气化系统流动阻尼技术方案

本发明专利技术涉及气化系统流动阻尼，提供了一种气化系统构件。在一实施例中，气化系统构件，例如急冷单元（１４）或洗涤器（１９）可保持冷却流体（５２）的池，用于冷却另一流体（４７）。气化系统构件包括流动阻尼机构（７０，８８，９８，１００，１０２，１０４，１０６，１１２，１１８，１２０，１３０），其设计成在所述气化系统构件内阻尼所述冷却流体（５２）、另一流体（４７）或两者的流动。流动阻尼机构可安置于在浸管（５４）与导流管（５６）之间形成的内部腔室（５８）中，或者安置于所述气化系统构件的壁与所述导流管（５６）之间形成的外部腔室（６０）中。该流动阻尼机构也可安置于该内部腔室（５８）与外部腔室（６０）之间。

【技术实现步骤摘要】

本文所公开的主题涉及气化系统构件，且更具体而言，涉及例如急冷单元(quench unit)和洗涤器(scrubber)这样的气化系统构件内的流动阻尼机构。
技术介绍
例如煤或石油的化石燃料可气化用于发电，生产化学品、合成燃料或者用于多种 其它应用。气化涉及使含碳燃料与氧气在很高温度反应以产生合成气，包含一氧化碳和氢 气的燃料，其比燃料在其原始状态更有效地且更清洁地燃烧。在气化时，所得合成气可包括不太合乎需要的组分，例如灰。因此，合成气可被引 导通过急冷单元，以冷却合成气至饱和温度且作为渣移除不太合乎需要的组分。但是，在急 冷单元内可存在流动波动，流动波动可降低急冷单元的效率。合成气可自急冷单元引导通 过洗涤器，洗涤器可从合成气移除水和/或任何剩余颗粒。但是在洗涤器内可存在流动波 动，其可能会降低洗涤器的效率。
技术实现思路
在一实施例中，气化系统构件包括容器，其配置成保持冷却流体的池；浸管(dip tube)，其安置于容器中以将另一流体导向该池；导流管(draft tube)，其环绕该浸管以在 浸管与导流管之间形成内部腔室，且在导流管与容器壁之间形成外部腔室；以及，一个或多 个流动阻尼机构，其安置于内部腔室、外部腔室、或它们之间中的一个或多个中，且配置成 在急冷单元内阻尼冷却流体、另一流体或两者的流动。在另一实施例中，气化系统构件包括容器，其配置成在容器下部段内保持冷却流 体的池；浸管，其环形地安置于容器内且配置成在容器内将另一流体导向该池；导流管，其 环形地安置于该容器内以在导流管与容器壁之间形成外部环形腔室且配置成在容器内远 离池引导另一流体；以及，流动阻尼机构，其安置于外部腔室中，以减小通过外部腔室的流 动面积至少大约50%。在又一实施例中，气化系统构件包括容器，其配置成保持冷却流体的池；浸管， 其安置于容器中以将另一流体导向该池且在浸管与容器壁之间形成环形腔室；以及，一个 或多个流动阻尼机构，其安置于环形腔室中且配置成在气化系统构件内阻尼冷却流体、另 一流体或两者的流动。附图说明当参考附图来阅读下文的具体描述时本专利技术的这些和其它特点、方面和优点将变 得更好理解，在所有附图中相似的符号表示相似部件，在附图中图1是可采用急冷单元和洗涤器的整合气化组合循环发电系统的实施例的方块 图；图2是采用阻尼板的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图3是图2的阻尼板的顶视图；图4是采用阻尼板的图1的气化系统构件的另一实施例的正视截面图；图5是图4的阻尼板的顶视图；图6是采用阻尼圈的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图7是采用阻尼条的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图8是图7的气化系统构件的顶视图；图9是图8的阻尼条之一的实施例的截面图；图10是采用浮动块的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图11是采用热交换器的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图12是采用穿孔导流管延伸部的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图13是在环形腔室中采用阻尼圈的图1的气化系统构件的实施例的正视截面 图；图14是图13的气化系统构件的一部分的顶视图；图15是采用穿孔浸管的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图16是无导流管且采用阻尼板的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图；图17是图18的阻尼板的顶视图；以及图18是无导流管且采用阻尼圈的图1的气化系统构件的实施例的正视截面图。 具体实施例方式将在下文中描述本专利技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁 描述，在说明书中可不描述实际实施方式的所有特征。