淬冷器和制备乙炔的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器和制备乙炔的装置，该淬冷器包括淬冷器本体，该淬冷器本体包括：裂解产物入口，用于将裂解产物导入所述淬冷器本体内部；淬冷剂入口，用于将淬冷剂导入所述淬冷器本体内部，所述裂解产物入口和淬冷剂入口设置为能够使得导入所述淬冷器本体内部的裂解产物和淬冷剂在所述淬冷器本体内彼此混合并形成旋流；固体/液体产物出口，该固体/液体产物出口在所述淬冷器本体的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从所述淬冷器本体内部排出；以及气体产物出口，该气体产物出口朝上设置且通向所述淬冷器本体外部，用于将气体产物从所述淬冷器本体内部排出。

【技术实现步骤摘要】
淬冷器和制备乙炔的装置
本专利技术涉及化工领域，具体地，涉及一种淬冷器以及制备乙炔的装置。
技术介绍
乙炔是重要的基础化工原料。目前，制备乙炔的通常方法包括电石法、甲烷电弧裂解法等。但随着工业应用中对环境和能耗要求的提高，利用热等离子体裂解碳质材料(如煤炭)制备乙炔的工艺逐渐兴起。利用热等离子体裂解碳质材料(如煤炭)制备乙炔的工艺的基本原理为：在高温、高焓、高反应活性的电弧热等离子体射流中，使煤炭的挥发分甚至固定碳可直接转化为乙炔。而在完成裂解后，乙炔作为热等离子体裂解碳质材料的主要气相产物，需要确保乙炔具有较好的稳定性，以有效防止乙炔继续分解为碳黑和氢气，获得理想的乙炔产出率。因此，需要利用淬冷器对热等离子体裂解碳质材料的混合产物进行淬冷。目前，本领域中已经提出了若干种淬冷器，例如中国专利技术专利CN101823935B。在传统的淬冷器中，大都通过将裂解气和淬冷剂同时通入淬冷器内部空间中，使裂解气和淬冷剂在该内部空间中进行混合，从而实现淬冷。然而，这种传统的淬冷器仅依靠裂解气和淬冷剂在空间上分布而实现混合，难以达到裂解气和淬冷剂更为充分的混合，进而也难以进一步提高淬冷效率。因此，在热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中，如何实现更为理想的淬冷效率成为本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器、淬冷方法和制备乙炔的装置，该技术方案能够获得较高的淬冷效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器，该淬冷器包括淬冷器本体，该淬冷器本体包括：裂解产物入口，用于将裂解产物导入所述淬冷器本体内部；淬冷剂入口，用于将淬冷剂导入所述淬冷器本体内部，所述裂解产物入口和淬冷剂入口设置为能够使得导入所述淬冷器本体内部的裂解产物和淬冷剂在所述淬冷器本体内彼此混合并在所述淬冷器本体内形成旋流；固体/液体产物出口，该固体/液体产物出口在所述淬冷器本体的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从所述淬冷器本体内部排出；以及气体产物出口，该气体产物出口朝上设置且通向所述淬冷器本体外部，用于将气体产物从所述淬冷器本体内部排出。优选地，所述淬冷器本体包括形成有内圆周面的侧壁，所述裂解产物入口设置在所述淬冷器本体的上部，所述裂解产物入口贯穿所述淬冷器本体的侧壁并使所述裂解产物入口朝向所述淬冷器本体内部的开口方向与该裂解产物入口处的水平切线方向之间形成夹角α1；所述淬冷剂入口贯穿所述淬冷器本体的侧壁并使所述淬冷剂入口朝向所述淬冷器本体内部的开口方向与该淬冷剂入口处的水平切线方向之间形成夹角α2，所述夹角α1＝α2，且优选为0度至60度。优选地，所述淬冷器本体具有螺旋管道，所述裂解产物入口连通于所述螺旋管道的上端开口，所述淬冷剂入口通入所述螺旋管道，以形成所述旋流。优选地，所述淬冷剂入口为多个，沿所述淬冷器本体的轴向和/或周向间隔设置。优选地，所述多个淬冷剂入口中的至少一个与所述裂解产物入口彼此紧邻并形成为双通道通孔结构。优选地，所述淬冷器本体包括圆锥筒形的底壁，所述固体/液体产物出口设置在所述底壁径向尺寸较小的底端。优选地，所述淬冷器本体具有气体产物排出管道，该气体产物排出管道的第一端在所述淬冷器本体内位于所述旋流的终结区域或与所述旋流终结区域相邻近的区域A，所述气体产物排出管道的第二端位于所述淬冷器本体外部而形成所述气体产物出口。优选地，所述气体产物排出管道的至少所述第一端为竖直延伸的。优选地，所述气体产物排出管道整体沿所述冷淬器本体的轴向竖直延伸。优选地，所述淬冷器本体包括换热管路，该换热管路与所述旋流的路径彼此密闭地相伴设置。根据本专利技术的另一方面，还提供了制备乙炔的装置，该装置包括：反应器，该反应器利用热等离子体使碳质材料裂解以产生裂解产物，该反应器具有裂解产物出口；和淬冷器，该淬冷器为本专利技术所提供的上述淬冷器，所述反应器的所述裂解产物出口与所述淬冷器的所述裂解产物入口相通。通过上述技术方案，由于将裂解产物和淬冷剂能够以旋流方式彼此混合，从而能够使淬冷剂与待进行淬冷处理的裂解产物充分且更为均匀地混合，实现更好的淬冷效率，进而获得较高的乙炔收率。本专利技术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。