1.本实用新型涉及气化炉冷却系统，具体地，涉及了一种气化炉激冷室，此外，本发明还涉及一种包括该气化炉激冷室的气化炉。


背景技术：

2.煤气化技术是煤炭清洁高效利用的核心技术，气化炉是煤气化技术的关键核心装备。高压、大容量的气流床气化技术是国际上先进的煤气化技术之一，在煤化工工业得到广泛运用。目前气流床气炉激冷室采用激冷或废锅的方式对粗煤气和灰渣冷却。由于废锅存在投资成本高、易结渣等问题，企业采用废锅气化炉较少。激冷式气化炉冷却主要工艺如下：在气化炉反应室内生成的高温合成气和熔渣由气化反应室下行进入激冷室的下降管，与下降管内的水换热，高温合成气被冷却降温并增湿，高温熔渣在下降过程也被冷却，并在水浴中固化为固体。合成气在激冷室水浴中洗涤掉大部分灰渣，鼓泡上升，从激冷室侧壁出气化炉。
3.在气化炉运行中，当气体穿过渣水池液面时，由于气体冲击液面造成液面扰动、气泡夹带液体、高温气体与激冷水换热产生水蒸气引起假液位等原因，导致激冷室的液位很难测量准确。
4.有鉴于此，需要设计一种气化炉激冷室。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气化炉激冷室，该气化炉激冷室能够减少气体对激冷室内液位扰动，提高液位计测量的准确性。
6.本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种气化炉，该气化炉的气化炉激冷室具有减少气体对激冷室内液位扰动，提高液位计测量的准确性和在线周期，增加湍化洗涤，提高分离效率的优点，避免粗煤气带水、带灰渣大的问题。
7.为了实现上述技术问题，本实用新型一方面提供一种气化炉激冷室，包括下降管、套设于所述下降管外侧并与所述下降管外侧面之间存在间隔的上升筒，所述上升筒包括由上自下依次连接的上段、过渡段和下段，所述上段的上端口高于渣水池液面，所述下段的下端口低于所述下降管的下端口，其所述下段的直径大于所述上段的直径，所述过渡段为圆台形结构。本实用新型通过增设上升筒从而降低下降管内的气流速度，使气体与渣水有更大的接触面积，提高粗煤气换热洗涤的效率。
8.优选地，所述上升筒内壁和/或所述下降管外壁设有破泡装置。
9.具体地，所述破泡装置为翅片，所述上升筒的内壁设置多层翅片。
10.更具体地，所述下降管外壁设有多层翅片。
11.进一步地，所述翅片径向尺寸大于所述下降管和所述上升筒之间间距的八分之一，且小于所述下降管和所述上升筒之间间距的四分之一。
12.优选地，其特征在于，所述下降管外周面环绕布置有折流板，所述折流板位于所述
上升筒的上端口的上方，且所述折流板的外圆直径大于所述上升筒上段的直径。
13.具体地，所述折流板外边缘向下倾斜设置且与所述上升筒轴线夹角为20-60
°
。
14.优选地，所述上升筒的上段直径为激冷室直径的48％-56％，所述上升筒的下段直径小于所述激冷室直径的70％。
15.具体地，所述上升筒的下段的下边缘通过多件连接件与气化炉壳体连接。
16.本实用新型还公布了一种气化炉，包括根据上述技术方案中任一项所述的气化炉激冷室。
17.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
18.本实用新型气化炉激冷室采用在传统气化炉激冷室的基础上增设上升筒，上升筒设置在下降管的外侧并且与下降管的外侧存在间隔，上升筒可以引导粗煤气等高温合成气体在上升筒与下降管外侧的间隔中向上运行，上升管上端高于渣水池液面上端，使气体在激冷室内的出口高于渣水池液位，避免了对保护筒外侧激冷室水位的干扰，为激冷室液位稳定提供了保障，防止液面波动引起的液位报警跳车等工程问题；过渡段为圆台形结构设计，使进入上升管内的气体逐渐增速，避免气速突变造成液位扰动大等问题。
19.在下降管的外侧设置折流板，折流板圆周环绕在下降管的外侧并且高于上升筒上端，呈上升状态的粗煤气及其携带的水和灰渣与折流板产生碰撞后粗煤气与其携带的水和灰渣再次分离，提高了气化炉激冷室渣水分离的效率。
20.在上升筒的内壁以及下降管的外壁上设置破泡装置，破泡装置低于折流板，对激冷室内因剧烈反应产生的气泡进行破除，提高洗涤效果，提高气渣分离效率。
21.另外，将破泡装置设置成翅片，翅片结构简单，降低了安装难度，并且设置支撑板用以将上升筒固定在激冷室内。
22.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
24.图1是本实用新型具体实施方式的气化炉激冷室的结构示意图；
25.图2是本实用新型具体实施方式的气化炉激冷室采用上升筒后的气流流向示意图；
26.图3是下降管3.2m/s气速下气化炉激冷室相含率示意图；
27.图4是下降管2.3m/s气速下气化炉激冷室相含率示意图。
28.附图标记说明
29.1下降管
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2上升筒
