激冷结构及具有其的气化炉的制作方法

本发明涉及气化炉，具体而言，涉及一种激冷结构及具有其的气化炉。

背景技术：

1、“双碳”(碳达峰碳中和，简称“双碳”)目标驱动下，对我国煤等含碳化石能源的综合利用提出了更高要求。含碳资源的气化技术是其清洁高效利用的核心技术。气化炉是气化技术的关键核心装备，激冷室激冷结构是与气化炉连为一体的至关重要的设备。

2、以煤为例，水煤浆或煤粉在气化炉燃烧室内不完全燃烧生成1400℃左右的高温合成气与熔渣进入气化炉下部的激冷结构，在激冷结构内饱和冷却洗涤，使得灰渣由气体中分离。

3、现有专利技术中激冷结构主要包括：激冷环、激冷筒和上升管或破泡齿条等。气化炉与激冷结构之间通道是渣口，渣口下部连接激冷环，激冷环下部连接激冷筒，激冷筒下端深入到激冷室液位以下。

4、激冷筒是激冷室的重要部件，是合成气由气化炉燃烧室进入激冷室的通道，其与高温合成气有着极为紧密的接触。激冷环位于渣口下侧激冷筒上端外侧，激冷环的作用是将激冷水均匀的分布在激冷筒内壁上，形成液膜。这层液膜将激冷筒和高温合成气以及熔融渣有效隔离开来，避免高温合成气以及熔融渣与激冷筒内壁直接接触，从而保护激冷筒不被高温合成气与熔渣烧坏，同时对高温合成气在一定程度上激冷降温。

5、另外，目前，常规的激冷筒的结构大多数是从上至下的直筒板卷结构，对具有常规激冷筒的激冷结构而言，气流经过激冷筒后，其沿着激冷筒外侧折返向上进入黑水中洗涤，其中一部分合成气会沿激冷筒外壁面竖直方向贴壁穿过水浴液面后直接进入激冷室中，该部分气流中携带的灰渣未经过有效洗涤，对气流中的灰渣的洗涤效果较差，使得合成气中携带部分灰渣，在后续系统管道内流动性差，发生积渣堵塞的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种激冷结构及具有其的气化炉，以解决现有技术中的激冷结构对气流的洗涤效果差的问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种激冷结构，其包括：激冷室外壳，设置有进渣口、排渣口和排气口，进渣口设置在激冷室外壳的顶部，排渣口设置在激冷室外壳的底部，排气口设置在激冷室外壳的侧壁上，激冷室外壳用于盛装用于洗涤的黑水和洗涤后沉淀下来的灰渣；激冷组件，设置在激冷室外壳内，激冷组件包括激冷环和激冷筒，激冷环设置在进渣口的下方，激冷环设置有顺次连通的激冷水进口、激冷水通道和激冷水出口，以供激冷水流通；激冷筒的进气端与进渣口连通，激冷环内的激冷水由激冷筒的进气端流入至激冷筒内并贴内壁向下流动，激冷筒的出气端延伸至黑水中；导流部，一体连接在激冷筒的底端，导流部的外边缘朝向远离激冷筒的侧壁的方向斜向上延伸，合成气经导流部斜向上流入黑水中进行洗涤。

3、进一步地，激冷结构还包括：破泡部，沿激冷筒的周向环形设置在激冷筒的外侧，破泡部位于排气口的下方，且位于导流部的上方，破泡部用于破碎气泡。

4、进一步地，破泡部包括：破泡筒，套设在激冷筒的外侧，且位于导流部的上方，破泡筒与激冷筒之间形成破泡间隙。

5、进一步地，破泡筒包括由下至上顺次连通的集气段和上升筒段，上升筒段和激冷筒之间形成破泡间隙，集气段底端的直径大于集气段顶端的直径，沿激冷筒的轴线方向，导流部的投影位于集气段的底部的轮廓内，合成气经集气段进入上升筒和激冷筒环隙中进行气泡破碎。

6、进一步地，沿上升筒段至集气段的方向，集气段的直径逐渐增加。

7、进一步地，破泡部还包括：破泡齿条，设置在激冷室外壳内，破泡齿条位于激冷筒的外周，破泡齿条位于导流部的上方，且位于破泡筒的下方。

8、进一步地，激冷结构还包括：折流帽，设置在破泡筒的远离导流部的一端，洗涤破泡后的合成气经折流帽折返斜向下进入激冷室外壳和激冷筒环隙中进行气液分离。

9、进一步地，折流帽沿激冷筒的周向环形设置在激冷筒的侧壁上，折流帽的外边缘向下延伸，沿激冷筒的轴线方向，破泡筒的靠近折流帽的一端的端面的投影位于折流帽的轮廓内。

10、进一步地，激冷筒包括：冷却结构，整体形成环状结构，冷却结构包括多个冷却通道，多个冷却通道沿冷却结构的周向间隔分布，每个冷却通道均设置有一个进液口和一个出液口，以供冷却液流通；堆焊保护层，设置在冷却结构的内侧壁上，以对冷却结构进行堆焊保护，堆焊保护层内壁面经加工成标准圆筒形，以便激冷水膜贴壁均匀流动。

11、进一步地，冷却结构包括多个冷却管，多个冷却管沿冷却结构的周向分布，且相邻的冷却管通过鳍片板焊接定位设置，每个冷却管均设置有顺次连通的进液口、冷却通道和出液口。

