[发明专利]超高温灰熔渣冷却机及其构成的超高温灰熔渣冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及加压粉煤气化系统的生产装置技术领域，具体涉及一种可安全操作的加压灰熔聚粉煤气化系统专用的超高温灰熔渣冷却机及其构成的超高温灰熔渣冷却系统，以用于对超高温灰熔渣的冷却。

背景技术

国内现有加压粉煤灰熔聚气化工艺依据流态化原理，将流态化技术应用于煤的气化，借助气化剂空气（或氧、富氧）和蒸汽吹入，使煤粒在床内沸腾起来，在高温下气固两相充分接触，达到气化的目的。灰熔聚粉煤直接气化技术就其煤种的广泛适应性、高效、低污染地制取工业燃料气或合成原料气的特点，而受到重视。其工艺流程如图6所示。

该系统工艺存在以下问题：国内现有加压粉煤灰熔聚气化工艺中的灰锁系统尚未研究出合适的灰渣冷却设备；灰熔渣中的残余热量不能得到有效利用；高温灰熔渣所携带的残余煤气不能得到回收利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可降压降温控制残留煤气逸出，然后进入灰渣冷却机进行热交换并回收煤气的超高温灰熔渣冷却机及其构成的超高温灰熔渣冷却系统，使高温灰熔渣在排出气化系统后通过热交换将热量重新利用，同时采用降压的方法回收煤气。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超高温灰熔渣冷却机，包括带有容腔的灰熔渣容器，容腔用于容纳灰熔渣，灰熔渣容器的容器壁设置用于容纳冷却水的夹层，灰熔渣容器设有均与容腔连通的进料口和出料口和隔氧气体气口、均与夹层连通的冷却水进口和冷却水出口，容腔内设有空心轴，空心轴上设有叶片，空心轴两端分别伸出灰熔渣容器两端外并且空心轴两端分别设置冷却水进入口和冷却水排出口，空心轴的其中一端与动力装置连接。

所述空心轴叶片为空心叶片，叶片的空腔与空心轴空腔连通。

所述叶片为楔形。

所述叶片间隔固设于空心轴外侧，叶片沿空心轴截面切线方向延伸，相邻叶片依次沿顺时针或者逆时针错开一定角度设置。

所述灰熔渣容器为横置的筒状结构。

一种超高温灰熔渣冷却系统，包括上料罐、如上述的超高温灰熔渣冷却机和上灰斗，上料罐设有进料口和出料口，上料罐的出料口连接超高温灰熔渣冷却机的进料口，上料罐的罐壁设有用于容纳冷却水的夹层，上灰斗也设有进料口和出料口，上灰斗的进料口与超高温灰熔渣冷却机的出料口连接，上灰斗的侧壁也设有用于容纳冷却水的夹层，所述上料罐夹层、超高温灰熔渣冷却机的夹层、超高温灰熔渣冷却机空心轴的冷却水进入口、冷却水排出口以及上灰斗夹层均连接冷却水管路。

所述冷却水管路包括冷却塔、均与冷却塔连接的冷却塔出水管路和冷却塔回水管路，所述上料罐夹层、超高温灰熔渣冷却机的夹层、超高温灰熔渣冷却机空心轴的冷却水进入口以及上灰斗夹层分别各通过一前分支管路连接冷却塔出水管路，并且所述上料罐夹层、超高温灰熔渣冷却机的夹层、超高温灰熔渣冷却机空心轴的冷却水排出口以及上灰斗夹层分别各通过一后分支管路连接冷却塔回水管路。

通过隔氧气体气口灰熔渣容器的容腔内充有氮气。

所述上料罐上下设置两个，上侧上料罐的出料口与下侧上料罐的进料口密封对接，下侧上料罐的出料口与超高温灰熔渣冷却机的进料口密封对接，下侧上料罐位于超高温灰熔渣冷却机上侧，上灰斗位于超高温灰熔渣冷却机的下侧，上灰斗的进料口与超高温灰熔渣冷却机的出料口密封对接，上灰斗下侧设有下灰斗，上灰斗的出料口与下灰斗的进料口密封对接，所述上、下侧上料罐、超高温灰熔渣冷却机的出料口、上、下灰斗的出料口处均设有电动开关阀。

所述下灰斗的侧壁也设有用于容纳冷却水的夹层，并且下灰斗的夹层也与冷却塔出水管路和冷却塔回水管路连接。 

本发明所述的超高温灰熔渣冷却机，其内部通过隔氧气体气口充入一定压力惰性隔氧气体——氮气，隔绝氧气后将煤气回收并防止高温下煤气爆炸，在灰渣冷却机夹层以及空心轴及其叶片内充入冷却水，高温灰渣进行冷却的同时将热量传递给冷却水，达到废热重新利用的目的。 冷却机内部设计了由空心轴、楔形空心叶片形成的桨叶搅拌装置，在较小的空间内布置了较大的换热面积，相对于同类型同产量的其他设备, 本灰渣冷却机体积较小，重量较轻, 减少设备的一次性投资。

本发明所述的超高温灰熔渣冷却系统，使高温灰熔渣进入灰渣冷却机之前采用两级降压降温容器——上、下两上料罐进行两次初步降温降压以及进行储存，控制并防止灰渣带出的残余煤气的逸出，在经过超高温灰熔渣冷却机降压冷却后，灰熔渣已经大幅度降温降压，在经过上、下灰斗后，灰熔渣进一步降温达到最终的排放标准。