[发明专利]用于气化炉激冷室中的旋转破泡装置

说明书

技术领域

本发明属于气化炉装置领域，尤其涉及用于气化炉激冷室的装置。 

背景技术

现有技术的激冷室主要由激冷环、下降管、液池等组成。气化室产生的高温合成气主要通过与激冷环和下降管中的激冷水之间强烈的传热与传质来实现激冷降温过程。被激冷降温后的气体在液池内通过下降管从液面下排出。在此过程中，气体与水直接接触发生热量、质量以及动量的交换。通过该过程气体得到了进一步的冷却增湿和净化，从而满足后续工段的需要，并将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离，达到降温、除尘的目的。因此，激冷室是气化炉冷却系统中的重要装置，长期连续运行于高温复杂条件下。 

目前，国内投入运行的气化炉中都存在激冷室的下降管（或称为冷却管）被高温烧损而被迫停运、多次对冷却管及其附件进行结构改进都不能从根本上解决其高温烧损的问题。此外，还存在激冷后的合成气温度高、带灰带水严重等问题，给后系统的除尘洗涤带来难度。而且在带灰非常严重时，灰尘很快就会在激冷室上部耐火砖支撑板热电偶测温处结成灰块，以致测温滞后或者假指示等问题，从而严重影响气化炉的正常运行。 

产生上述向题的一个主要原因是温度高达900～1400℃的高温合成气没有与水充分接触，从而减小了合成气与水的接触面积而导致传热传质效果不佳所造成的。 

为解决上述向题： 

北京航天石化技术装备工程公司公布了：《一种气化炉激冷环》的发明专利，申请号为200610137885.5，公开日为2007年4月11日。

其结构为：一种气化炉激冷环，包括外环管、内环管、激冷液分配室、下降管和冷却液输送管，外环管和内环管之间为激冷液分配室，冷却液输送管和激冷液分配室连接，内环管固定在下降管上，外环管内表面为内螺纹形式。在外环管下半部的半环面上打有均匀分布的小孔可以使得一部分激冷液直接喷入合成气主流对合成气进行激冷降温，此措施加快了合成气的激冷速度，能够进一步快速降低激冷室入口段的合成气温度。 

其缺点是：并不能很好的破除激冷液中的气泡和减小气泡尺寸, 因此, 对合成气的降温效果不好，仍然易对下降管造成髙温损坏, 且合成气带灰、带水仍然很严重。 

北京航天石化技术装备工程公司公布了：《一种降低气化炉合成气带水量的装置》的发明专利，申请号为200610137887.4，公开日为2007年7月11日。 

  

其结构为：包括下降管和炉壳，还包括支撑板和固定在支撑板上的水分离挡板，支撑板水平放置在下降管与炉壳之间的环形空间内，且支撑板的两侧分别与下降管与炉壳固定。同时在下降管与炉壳之间的环形空间内安装3～6层水分离挡板，合成气在通过水分离挡板时再次降低了合成气的流速，从而进一步降低了合成气中的液体夹带量。

其缺点是：除水分离挡板安装工艺复杂外, 更主要是分离挡板间仍然有较大的固定间隙。因此, 并不能很好的破除激冷液中的气泡和减小气泡尺寸, 对合成气的降温效果不好，仍然易对下降管造成髙温损坏, 且合成气带灰、带水仍然很严重。 

东南大学公布了：《煤气化炉激冷环旋转喷水强化冷却装置》的实用新型专利，申请号200620072850.3，于2007年7月18日公开。该装置包括激冷环、入水管、倾斜喷水管、环形槽缝和下降管构成。 

其目的是增加合成气与水的接触面积，同时增加了合成气在下降管内流程，增长合成气在下降管中的停留时间，并对抑止下降管内壁水膜的断裂产生作用，使传热得到强化。 

其缺点是：对强化传热、传质效果的改善和提髙都不大。不能较好的解决激冷室下降管被高温烧损的问题，以及仍然会存在激冷后的合成气温度高、带灰带水严重等问题。通过用传热、传质的数学模型的计算与分析结果也表明：气泡与水接触的降温主要是在初始1秒内气泡降温剧烈。因此，增长气泡（合成气）在液池中的停留时间对气体的冷却效果并不明显。 

发明内容

为解决上述现有技术所存在的缺点和不足之处，本发明的目的是：提供一种用于气化炉激冷室中的旋转破泡装置。该装置安装在激冷室的下降管上，并可在激冷池水中浮动旋转而使破泡构件能覆盖在整个鼓泡区域，增大破泡面积，并利用该装置上的破泡构中通过旋转运动的方式而加大破泡效果，减小气泡尺寸而增大合成气与水的接触面积，使传热得到强化并增强激冷水的对流传热能力，提高降温效果，减轻合成气高温对下降管的高温烧损，并减少合成气的带水、带灰。