应了解在任何这种实际实施方式的 开发中，如在任何工程或设计项目中，可做出许多具体实施方式决策来实现开发者的具体 目的，例如符合系统相关和商务相关的约束，这些具体约束在不同实施方式之间可改变。此 外，应了解这些开发工作可复杂且耗时，但仍是受益于本公开内容的本领域普通技术人员 设计、制作和制造的常规任务。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”意图表示存在这 些元件中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的且表示可存在所 列出元件之外的额外元件。本公开内容是针对于控制例如急冷单元和/或洗涤器这样的气化系统构件内的 流体动力学的技术。一般而言，急冷单元可从气化腔室接收热流出物，例如合成气。热流出 物可被引导通过急冷单元内的冷却流体的池以产生更冷的饱和(或部分饱和)的合成气。 在冷却之后，例如灰的组分可在液体池内固化用于随后从急冷单元移除。更冷的合成气可 从急冷单元引导至洗涤器。一般而言，合成气可流动通过洗涤器内的冷却流体池以从合成气移除任何剩余颗粒和/或夹带的水。在操作期间，急冷单元和/或洗涤器可经历流动波 动，例如冷却池液位、气体流动速率和/或压力水平的波动，而这种波动可造成低效冷却或 从急冷单元和/或洗涤器出来的合成气内夹带冷却流体。因此，本公开内容描述了气化系统构件，例如急冷单元和/或洗涤器，其包括流动 阻尼机构，流动阻尼机构设计成最小化气化系统构件内的流动波动。如本文所用的术语“阻 尼”可大体上指减小流动中的波动或振荡和/或减小流动振荡强度。举例而言，流动阻尼机 构可设计成耗散来自流动波动的能量和/或在急冷单元内重新引导不均勻的流动。在某些 实施例中，流动阻尼机构可安置于液体冷却剂池内以阻尼池液位的波动，而这可减少压力 波动和/或气体流动速率波动。举例而言，阻尼挡板可安置于液体池内以限制通过该池的 流动面积。在某些实施例中，阻尼挡板可设计成减小液体的流动路径面积至少大约50%。 流动阻尼机构也可安置于气体流动路径内以控制压降，而这可减小液体池液位和/或气体 流动速率的波动。图1示出整合气化组合循环(IGCC)发电系统8的实施例。在发电系统内，例如合 成气的气体可燃烧以在“顶部”或布雷顿循环内产生能量。来自“顶部”循环的废气然后可 用于在“底部”或郎肯循环内产生蒸汽。为了产生合成气，例如焦炭和褐煤的含碳燃料可经由进料制备和输送系统9引入 到系统8。进给系统9向气化器11提供燃料浆10，其中燃料与氧气(O2)和蒸汽(H2O)混 合。氧气可从空气分离器12提供。气化器11加热反应物至超过大约70(TC以燃烧燃料浆 中的挥发性组分从而产生热流出物，例如合成气13。由于氧气、蒸汽与碳(C)之间的化学反 应，合成气13可包括氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)以及存在于含碳燃料中的 其它不太合乎需要的组分，例如灰、硫、氮和氯化物。合成气13可自气化器11进入急冷单元14。在某些实施例中，急冷单元14可与气 化器11 一体。但是，在其它实施例中，急冷单元14可为单独单元。急冷单元14可通过蒸 发例如水的冷却流体将合成气13冷却至饱和温度或接近饱和温度。在冷却过程中，不太合 乎需要的组分，例如灰，可固化且作为渣16从急冷单元14移除。随着合成气13流动通过 急冷单元14，合成气13可被冷却以产生冷却的合成气17，其可从急冷单元14出来且进入 气体冷却和处理系统18。气体冷却和处理系统18可包括洗涤器19和酸气移除系统20以及其它构件。在气 体冷却和处理系统18内，来自急冷单元14的合成气17可进入洗涤器19，在洗涤器19中， 合成气17可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气化系统构件，包括：　　容器（５０），其配置成保持冷却流体（５２）的池；　　浸管（５４），其安置于所述容器（５０）中，以将另一流体（４７）导向所述池；　　导流管（５６），其环绕所述浸管（５４），以在所述浸管（５４）与所述导流管（５６）之间形成内部腔室（５８），且在所述导流管（５６）与容器壁之间形成外部腔室（６０）；以及　　一个或多个流动阻尼机构（７０，８８，９８，１００，１０２，１０４，１０６，１１２，１１８，１２０，１３０），其安置于所述内部腔室（５８）、所述外部腔室（６０）、或所述内部腔室（５８）与所述外部腔室（６０）之间中的一个或多个中，且配置成阻尼所述气化系统构件内所述冷却流体（５２）、或另一流体（４７）、或两者的流动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HB克洛科夫，JM斯托里，AJ阿瓦利亚诺，G王，GD曼德鲁西亚克，K哈德凯斯尔，S佩伦，P蒂瓦里，G拉斯科夫斯基，JB科里，C迪努，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]