[发明专利]气体冷却装置、气化炉和气体冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体冷却领域，具体地，涉及一种气体冷却装置、气化炉和气体冷却方法。

背景技术

在工业生产中，经常需要对气体进行冷却，例如煤气化工艺中必须对气化炉内产生的高温合成气进行冷却和洗涤，才能使后续工艺能正常运行。传统的冷却装置主要由激冷环、下降管、上升管和液池构成。

CN 103497787A公开了一种复合冷却装置，包括洗涤冷却管、用于产生激冷水膜的洗涤冷却环，还包括冷却水夹套，所述冷却水夹套套设于所述洗涤冷却管靠近所述洗涤冷却环的一端。

CN103232863A公开了一种高温气体洗涤冷却装置，其包括一壳体，该壳体的顶部设有一用于接纳待洗涤冷却气体的开口，在该壳体的中部设有一导气管，该导气管的入口与该开口对接，并在对接的位置设有一洗涤冷却水分布环，该壳体的下方设有静态破渣器，其中，在该壳体的四周设有若干用于向该壳体内部喷射水雾以降低待洗涤冷却气体温度的压力雾化器，该压力雾化器包括一本体，该本体上设有与洗涤冷却水的水源连通的接口；该本体中设有一环形的导流片，该导流片的前端设有一喷头，该喷头指向该导气管的出口。CN103232863A的高温气体洗涤冷却装置中含用于形成垂直降膜喷淋和中心射流喷淋的洗涤冷却水分布环和用于形成喷雾的压力雾化器，通过所述喷淋流动与压力雾化过程相耦合，提高了热质传递效果。但是，在实际生产过程中，压力雾化器经常发生堵塞，增加了维修成本并且影响了生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体冷却装置，该气体冷却装置能够改善冷却效果并且能够避免维修成本高和生产效率低的问题。

本发明的发明人对压力雾化器经常发生堵塞的原因进行了深入的研究，发现：压力雾化喷嘴的结构较为复杂，其内置旋流板、螺旋槽、环隙进液等结构造成冷却介质在喷嘴内部的流动方向和流道直径经常突然变化，对冷却介质的洁净程度要求较高，一般喷嘴对水质中悬浮物的浓度要求为低于30mg/L；但是，一般气化炉合成气激冷过程中的冷却水来自于系统内水处理单元循环使用的灰水，不可避免含有一定固体颗粒，悬浮物浓度在20～200mg/L的范围内，因此很容易造成压力雾化喷嘴内部堵塞。为此，本发明的发明人设计了一种结构简单并且能够适应于灰水的喷嘴。

为了实现上述目的，本发明提供一种气体冷却装置，包括用于供待冷却气体通过的气体通道；

所述气体通道的气体入口端设置有冷却介质分布环，以形成能够与所述待冷却气体直接接触的冷却介质薄膜；

所述气体冷却装置还包括一个或多个喷嘴，每个所述喷嘴包括多个喷管，所述多个喷管用于向所述气体通道内部导入冷却介质流，所述多个喷管的设置方式使得从至少两个喷管导入所述气体通道内部的冷却介质流对撞雾化。

本发明提供的气体冷却装置通过使用至少两个喷管将至少两股冷却介质流在气体通道内部对撞，从而雾化，使用结构简单的喷管即可实现将冷却介质流在喷管外部对撞雾化，与现有技术的在结构复杂的雾化器内部形成雾化的方法完全不同，因此，在提高冷却效果的同时，避免了喷嘴堵塞的问题。

本发明还提供了一种气化炉，包括气化室和本发明的气体冷却装置，气化室的气体出口与所述气体通道的气体入口端连通。本发明提供的气化炉可以用于煤气化，作为原料的煤在气化室中形成高温合成气，然后在气体冷却装置中冷却，同时还能达到洗涤的效果。

优选地，同一个喷嘴的至少两个喷管的中心线的延长线在所述气体通道内部相交，使得冷却介质流在相交处对撞雾化。

优选地，所述气体冷却装置还包括冷却介质流供应器，所述多个喷管的一端分别与冷却介质流供应器连通，另一端与所述气体通道内部连通。

优选地，所述冷却介质流供应器为冷却水环管。

优选地，所述冷却水环管在所述气体通道外部并且与所述气体通道同轴地设置；

喷管的冷却水入口与冷却水环管采用螺纹连接或焊接；

喷管的冷却水出口安装在气体通道的内壁的环形凹槽内，并且喷管的冷却水出口与气体通道的内壁面齐平；

喷管的冷却水出口横截面形状为圆形或椭圆形。

优选地，所述多个喷嘴分为多层，每层包括一个或多个喷嘴，多层喷嘴在所述气体通道的内壁上沿气体的流动方向间隔排列。

优选地，所述多个喷嘴分为多层，每层喷嘴包括一个或多个喷嘴；喷嘴的层数与所述环形凹槽的个数相同，每层喷嘴位于一个环形凹槽中。

优选地，每个喷嘴包括的喷管数量为2-20个，优选为2-12个；