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，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专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的淬冷器的一种实施方式的示意图；图2为表示本专利技术提供的淬冷器中裂解产物入口和淬冷剂入口设置方式的示意图；图3是本专利技术提供的淬冷器的另一种实施方式的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中的淬冷器，如图1或图3所示，该淬冷器包括淬冷器本体10，该淬冷器本体10包括：裂解产物入口11，用于将裂解产物导入淬冷器本体10内部；淬冷剂入口12，用于将淬冷剂导入淬冷器本体10内部，裂解产物入口11和淬冷剂入口12设置为能够使得导入淬冷器本体10内部的裂解产物和淬冷剂在淬冷器本体10内彼此混合并形成旋流；固体/液体产物出口13，该固体/液体产物出口13在淬冷器本体10的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从淬冷器本体10内部排出；以及气体产物出口14，该气体产物出口14朝上设置且通向淬冷器本体10外部，用于将气体产物从淬冷器本体10内部排出。淬冷器本体10构成淬冷器的主体部分，可以根据具体工作场合而选择不同的形状、尺寸等参数。淬冷器本体10的裂解产物入口11用于将热等离子体裂解碳质材料工艺中的裂解产物(如)导入淬冷器本体10内部，在淬冷器本体10内部，所述裂解产物的温度将在预定时间内迅速降低到预定程度，这将在下文中进行详细描述。通常，裂解产物入口11设置在淬冷器本体10的顶部或者上部。淬冷器本体10的淬冷剂入口12用于将淬冷剂导入淬冷器本体10内部，以使淬冷剂在淬冷器本体10内部与裂解产物相互接触并充分混合，使裂解产物的温度迅速降低。淬冷剂可以根据不同工况而加以选择，可以为单一或混合气体淬冷剂(如甲烷、乙烷、丙烷、气态烷烃、炼焦尾气、炼油尾气、高碳氢含量的废气等以及他们的混合气)、单一或混合液体淬冷剂(如水、水煤浆、原油、水煤浆上清液、煤焦油、页岩油、重油、石脑油、沥青等液态碳质材料以及他们的混合物)和/或单一或混合固体淬冷剂(如煤、半焦、石油焦、焦炭等固态碳质材料以及他们的混合物)，也可将气体、液体和固体淬冷剂中的两者或三者混合作为混合型淬冷剂。淬冷器本体10的固体/液体产物出口13在淬冷器本体10的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从淬冷器本体10内部排出。气体产物出口14，该气体产物出口14朝上设置且通向淬冷器本体10外部，用于将气体产物(主要成分为乙炔)从淬冷器本体10内部排出。在本专利技术的技术方案中，由于将裂解产物入口11和淬冷剂入口12设置为能够使得导入淬冷器本体10内部的裂解产物和淬冷剂彼此混合并在淬冷器本体10内形成旋流，从而能够使淬冷剂与待进行淬冷处理的裂解产物充分且更为均匀地混合，实现更好的淬冷效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
淬冷器，该淬冷器用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中并包括淬冷器本体(10)，该淬冷器本体(10)包括：裂解产物入口(11)，用于将裂解产物导入所述淬冷器本体(10)内部；淬冷剂入口(12)，用于将淬冷剂导入所述淬冷器本体(10)内部，所述裂解产物入口(11)和淬冷剂入口(12)设置为能够使得导入所述淬冷器本体(10)内部的裂解产物和淬冷剂在所述淬冷器本体(10)内彼此混合并形成旋流；固体/液体产物出口(13)，该固体/液体产物出口(13)在所述淬冷器本体(10)的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从所述淬冷器本体(10)内部排出；以及气体产物出口(14)，该气体产物出口(14)朝上设置且通向所述淬冷器本体(10)外部，用于将气体产物从所述淬冷器本体(10)内部排出。

【技术特征摘要】
1.淬冷器，该淬冷器用于热等离子体裂解碳质材料制备乙炔的工艺中并包括淬冷器本体(10)，该淬冷器本体(10)包括：裂解产物入口(11)，用于将裂解产物导入所述淬冷器本体(10)内部；淬冷剂入口(12)，用于将淬冷剂导入所述淬冷器本体(10)内部，所述裂解产物入口(11)和淬冷剂入口(12)设置为能够使得导入所述淬冷器本体(10)内部的裂解产物和淬冷剂在所述淬冷器本体(10)内彼此混合并形成旋流；固体/液体产物出口(13)，该固体/液体产物出口(13)在所述淬冷器本体(10)的底部朝下设置，用于将固体/液体产物从所述淬冷器本体(10)内部排出；以及气体产物出口(14)，该气体产物出口(14)朝上设置且通向所述淬冷器本体(10)外部，用于将气体产物从所述淬冷器本体(10)内部排出，其中，所述淬冷器本体(10)包括形成有内圆周面(102)的侧壁(101)，所述裂解产物入口(11)设置在所述淬冷器本体(10)的上部，所述裂解产物入口(11)贯穿所述淬冷器本体(10)的侧壁(101)并使所述裂解产物入口(11)朝向所述淬冷器本体(10)内部的开口方向与该裂解产物入口(11)处的水平切线方向之间形成夹角α1；所述淬冷剂入口(12)贯穿所述淬冷器本体(10)的侧壁(101)并使所述淬冷剂入口(12)朝向所述淬冷器本体(10)内部的开口方向与该淬冷剂入口(12)处的水平切线方向之间形成夹角α2，所述夹角α1＝α2；或者所述淬冷器本体(10)具有螺旋管道(20)，所述裂解产物入口(11)连通于所述螺旋管道(20)的上端开口，所述淬冷剂入口(12)通入所述螺旋管道(20)，以形成所述旋流。2.根据权利要求1所述的淬冷器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轩，吴昌宁，韩建涛，郭屹，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11