却流体冷却而始终保持在三百摄氏度以下，既保证了设备的安全，也可降低所述内胆12材料所需要达到的耐高温性能，从而降低了设备的造价。
42.所述分隔件20固定安装在所述主罐体10的内部，所述分隔件20包括一收拢件21。其中所述收拢件21被设置于所述冷却腔103的中部。所述收拢件21 被设置为喇叭状，并形成一连通通道2101，其中位于所述冷却腔103中的所述分隔件20的所述收拢件21形成的所述连通通道2101的截面直径自上而下的减小。这样一来，形成所述连通通道2101的内壁能够进一步用于冷却灰渣蒸汽，并提高了与灰渣蒸汽的接触面积，从而使灰渣蒸汽能够快速地冷却从而所述连通通道2101自上而下地掉落。
43.所述收拢件21的侧壁开设有若干穿孔2102，所述穿孔2102的孔径被设置使灰渣无法通过，且允许冷却液体通过，这样一来，从所述分隔件20上方下落的所述灰渣将被所述收拢件21进行收束，并集中地从所述连通通道2101自上而下地掉落，进而随后从所述灰渣。也就是说，所述收拢件21的所述连通通道2101 由于截面直径自上而下的减小，进而还能够起到引导所述灰渣掉落的作用。
44.值得一提的是，所述收拢件21形成的所述连通通道2101在上部的敞口尺寸接近所述冷却腔103的截面直径，以使经由所述灰渣进口通道101进入的所述灰渣以及灰渣蒸汽都先经过所述连通通道2101。
45.所述分隔件20还包括一引导件22，其中所述引导件22由所述收拢件21向下沿伸，所述引导件22形成与所述连通通道2101连通的一排渣通道2201。这样一来，被所述收拢件21收束后所述灰渣可通过所述排渣通道2201后继续下落，随后能够通过所述灰渣出口通道102排出。
46.所述第一冷却液喷洒件30包括一喷洒头31和一管件32，所述喷洒头31与所述管件32相连通。所述喷洒头31被设置于所述冷却腔103中，并朝向与形成所述连通通道2101相对的所述收拢件21外侧壁喷洒冷却液，所述冷却液优选为水。
47.所述管件32伸出到所述主罐体10外部，以使外部的冷却液通过所述管件32流入所述喷洒头31而进行喷洒，从而对所述主罐体10内的所述灰渣进行降温。
48.具体地，外部供应的冷却液的供液装置连通所述管件32，以将所述冷却液通过所述管件32持续向所述喷洒头31注入，所述喷洒头31具有可将注入的所述冷却液雾化喷出的喷口，所述第一冷却液喷洒件30被设置以向所述收拢件21 的侧壁喷洒所述冷却液，所述冷却液将被所述喷洒头31雾化后，向与形成所述连通通道2101相对的所述收拢件21外侧壁喷洒。喷洒的所述冷却液一方面能够通过热交换降低所述分隔件20的温度，另外一方面，喷洒的冷却液还可以穿过所述收拢件21上的所述穿孔2102，而穿过的所述冷却液能够在重力作用下自上而下地带离附着在形成所述连通通道2101内壁上的被冷却的灰渣，这样一来，可以有效地防止所述灰渣在所述收拢件21上聚集而堵塞所述穿孔2102。
49.可以理解的是，虽然所述冷却液将与落在所述收拢件21侧壁上的所述灰渣进行换热，进而可以降低灰渣的温度，但是由于所述冷却液与高温的所述灰渣接触会生成灰渣蒸汽。只不过由于所述第一冷却液喷洒件30只向所述收拢件21的侧壁喷洒，所述灰渣蒸汽也就只在所述收拢件21的侧壁部分产生。这些所述灰渣蒸汽将沿所述主罐体10的侧壁向上逸散，并最终聚集于所述主罐体10的顶部。
50.所述灰渣进口通道101延伸至到所述主罐体10的所述冷却腔103内一预定距离，以与所述主罐体10的顶部形成一个穹顶状空间106。值得一提的是，所述灰渣进口通道101与所述连通通道2101同轴设置。尤其使得一提的是，所述灰渣进口通道101的截面直径小于所述连通通道2101最小处的截面直径。这样一来，所述灰渣蒸汽在沿所述主罐体10的侧壁向上逸散后，至少部分灰渣蒸汽会在这一所述穹顶状空间106内聚集，而不会轻易地进入到所述灰渣进口通道 101而影响所述流化床气化炉的排渣。
51.优选地，在所述灰渣进口通道101与所述主罐体10的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间106内还安装有另一所述第一冷却液喷洒件30，所述供液装置提供的所述冷却液将通过所述第一冷却液喷洒件30雾化自上而下地喷洒冷却液到所述穹顶状空间106内，其中所述冷却液与所述灰渣接触并进行换热，从而对所述灰渣蒸汽进行冷却。