30.3折流板
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4破泡装置
31.5连接件
具体实施方式
32.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，采用的方位词“外侧”、“上端”、“下端”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，
所接触的仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；对于本实用新型的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“设有”、“套设”应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
35.如图1所示，图1为本实用新型气化炉激冷室一种具体实施方式的整体结构示意图，本实用新型气化炉激冷室主要包括下降管1和上升筒2，其中上升筒2位于下降管1的外侧并且与下降管1的外侧面之间存在间隔，上升筒2包括由上自下依次连接的上段、过渡段和下段，并且上段的上端口需要高于气化炉激冷室内渣水池的液面，下段的下端口需要比下降管1的下端口低，同时下段的直径要大于上段的直径。另外，过渡段的结构为圆台形结构。本实用新型通过在气化炉激冷室内下降管1的外侧增设上升筒2，并且使其二者间存在间隙的方法控制气流流向，因上升筒2下段的下端口低于下降管1的上端口，所以当下降管1内的气体下行到下降管1的下端口时会自动进入下降管1与上升筒2间的间隔中，并且向上流动，上升筒2的上段的上端口高出气化炉激冷室内渣水池的正常液位，以便于将气液换热或气流运动时造成的不稳定因素控制在上升筒2内，减少了气流对激冷室内液位的干扰，提升了液位计测量的准确性和在线周期。将过渡段设计成圆台结构，可以使进入上升筒2内的气体的气流速度逐渐增加，避免气流速度突变造成液位扰动大的问题。
36.参见图2，图2是本实用新型具体实施方式的气化炉激冷室采用上升筒后的气流流向示意图，如图，气流沿下降管1向下运行，当气体运行到下降管1下端口时与气化炉激冷室内渣水池反应，经由上升筒2引导，沿上升筒2与下降管1间的间隔向上运行。上升筒2引导气流向上，降低了气流在下降管1内的气流速度。作为本实用新型的一种具体实施方式，上升筒2的下段可以采用最大筒径的结构设计，上升筒2的下段筒径增大可以使下降管1内的气流速度变慢，气体与渣水的接触空间变大，可以提高粗煤气的换热洗涤效率。
37.参见图3到图4，图3和图4分别为不同气速下气化炉激冷室的相含率示意图，下降管1的直径尺寸影响下降管1内气流速度、水气换热效率、气体在下降管1内停留的时间等，是激冷室设计的关键参数之一。当下降管1内径扩大后，下降管1中气流速度降低，粗合成气对渣水池液面冲击能力下降，但在不改变气化炉激冷室内径的前提下，下降管1内径的增加会使气化炉激冷室外环横截面积减少。影响气渣分离效率，并且可以采用数值模拟计算得出，下降管1内气速为2-3m/s时，气化炉激冷室顶部能够维持稳定的气液相界面，液沫夹带量少，飞灰含率低，约为0.019-0.027％vol。为了在不改变下降管1直径的情况下提高气化炉激冷室的气渣分离效率，本实用新型选择在下降管1的外侧增设上升筒2。
38.由于上升筒2的下段筒径大于上段筒径，并且气体在经过过渡段时气流速度会变
大，以至于圆台结构的过渡段成为上升筒2中气流速度变化最为激烈的区域，容易使渣水内产生较多的气泡，降低渣水对气体的洗涤效果，因此，本实用新型在上升筒2的内壁和/或下降管1的外壁上设置了破泡装置4，破泡装置4可以有效的破除气泡，阻挡气体在上升筒2与下降管1的间隔间上行时携带杂质。
39.参见图1，作为本实用新型的一种优选实施方式，可以采用翅片作为本实用新型的破泡装置4，通过在上升筒2的内壁和/或下降管1的外壁上设置多层翅片，以破除渣水中的气泡，同时分离气体内携带的灰渣等杂质，当气体从下降管1内下行继而流向上升筒2与下降管1间的间隔中，气体进入气化炉激冷室下部的渣水中，并且向上运行，在进入上升筒2的过渡段时因气流速度增大而产生剧烈反应，从而产生大量气泡，合理的在上升筒2的内壁和/或下降管1的外壁上设置多层翅片，气体携带着气泡和灰渣与翅片发生碰撞，翅片将气泡破除并且将灰渣从气体中分离出去。
40.需要说明的是，作为本实用新型气化炉激冷室的优选实施方式，在设置翅片时要注意，设置在上升筒2内壁上的翅片，翅片的最下端应高于下降管1的下端口，优选地，可以将尺寸控制在400-800mm之间，以达到较好的破泡效果。
41.还需要说明的是，翅片可呈圆环状围绕固定在上升筒2内壁上和/或下降管外壁上，也可采用圆弧状的翅片，均匀的呈圆周型的排列固定在上升筒2内壁上和/或下降管1的外壁上，并且翅片的设置层数也可以根据实际情况合理安排，以2-5层为益。
