[发明专利]用于水煤浆气化装置烧嘴的冷却水气水分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于水煤浆气化装置烧嘴冷却水系统的气水分离装置。

背景技术

水煤浆气化工艺是水煤浆和氧气由烧嘴喷入气化炉，在气化炉内高温高压条件下发生氧化反应生成合成气(CO+H2)的过程。水煤浆气化装置烧嘴在高温下工作，为了保护烧嘴，在烧嘴上设置了冷却盘管和头部水夹套，用以防止冷却烧嘴高温损坏。烧嘴冷却水槽中的水经冷却后，送入烧嘴冷却盘管中。出冷却盘管的水经烧嘴冷却水分离装置，靠重力流回烧嘴冷却水槽中，形成烧嘴冷却水的循环。烧嘴冷却水盘管容易损坏，气化炉中的高压合成气进入烧嘴冷却水盘管中，烧嘴冷却水气水分离装置的作用是将烧嘴冷却水中的CO分离出来，并由位于，CO在线监测仪在线监测CO的含量，以确定烧嘴冷却水盘管是否泄漏。分离装置内通低压氮气作为CO分析的载气，载气经放空管排入大气。

目前，由于生产操作的波动，烧嘴冷却水气水分离装置内液位上下波动，易形成负压，CO气体随烧嘴冷却水被抽入到烧嘴冷却水槽中，放空管CO在线监测仪无法测到CO浓度；气水分离装置上部气相空间内通入氮气虽然可抵消一部分负压作用，但要完全消除负压所需的氮气量很大，不但经济上不可行，而且，作为CO在线监测的载气，由于氮气的稀释作用，通入氮气量过大会造成在线监测很难得到真实的CO浓度。由于烧嘴冷却水气水分离装置存在这两方面的问题，造成无法判断烧嘴冷却水盘管泄漏情况，及时联锁停车，一方面造成烧嘴的损坏，影响正常生产；另一方面，造成气化炉内高压合成气进入低压烧嘴冷却水系统，管线破裂，合成气泄漏到气化炉外，遇点火源发生火灾爆炸，造成人员的伤亡和财产损失，后果将非常严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于水煤浆气化装置烧嘴的冷却水气水分离装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：用于水煤浆气化装置烧嘴的冷却水气水分离装置，包括分离装置本体和设置于分离装置本体顶部的放空管，以及冷却水入口和冷却水出口U型管，放空管内设CO在线监测仪，冷却水出U型管上方的分离装置本体内连接有溢流管，溢流管管口下方设有氮气气体分布器，氮气入口设置于分离装置本体外。

作为进一步改进，冷却水出口U型管和分离装置本体且位于溢流管管口上方连通设有破虹吸管。

工作过程：来自烧嘴冷却水盘管的冷却水由冷却水入口进入分离装置本体中，冷却水液位逐渐升高，当液位升高到溢流管管口后，冷却水进入溢流管内，靠重力由冷却水出口U型管流回烧嘴冷却水槽中。正常操作情况下，气水分离装置内分为溢流管管口下部的液相空间和上部的气相空间。由于烧嘴冷却水出口管为U型管形式，并连接有破虹吸管，可在操作波动时，保持溢流管内冷却水液位，防止形成负压，溢流管内冷却水被抽空，CO被带入烧嘴冷却水槽中。

低压氮气由位于离器本体下部液相空间的氮气入口进入，经氮气气体分布器进入分离装置本体中。被氮气气体分布器均匀分散的氮气增加了与冷却水的接触面积，有利于CO的汽提。氮气气泡向上运动，由于汽提作用，将冷却水中溶解的CO气体汽提出来。其原理符合亨利定律(亨利定律为在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比)。冷却水中的CO不断被汽提出来，进入氮气气泡中。携带着CO的氮气进入气相空间，沿放空管8向上运动，放空，在线CO监测仪可检测CO浓度，当CO浓度达到联锁值时，气化炉联锁停车。

本发明的有益效果在于：设置冷却水出口U型管和破虹吸管防止分离装置内负压的形成；氮气分散器设置于溢流管管口的下方，使用时能够充分汽提冷却水中的CO，解决了现有分离装置通入氮气造成CO被稀释，在线监测很难得到真实的CO浓度的问题；

附图说明

图1、本发明用于水煤浆气化装置烧嘴的冷却水气水分离装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的用于水煤浆气化装置烧嘴的冷却水气水分离装置，包括分离装置本体5和设置于分离装置本体5顶部的放空管8，以及冷却水入口6和冷却水出口U型管4，放空管8内设CO在线监测仪9，冷却水出U型管4上方的分离装置本体5内连接有溢流管7，溢流管7管口下方设有氮气气体分布器3，氮气入口2设置于分离装置本体5外。冷却水出口U型管4和分离装置本体5且位于溢流管7管口上方连通设有破虹吸管1。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。