[发明专利]一种煤气化合成气微孔喷淋激冷室及合成气微孔喷淋激冷方法及其应用

说明书

技术领域

本发明总体涉及属于煤气化技术领域，具体涉及一种用于冷却气化炉合成气的煤气化合成气微孔喷淋激冷室及合成气微孔喷淋激冷方法，及其应用。 

背景技术

随着煤化工行业的蓬勃发展，气流床气化技术备受青睐，而激冷室又是与气化炉连为一体的至关重要的设备。因为与气化炉连通，所以激冷室要具备抗压、抗腐蚀、耐高温等特性，并且要保证出口合成气能达到清洁(含尘量低)、带水量低(不夹带过多水蒸气)、流体稳定等特点。因此，合理高效的激冷方法是提高激冷室效率的关键。 

现在工业上应用的气化炉激冷室主要是圆筒形结构，从内到外由下降管、上升管、激冷室外壁(承压外壳)组成同心圆，同时具有激冷环和折流板等主要构件。所采用的激冷方法主要是使合成气、灰、渣通过激冷室下部激冷水，从而将气化炉气化室产生的高温合成气、飞灰、熔融状态的灰渣进行初步洗涤和降温。 

激冷室一般位于气化室的下方，与气化炉气化室筒体直接相连，直径略大于气化室。气化室锥底与激冷环相连接，气化室与激冷室之间通道是渣口，渣口下部连接激冷环，激冷环下部连接下降管，下降管下端深入到激冷室液位以下。下降管外是与下降管同心的上升管，上升管上部与承压外壳的环隙间有一个对出口合成气起折流作用的折流板，折流板为斜向下的扇形挡板，固定在气化室的锥底上。 

一般所采用的激冷方法是：气化炉气化室出来的合成气、熔渣、飞灰通过渣口进到下降管围出的空间内，在下降管的引导下进入到激冷室液面以下，使合成气得到洗涤、同时使熔渣冷却凝固。通过激冷水洗涤后的合成气离开下降管后在激冷水中经下降管以外、上升管以内的环形通道鼓泡上升后逸出水面，合成气通过上升管上部缝隙离开下降管以外、上升管以内的环形通道并进入上升管与承压外壳间的环隙，随后 受到折流板的阻挡改变流向向下走，通过折流板后再向上行通过激冷室的合成气出口离开激冷室。为避免下降管烧坏，一部分激冷水由四到六个供水口供入激冷环，并通过激冷环与下降管间的缝隙喷出，使激冷水均匀地分布在下降管内壁上从而形成水幕保护下降管。 

即，高温的合成气、飞灰、熔融灰渣在下降管的引导下进入激冷室下部激冷水中后，部分飞灰被激冷水所洗涤，熔融灰渣则被完全固化并冷却到与激冷水相当的温度，灰渣在自身重力的作用下逐步沉降到激冷室的底部，最终在渣锁斗循环水的带动下收集在渣锁斗中。而高温的合成气经过下降管下端的锯齿形出口后，合成气被分割成许多细小的分支后在激冷室的水中鼓泡上升，最终逸出水面。其间会夹带部分饱和蒸汽，有些会受自身重力影响落回水中，有些会撞击到上升管、下降管、承压外壳内壁回流到水中，或者在抵达折流板时被折流，抑或是被合成气夹带出激冷室。 

传统的激冷室激冷方法有合成气带水、合成气灰含量高、合成气的水/气不合格、激冷室内部液位不稳定、下降管易烧穿等问题。在不断改进的基础上，虽然逐步解决了一些问题，但是还有优化的空间。因为激冷室结构的设计和所采用的激冷方法对整个气化流程都是十分重要的影响因素，所以，有必要对激冷室内部结构和激冷方法进行不断改进和创新，以使该环节在整个气化过程的贡献更大并节能降耗。 

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于激冷气化室出口的合成气和灰渣的新方法，以克服目前技术所存在的合成气灰含量高、合成气带水严重、激冷室液位不稳、下降管易烧穿等缺点，同时降低生产成本和节约能耗。 

因此，在一个方面，本发明提供了一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷室，其特征在于，包括： 

承压外壳，其被构造为微孔喷淋激冷室的外壁面； 

导气筒，其由与承压外壳近同心设置的环形圆筒状内壁形成，并与承压外壳间隔预定的距离，承压外壳与导气筒在上部气密接合，并与气化室气密接合； 

承压外壳上设置有合成气出口； 

微孔激冷喷淋装置，其包括一个激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管，以及至少两个激冷笛管，激冷笛管与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管相连，激冷笛管的上端位于气化室的渣口外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒的方向靠拢，但不接触导气筒，激冷笛管的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室的最高操作液位，激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管的进水端与出水端分别穿过承压外壳与导气筒，并与承压外壳和导气筒气密连接，在每个激冷笛管上设置有多个微孔；