[发明专利]应用于气流床气化炉的急冷环

说明书

技术领域

本发明涉及气流床气化炉技术领域，具体是一种应用于气流床气化炉的急冷环。

背景技术

气流床气化炉具有煤种适应性强、自动化程度高、操作稳定可靠、气化强度大、气化效率高和三废处理简单等特点，是目前主流的气化炉炉型。

目前气流床气化炉按照气化空间分段可以分为一段炉和两段炉，按照进料可分为水煤浆气化炉和干煤粉气化炉，按照排渣方式可分为液态排渣和固态排渣。

急冷流程的气流床气化炉，在急冷室内均设置有急冷环，以使气体冷却和熔渣固化。急冷环是气流床气化炉的关键结构组件，国内外均有各自不同的煤气化急冷环技术。现有急冷环结构中，存在很多缺陷，具体如下：

1、急冷环设置有一圈或数圈小孔，小孔中的急冷水水流对着内部半环壁面，流动方向均与炉膛内的气体流动方向垂直，其目的是让急冷环向火壁面急冷水的分布更为均匀，但沿半环壁的速度分布却相差悬殊，所以这种急冷环内部的整体流场分布极不均匀，容易造成局部高温；

2、急冷环的急冷水分布小孔为斜孔，加工难度大成本高；

3、急冷环的内筒为半圆形环状结构，需要预先一次成型，加工难度大成本高；

4、急冷环的外壳为圆柱体结构，底面平板和圆柱体的焊接直角处存在有较大的局部应力，尤其在该处焊接急冷水入口管时需要补强。

因为上述缺陷，势必会给气化炉的连续稳定运行造成严重影响。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了应用于气流床气化炉的急冷环，可以解决现有气化炉急冷环急冷水分布器小孔经常发生堵塞而烧坏急冷环的问题，而且结构简单，加工容易，生产成本低。

应用于气流床气化炉的急冷环，其特征在于：包括空心圆柱体内筒、空心倒圆台状外壁和空心圆柱体外壁（即气体折流管），空心圆柱体内筒外部从下至上依次套接空心圆柱体外壁和空心倒圆台状外壁，空心圆柱体外壁的上端开口与空心倒圆台状外壁的下端开口连通；所述空心圆柱体外壁和空心圆柱体内筒之间均匀设置有若干与空心圆柱体内筒同轴向的筋条，筋条之间形成有若干流道；所述空心倒圆台状外壁和空心圆柱体内筒之间形成截面为直角梯形的环形水腔，空心倒圆台状外壁上设置有若干个均匀分布的急冷水入口接管；所述流道与环形水腔连通。

所述空心圆柱体内筒的下端开口位于空心圆柱体外壁内部，空心圆柱体内筒的下端开口连接设置有环形圆板，所述环形圆板的内径等于空心圆柱体内筒的内径，环形圆板的外径大于空心圆柱体内筒的内径且同时小于空心圆柱体外壁的内径，环形圆板用于缓流上端流道流下的急冷水，使得急冷水从环形圆板和空心圆柱体外壁之间的缝隙流下，从空心圆柱体内筒中间流下的气体则不会容易第一时间与急冷水接触。

根据上述结构还可知，空心圆柱体内筒的高度大于空心倒圆台状外壁的高度。

所述空心倒圆台状外壁的锥角β为：20°＜β＜160°。

所述急冷环上端通过法兰连接气流床气化炉的耐火砖支撑板。

本发明的工作原理如下：

当本发明应用于气流床气化炉的时，气化炉的高温煤气从空心圆柱体内筒中间流下，急冷水从空心倒圆台状外壁的急冷水入口接管接入，通过环形水腔从筋条之间的流道均匀流下，对空心圆柱体内筒中间的高温煤气沿空心圆柱体内筒的外圆周进行均匀地急冷作用。这一过程中，急冷水流动方向与高温煤气的流动方向相同，即并流向下方式。整个急冷环中的流场分布都比较均匀稳定，不存在小孔局部高速而其他部位流动过于缓慢的问题。

本发明的有益效果如下：

1、采用空心圆柱体内筒，不但比半圆环体结构简单、加工方便，而且可以很方便地通过延长内筒高度的方法与气体折流管构成一个同轴方向流动的急冷水分布器；

2、空心圆柱体内筒外壁的筋条，不但可以使急冷水分布均匀，而且可以增加内筒强度和传热面积，有效防止内筒变形并提高冷却效果；

3、空心倒圆台状外壁可以非常方便地连接急冷水入口接管，具有较小的局部应力，并且加工方便；

4、截面为直角梯形的环形水腔主体中的急冷水分布比较均匀，其传热过程可以有效地保护急冷环不被烧坏；

总体，本发明具有结构简单、加工方便、成本低廉、传热效果好和使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明的纵向剖面结构示意图

图2为本发明图1中A-A方向的剖面结构示意图

其中，附图标记为：1急冷水入口接管，2空心圆柱体内筒，3筋条，4空心倒圆台状外壁，5空心圆柱体外壁，6环形圆板，7高温煤气。

具体实施方式