[发明专利]一种自带涂层保护防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置

说明书

本发明公开了一种自带涂层保护防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置。包括淬冷器本体、淬冷器内芯和防磨盖，所述的淬冷器内芯和防磨盖设置于淬冷器本体中，防磨盖设置于淬冷器内芯顶部，淬冷器内芯上设置有若干朝向防磨盖的顶部喷嘴，涂层覆盖在防磨盖表面，涂层采用过渡金属的氧化物或过渡金属的碳化物。本发明较好地解决了淬冷器内芯磨损、防磨盖难以在高温环境中长时间稳定运营、淬冷中心高温区域淬冷剂量小、防磨盖拆卸困难等问题，并能方便地确定最佳的淬冷起始位置。

技术领域

本发明属于化工设备领域，特别涉及一种自带涂层保护防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置。

背景技术

乙炔是一种非常重要的基本有机化工原料，我国是一个富煤、贫油、少气的国家，煤的主要元素是C和H，且摩尔比例接近1:1，与乙炔的元素比例相同，相关研究表明热等离子体提供的高温、活泼的化学性质环境，能使煤向乙炔进行转化，且经济效益优于目前工业生产最常用的电石法和甲烷部分氧化法。等离子体裂解煤制乙炔工艺具有流程短、低资源消耗、环境友好等优点，是煤直接转化的一条有效途径，具有很好的工业价值及经济环境效益。

高温等离子体裂解煤制乙炔工艺是将经过磨煤机处理后的煤粉送入高温高活性的等离子体环境中，经毫秒级反应后裂解生成目标产物乙炔等。乙炔在高温高活性环境下不稳定，故需要对该产物进行迅速冷却达到“固定”作用，否则乙炔将进一步分解成炭黑，严重影响乙炔产率。而高效的淬冷器则是保证其顺利进行的关键设备。高效的淬冷器需要具备能迅速带走热量、淬冷剂与高温裂解气混合充分且均匀、长时间稳定运营等特点。迅速带走带走热量主要从淬冷剂的种类、淬冷剂的输送速度及淬冷剂的有效接触等方面考虑，水比热容大且原料廉价易得，经过高压处理并通过喷嘴雾化后可实现这一目标。同时若淬冷剂在淬冷器内的分布不均匀，不仅会降低淬冷剂的效率，造成淬冷剂的浪费；还会在淬冷器内形成局部高温区，使部分裂解气不能有效地淬冷，降低乙炔的收率。

浙江大学何潮洪等人设计的采用带防磨盖的环隙式淬冷器，详见《一种带有防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置》专利号ZL201010516553.4，在内芯上方增加了防磨盖，较好地解决了淬冷设备喷嘴直接暴露在裂解气和煤粉的冲击下容易损坏、淬冷剂难以达到高温中心等弊端，但尚存在防磨盖长时间受到裂解气中煤粉的冲击较易开裂、脱落、防磨盖与淬冷器内芯连接易受热胀冷缩的影响等问题，因此如何保证防磨盖的耐磨性和耐高温性，是等离子体裂解煤装置能否长期稳定运行的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种自带涂层保护防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置，解决了淬冷器内芯磨损、防磨盖难以在高温环境中长时间稳定运营、装置复杂喷嘴处易侧漏、淬冷中心高温区域淬冷剂量小等问题，并能方便地确定最佳的淬冷起始位置，本发明具体技术方案如下：

一种自带涂层保护防磨盖的等离子体裂解煤淬冷装置，包括淬冷器本体，淬冷器内芯和防磨盖，所述的淬冷器内芯和防磨盖设置于淬冷器本体中，防磨盖设置于淬冷器内芯顶部，淬冷器内芯上设置有若干朝向防磨盖的顶部喷嘴，所述的涂层覆盖在防磨盖表面，所述的涂层为过渡金属的氧化物涂层或过渡金属的碳化物涂层。

优选的，所述的过渡金属的氧化物为氧化锆，氧化锆通过喷涂覆盖在防磨盖表面，优选的，所述的过渡金属的碳化物为碳化钨或碳化铪，碳化钨或碳化铪通过喷涂覆盖在防磨盖表面.

本发明所述的喷涂工艺可以采用传统喷涂工艺如喷涂工艺、喷涂工艺、激光喷涂等，也可采用等离子或超音速设备等新型喷涂工艺，涂层厚度为0.05-0.3mm，具有很好的耐温性和高硬度。