52.所述冷却液被所述第一冷却液喷洒件30自下而上地喷洒，所述灰渣蒸汽也自下而上地逸散，从而避免了所述灰渣蒸汽阻碍所述冷却液喷洒的情况发生。
53.所述流化床气化炉灰渣冷却罐进一步包括一第二冷却液喷洒件40。所述第二冷却液喷洒件40设置于所述内胆12形成的所述冷却腔103，并位于所述分隔件20的下方。
54.所述第二冷却液喷洒件40上部开设有若干喷液口401，并且所述第二冷却液喷洒件40形成与所述喷液口401连通的通液通道402，其中所述通液通道402 穿过所述主罐体10与外界的所述供液装置连通，这样一来，注入到所述第二冷却液喷洒件40的所述通液通道402的所述冷却液将从所述喷液口401向上喷出，以将经过所述分隔件20冷却后的所述灰渣进一步进行冷却。作为优选地，所述第二冷却液喷洒件40下部也设有若干喷液口。
55.优选地，所述第二冷却液喷洒件40被实施为十字型管件并水平安装在所述主罐体10的内部，所述喷液口401在所述第二冷却液喷洒件40上部错列布置，以最大化所述第二冷却液喷洒件40的冷却覆盖面，使所述第二冷却液喷洒件40 的冷却效率更高。
56.可以理解的是，所述灰渣在被所述分隔件20收拢后将会向所述主罐体10的轴中心聚集并继续下落，所述主罐体10内部的轴中心区域将主要被下落的所述灰渣占据，而所述第一冷却液喷洒件30和所述第二冷却液喷洒件40喷洒的所述冷却液与所述灰渣换热所产生的所述灰渣蒸汽将主要集中于所述灰渣的外围并持续上升，所述灰渣蒸汽将穿过所述穿孔2102向上逸散直至最终聚集于所述内胆12的顶部。
57.所述主罐体10还安装有至少一温度检测件50和一控制器，所述温度检测件 50被设置可测量所述灰渣在从所述灰渣出口通道102排出之前的温度。所述控制器被通信地连接于所述温度检测件50。所述温度检测件50检测到的温度将传递至所述控制器，所述控制器控制与所述第一冷却液喷洒件30的所述管件32和所述第二冷却液喷洒件40的所述通液通道402连通的泵体的供液速度。此外，所述控制器还控制通入所述冷却空间104中的所述冷却流体的速度。
58.可以理解的是，由于所述温度传感器50和所述控制器之间的相互配合，使得进由所述冷却腔103冷却的所述灰渣在排出时，温度能够被精准控制在三百五十到四百摄氏度之间，进而保证所述灰渣无饱和水析出。
59.所述主罐体10上部在所述灰渣进口通道101的外围安装有至少一排气管60，所述排气管60从所述主罐体10的外部伸入到所述灰渣进口通道1202与所述主罐体10的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间106内，以将聚集在所述穹顶状空腔内的所述灰渣蒸汽及时排
出。
60.所述流化床气化炉灰渣冷却罐还包括一压力调节组件70，所述压力调节组件70包括测压件71和安装于所述排气管60的至少一压力调节件72，其中所述压力调节件72与所述排气管60连通。
61.优选地，所述测压件71固定安装于所述灰渣进口通道101，以检测所述灰渣进口通道101处的压强。所述控制器能够根据所述测压件71和流化床中测量流化床内气压的气压差，进而控制所述压力调节件72，从而调整所述排气管60 排气的速率，以使所述主罐体10内的压力始终比所述流化床气化炉汽室的压力低三十到五十千帕。
62.这样一来，所述流化床气化炉内的排渣将在这一压力差的作用下顺畅地通过所述灰渣进口通道101进入到所述主罐体10的所述冷却腔103中，而所述灰渣蒸汽也难以克服这一压力差进入到所述灰渣进口通道101内影响所述流化床气化炉内的排渣。
63.本领域技术人员能够理解的是，所述测压件71可以被设置为一压力传感器。而所述压力调节件72可以被设置为一气泵或压力调节阀。
64.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

技术特征：