12、进一步地，激冷结构还包括：进口环形集箱和进液管，进口环形集箱套设在激冷筒的上部外周，多个冷却管的进液口分别与进口环形集箱连通，进液管的一端连接至激冷室外壳的进液接管上，另一端与进口环形集箱连通；出口环形集箱和出液管，出口环形集箱套设在激冷筒的下部外周，多个冷却管的出液口分别与出口环形集箱连通，出液管的一端连接至激冷室外壳的出液接管上，另一端与出口环形集箱连通。出液管由若干弯头和直管组成以保证能充分吸收激冷室运行过程中激冷筒的径向和轴向膨胀，出液管方位与破泡齿条的支腿及集气段的支腿方位一致。

13、进一步地，冷却结构的底部向外侧弯折，以形成导流部。

14、根据本发明的另一个方面，提供了一种气化炉，其包括上述的激冷结构。

15、应用本发明的技术方案，使得气流经过激冷筒进入黑水后，能够沿着导流部斜向上流动。传统技术方案中，激冷筒为竖直设置的直筒状结构，气流经过激冷筒后，一部分合成气会沿激冷筒外壁面竖直方向贴壁穿过水浴液面后直接进入激冷室中。与传统的技术方案相比，本方案的设置，使得气流由激冷筒进入至激冷水后，沿着导流部斜向上流通。导流部的设置，能够改变气体流通的路径，避免出现气流进入至黑水后直接贴壁向上流通的情况，提升了对气流中灰渣的洗涤效果。另外，传统技术方案中，激冷筒为直筒状板卷结构，在激冷水局部堵塞导致液膜流动不均匀或因渣口局部堵渣导致气流偏斜流动情况下，相应部位的激冷筒由于无法得到充分冷却时，会导致激冷筒烧损甚至烧穿。与传统的技术方案相比，本方案的设置，激冷筒由水冷壁冷却管组成，冷却水能充分的冷却上述异常工况下的激冷筒，且激冷筒内壁面有堆焊保护层，能够有效降低激冷筒烧损和磨蚀的风险。

技术特征：

1.一种激冷结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激冷结构，其特征在于，所述激冷结构还包括：

3.根据权利要求2所述的激冷结构，其特征在于，所述破泡部包括：

4.根据权利要求3所述的激冷结构，其特征在于，所述破泡筒(31)包括由下至上顺次连通的集气段(312)和上升筒段(311)，所述上升筒段(311)和所述激冷筒(22)之间形成破泡间隙，所述集气段(312)底端的直径大于所述集气段(312)顶端的直径，沿所述激冷筒(22)的轴线方向，所述导流部(23)的投影位于所述集气段(312)的底部的轮廓内，黑水正常液位位于上升筒段(311)中部。

5.根据权利要求4所述的激冷结构，其特征在于，沿所述上升筒段(311)至所述集气段(312)的方向，所述集气段(312)的直径逐渐增加。

6.根据权利要求3所述的激冷结构，其特征在于，所述破泡部还包括：

7.根据权利要求3所述的激冷结构，其特征在于，所述激冷结构还包括：

8.根据权利要求7所述的激冷结构，其特征在于，所述折流帽(40)沿所述激冷筒(22)的周向环形设置在所述激冷筒(22)的侧壁上，所述折流帽(40)的外边缘向下延伸，沿所述激冷筒(22)的轴线方向，所述破泡筒(31)的靠近所述折流帽(40)的一端的端面的投影位于所述折流帽(40)的轮廓内。

9.根据权利要求1所述的激冷结构，其特征在于，所述激冷筒(22)包括：

10.根据权利要求9所述的激冷结构，其特征在于，所述冷却结构(221)包括多个冷却管(2211)，多个所述冷却管(2211)沿所述冷却结构(221)的周向分布，且相邻所述冷却管(2211)通过鳍片板焊接定位设置，每个所述冷却管(2211)均设置有顺次连通的所述进液口、所述冷却通道和所述出液口。

11.根据权利要求10所述的激冷结构，其特征在于，所述激冷结构还包括：

12.根据权利要求10所述激冷结构，其特征在于，所述冷却结构(221)的底部向外侧弯折，以形成所述导流部(23)。

13.一种气化炉，其特征在于，包括权利要求1至12中任意一项所述的激冷结构。

技术总结本发明提供了一种激冷结构及具有其的气化炉，其包括：激冷室外壳，设置有进渣口、排渣口和排气口，进渣口设置在外壳的顶部，排渣口设置在外壳的底部，排气口设置在外壳的侧壁上，激冷室外壳用于盛装用于洗涤的黑水及灰渣；激冷组件，设置在外壳内，激冷组件包括激冷环和激冷筒，激冷环设置在进渣口的下方；激冷环内的激冷水从激冷筒的上端流入至激冷筒内；导流部，设置在激冷筒的底端，导流部的外边缘朝向远离激冷筒的侧壁的方向延伸，使得合成气斜向上流动洗涤；破泡部，位于导流部上方，合成气经过破泡部进行破泡；折流帽，位于破泡部上方，使得合成气斜向下进行气液分离。技术研发人员：景寿堂,杨建荣,姚强,赵元琪,范为鹏,张保钢,何继友,田进虎,陈鹏程,李龙受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/5