[发明专利]冷却热析出气体的设备

说明书

本发明涉及一种冷却热析出气体的设备，用来防止从可燃气体发生器中出来的较低粘度的热析出气体中粘性颗粒的有害沉积，在所述的可燃气体发生器中碳质材料仅被部分氧化，所述的热析出气体含有粘性颗粒，该粘性颗粒在冷却时可失去粘性。

热析出气体中的粘性颗粒将给要对这种热析出气体作进一步处理的设备带来困难，因为沉积到例如墙壁上，阀门上或排出口上的此类不希望有的颗粒会给处理工艺造成有害的影响。而且，这样的沉积物是极其不易清除掉的。

热析出气体可能由不完全燃烧含碳质的材料而产生，这时的热析出气体的温度在1000℃至1800℃的范围内。粘性颗粒可以是部分地或全部地呈熔融态，它们之中可以包含金属、盐类或灰尘，一般地说，这些颗粒在温度约低于800℃时会失去其粘性。

现有技术已公开了一些冷却热析出气体的设备，在美国专利US2971830中公开了一种冷却高温气化煤粉的方法，在高温气化煤粉的出口处设置了冷却该可燃气体的装置，通过从冷却通道侧壁喷出几股沿通道切向喷出的螺旋形气流，冷却高温气化煤粉，防止其中熔化的灰尘沉积在分配管中。

本发明的目的是提供一种冷却含粘性颗粒热析出气体的设备，使热析出气体中的粘性颗粒在冷却时失去粘性，十分有效地防止该粘性颗粒出现有害沉积。

为达到此目的，本发明提供了一种冷却由含碳材料不完全燃烧产生的热可燃气体的设备，使从含碳材料可燃气体发生器产生的上述低粘性气体中的粘性颗粒在冷却时失去粘性，从而防止粘性颗粒的有害沉积，该设备包括一个冷却段，其入口导管装置与上述可燃气体发生器的热可燃气体出口相连，冷却气体通过冷却段壁上的出口进入该设备，与上述热可燃气体形成一个混合区，其冷却段壁上至少有一个与冷却气体源相连通的、环形截头锥体状导管，使上述冷却气体在冷却壁上的出口成为一环状出口，从而喷出环形截头锥体状的冷却气流，冷却气流逐渐变细的方向与上述可燃气体通过该设备的方向一致。

上述环形的冷却气体流使热析出气体流过一混合区，在这里，热析出气体由于与冷却气体紧密混合而变冷，热析出气体混合区包括一个会聚的主要部分和一个发散的辅助部分，混合区本身由一个环形的回流区所包围，而该回流区使粘性颗粒与冷却段的壁部分隔开。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的设备进一步作详细的描述。

图1示意地表明具有一个截头锥体状冷却气体导管的冷却设备之纵剖面：

图2示意地表明具有两个截头锥体状冷却气体导管的冷却设备之纵剖面。

首先参看图1，本发明的这种设备包括有一个管状冷却段11、一个管状的入口导引装置，即入口导管12，以及一个截头锥体状的冷却气体导管13，该导管13向上逐渐收缩。

冷却段11和入口导管12二者的壁部可由耐火材料或钢材一类的金属制成;截头锥体的冷却气体导管13的管壁可由钢材一类的金属制成。

截头锥体式的冷却气体导管13连通到一根配有入口导管15的环形导管14上。

在上述设备运行期间，将该设备的入口导管12连到热析出气体的出口部（图中未画出），热析出气体向上（如图中箭头19所示）流过冷却段11，并与冷却段11的中央纵轴18相平行。此外，冷却气体 经供给入口导管15，和截头锥体状冷却气体导管13后，成为一束截头锥体式的环状冷却气流22喷出，沿着箭头19所示的热析出气流的方向中逐渐变细。

上述之环状冷却气流22促使带粘性颗粒的热析出气体，流过一个由回流区24所包围的混合区23。此混合区23包括一个会聚的主要部分25，热析出气体在其中同冷却气体快速地混合;还包括一个发散的辅助部分27，其中，混合与冷却是在一种湍流状态中完成。

在混合区23中辅助部分27的端部为一个充分混合区30;此区30的下游处，温度已低到使热析出气体中的颗粒不再有粘性，从而这类颗粒将不再粘附到冷却段11的壁部上。

在回流区24内混合的析出气体与冷却气体将起到一种隔离层的作用，将冷却段11的壁部与混合区23内的粘性颗粒分离出来。

在充分混合区30的下游，热析出气体与冷却气体的混合物被通入到对此热析出气体作进一步加工的设备之导管内（有关设备与导管未在图中画出）。

本发明所述的设备可以用于冷却来自可燃气体发生器的热析出气体，这些热析出气体是由发生器中碳质材料部分氧化而产生的。可以预期本发明的设备也可用来冷却来自可燃气体发生器、由液态的和/或气态的烃部分氧化而得到的碳氢化合物。

如果此气化过程在高压下进行，则本发明的设备应罩在一压力罐内（图中未画出）。