42.作为本实用新型的优选实施方式，对上述技术方案中的翅片的尺寸做出了优选，优选地，翅片径向尺寸大于下降管1和上升筒2之间间距的八分之一，且小于下降管1和上升筒2之间间距的四分之一。此种尺寸设计不仅可以保证气体的正常运行，同时还可以有效的进行气泡破除，增强湍化洗涤，提高气渣分离效率。
43.另外，本实用新型气化炉激冷室中的破泡装置4不仅限于翅片，也可为其他装置，如具有一定强度的呈圆周形均匀排布的长棍，或具有孔隙的过滤网等，只要满足可以将气泡破除并且不会影响气体运行的目的即可。
44.参见图1，在本实用新型气化炉激冷室的下降管1的外周面上还布置有折流板3，折流板3位于上升筒2的上端口的上方且所述折流板3边缘到所述下降管1轴线的距离大于所述上升筒2上段的直径。上升的粗煤气携带有水以及灰渣，当粗煤气沿上升筒2与下降管1间的间隔向上运行时，与折流板3发生碰撞，对粗煤气携带的水和灰渣进行再次分离，提高了气化炉激冷室渣水分离的效率。并且，作为本实用新型气化炉激冷室的一种优选实施方式，在设置折流板3时其外边缘向下倾斜，同时与上升筒2的轴线夹角优选在20
°‑
60
°
之间，倾斜的目的在于，当上行的粗煤气与折流板3发生碰撞时，被分离下来的水和灰渣可以因倾斜从而具有下滑力沿着折流板3向气化炉激冷室底部滑落，其次因为折流板3围绕下降管1外周面布置，且折流板3的外圆直径大于上升筒2的上段直径，被分离下来的水和气渣沿着倾斜的折流板3落入上升筒2与气化炉激冷室壳体间的间隙，避免了落入下降管1与上升筒2间的间隔后对上升气体造成影响。
45.优选地，折流板3固定在下降管1上的高度高于上升筒2的上端口400-800mm，并且，折流板3的外圆直径在水平方向上比上升筒2的直径大150-250mm。
46.作为本实用新型的一种优选实施方式，对于上升筒2的筒径进行了优选，优选地，上升筒2的上段直径为气化炉激冷室直径的48％-56％，上升管2的下段直径大于上升筒2的
上段直径，上升筒2的下段直径小于气化炉激冷室直径的70％。优选地，对于日投煤2000-3000吨级的气化炉，上升筒2的下端口优选低于下降管1下端口800-1500mm，上升筒2的上端口优选高于激冷室内激冷液正常液位的1400-2000mm。
47.参见图1，采用多件连接件5将上升筒2固定在气化炉激冷室的壳体上，优选地，连接件5可以选择钢板或其他能起到支撑作用且符合气化炉要求的支撑板，连接件5的数量根据气化炉激冷室的实际情况决定，以3-6件为优，使用连接件5可以防止灰渣架桥的概率。
48.以上通过具体实施例对本实用新型的气化炉激冷室进行了说明，可以理解的是，本实用新型的气化炉激冷室的结构主体以及尺寸并不限于上述实施例所述的具体结构形式，也可以为其它结构形式，只要满足下降管1与上升筒2共同配合同时上升筒2包括由上自下依次连接的上段、过渡段和下段且下段直径大于上段直径，过渡段为圆台形结构的条件，使本实用新型的气化炉激冷室能够达到减少气体对激冷室内液位扰动，提高液位计测量的准确性和在线周期，增加湍化洗涤，提高分离效率，避免粗煤气带水、带灰渣大的问题，同时具有较好的安装可靠性的目的即可。
49.由上述各实施例可以看出，本实用新型具有如下技术效果：
50.本实用新型气化炉激冷室通过在下降管1的外侧增设上升筒2的方式，将上升筒2设计成由上到下的三段，分别为由上自下依次连接的上段、过渡段和下段，并且下段的直径大于上段，过渡段的结构为圆台形结构，同时上升筒2与下降管1间存在间隔，上升筒2的设置降低了下降管1内的气流流速也增大了气体和渣水的接触空间，提高了粗煤气换热洗涤的效率，过渡段采用圆台形结构的设计，可以是上升筒2内的气体逐渐增速，避免气速突变造成液位扰动大等问题。减少了气体对上升筒外侧液位的扰动，提高了液位计测量的准确性和在线周期。
51.另外，在上升筒2的内壁和/或下降管1的外壁上设置破泡装置4，破泡装置4优选采用翅片，破除气体和渣水反应产生的气泡、阻挡气体带渣，增强洗涤效果，增加湍化洗涤，提高了分离效率。在下降管1外壁上设置折流板3，使上升的气体与折流板3发生碰撞从而进行再次气渣分离，降低了粗煤气带水、带灰渣大的缺点。
52.本实用新型解决了气化炉激冷室内因下降管1内气体流速过大对液位扰动大导致液位计测量的准确性偏低的问题，并且提高液位计测量的准确性和在线周期，增加湍化洗涤，提高分离效率，避免粗煤气带水、带灰渣大的问题的出现。
53.在本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
55.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
56.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。