1.流化床气化炉灰渣冷却罐，用于将流化床气化炉排出的高温灰渣进行冷却，其特征在于，所述流化床气化炉灰渣冷却罐包括：一主罐体，所述主罐体上下两端分别形成一灰渣进口通道和一灰渣出口通道，并在所述灰渣进口通道和所述灰渣出口通道之间形成一冷却腔；一分隔件，所述分隔件包括一收拢件，所述收拢件被设置于所述冷却腔的中部，所述收拢件形成一连通通道，且形成的所述连通通道的截面直径自上而下的减小；至少一第一冷却液喷洒件，所述第一冷却液喷洒件喷洒头和管件，所述喷洒头与所述管件相连通，所述喷洒头被设置于所述冷却腔朝向与形成所述连通通道相对的所述收拢件外侧壁喷洒冷却液。2.根据权利要求1所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述收拢件的侧壁开设有若干穿孔，所述穿孔的孔径被设置使灰渣无法通过，且允许冷却液体。3.根据权利要求1所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述分隔件包括一引导件，其中所述引导件由所述收拢件向下沿伸，所述引导件形成与所述连通通道连通的一排渣通道。4.根据权利要求1所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述灰渣进口通道延伸至到所述主罐体的所述冷却腔内一预定距离，以与所述主罐体的顶部形成一个穹顶状空间。5.根据权利要求4所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述主罐体包括一外壳和一内胆，其中所述内胆形成所述冷却腔，所述外壳套设在所述内胆外部，所述外壳与所述内胆之间的形成一冷却空间，在所述外壳下部开设有与所述冷却空间连通的至少一第一通道，在所述外壳上部开设有与所述冷却空间连通的至少一第二通道。6.根据权利要求5所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述流化床气化炉灰渣冷却罐进一步包括一第二冷却液喷洒件，所述第二冷却液喷洒件设置于所述内胆形成的所述冷却腔，并位于所述分隔件的下方。7.根据权利要求6所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述灰渣进口通道与所述主罐体的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间内安装有另一所述第一冷却液喷洒件，所述第二冷却液喷洒件上部开设有若干喷液口，并且所述第二冷却液喷洒件形成与所述喷液口连通的通液通道，其中所述通液通道穿过所述主罐体。8.根据权利要求1至7中任一所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述主罐体安装有至少一温度检测件和一控制器，所述温度检测件被设置可测量所述灰渣在从所述灰渣出口通道排出之前的温度，所述控制器被通信地连接于所述温度检测件。9.根据权利要求6或7所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述主罐体上部在所述灰渣进口通道的外围安装有至少一排气管，所述排气管从所述主罐体的外部伸入到所述灰渣进口通道与所述主罐体的顶部和侧壁所形成所述穹顶状空间内。10.根据权利要求9所述流化床气化炉灰渣冷却罐，其特征在于，所述主罐体安装一压力调节组件和一控制器，所述压力调节组件包括测压件和安装于所述排气管的至少一压力调节件，其中所述压力调节件与所述排气管连通，并被可控制地连接于所述控制器。

技术总结

本申请公开了流化床气化炉灰渣冷却罐，用于将流化床气化炉排出的高温灰渣进行冷却，包括一主罐体，主罐体内形成一冷却腔，冷却腔上下两端分别形成一灰渣进口通道和一灰渣出口通道，灰渣从灰渣进口通道进入到冷却腔进行冷却并最后从灰渣出口通道排出，一固定安装在主罐体内部的分隔件，分隔件包括一收拢件和一引导件，收拢件被设置自上而下直径逐渐减小以趋向围成一锥筒，灰渣在收拢件侧壁上被至少一第一冷却液喷洒件出的冷却液冷却，产生的灰渣蒸汽将沿冷却腔侧壁上逸，并在冷却腔顶端聚集，并最终通过安装于灰渣进口通道的外围的至少一排气管排出，避免灰渣蒸汽进入灰渣进口通道影响流化床气化炉排渣。影响流化床气化炉排渣。影响流化床气化炉排渣。