【技术实现步骤摘要】
本技术属于气态、液态或固态含碳物质气化技术中的合成气洗涤冷却净化组件领域，具体涉及一种高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环及气化炉。
技术介绍
1、气流床气化技术是气态、液态或固态含碳物质资源化清洁、高效利用的技术之一。在气流床气化技术中，含碳物质如粉煤或水煤浆同气化剂一同进入炉内进行反应，产生含有熔融态灰渣的高温粗合成气。为了满足后续生产工艺要求，需要进一步对含有熔融态灰渣或炭黑的高温粗合成气进行洗涤、冷却和增湿，完成粗合成气洗涤、冷却和增湿的场所是洗涤冷却室。
2、洗涤冷却室作为气流床气化技术的重要组成部分之一，对高温粗煤气的洗涤、冷却和增湿过程起到了关键性的作用。在工业洗涤冷却室中，含有熔融态灰渣或炭黑的高温粗合成气(温度为1200～1650℃)从气化室流出后，进入洗涤冷却管内，其与洗涤冷却管内的液膜并流流动并发生剧烈的相变，将含有熔融态灰渣或炭黑的高温粗合成气冷却至200～300℃。随着气流床气化技术的大型化和原料多样化，合成气的气量增大且熔融态灰渣或炭黑也增多，这对洗涤冷却装置的净化要求也越来越高。
3、目前，工业洗涤冷却室内应用较多的为垂直布液式洗涤冷却环。受垂直布液式洗涤冷却环自身结构的影响，洗涤冷却管内的液膜空间分布均匀性较差。这导致了洗涤冷却管壁受热应力不均而产生变形、干壁和穿孔现象，从而进一步加剧了液膜的波动和空间不均匀性。上述恶劣的工况将导致洗涤冷却室工业运行的效率和稳定性的降低，进而影响了气流床气化炉的工业运行稳定性和安全性。
技术实现思路p>
1、为解决现有技术中由于洗涤冷却管内的液膜厚度空间分布不均匀，而导致的管壁变形、干壁和穿孔的问题，本技术提供了一种高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环及气化炉，以实现良好的洗涤和冷却效果，延长洗涤冷却管的使用寿命。
2、本技术所采用的技术方案如下：
3、本技术的第一个方面，在于提供一种高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，包括若干个进液管、上端开口且内部形成空腔的激冷水分配室、折流板、上环形封头、下环形分布板和若干个导流板；所述洗涤冷却环的内部中空，其顶部为气相入口；所述激冷水分配室的外侧壁与进液管连通，其内侧壁的上端向内延伸出半圆环，其内侧壁的下端向下延伸并与洗涤冷却管固定连接；所述上环形封头包括开口朝下的第一圆环段，以及从所述第一圆环段的上端向外侧延伸的第一水平板；所述下环形分布板包括开口朝上的第二圆环段，以及从所述第二圆环段的下端向下侧延伸的第一直板；
4、所述折流板包括第二直板，以及从所述第二直板的上端向外侧延伸出的第二水平板，所述折流板的第二环水平板与其上下两侧的第一水平板和激冷水分配室的外侧壁上端固定连接，所述第二直板将所述激冷水分配室内的空腔分为内外两侧的第二空腔和第一空腔，所述第一空腔和第二空腔的底部连通；
5、所述上环形封头的第一圆环段和下环形分布板的第二圆环段通过螺纹连接，并形成开口朝外的半圆环段，所述半圆环段与所述激冷分配室的内侧壁的半圆环之间形成环形成膜排液缝隙，并与所述激冷水分配室的第二空腔的上端连通；所述导流板的内侧壁固定在所述下环形分布板的第一直板上，并沿第一直板的周向均匀分布，其外侧壁与所述激冷水分配室的内侧壁贴合；相邻的导流板之间形成旋流通道。
6、进一步地，所述进液管的数量为4～8个；所述洗涤冷却管的长度为0.2～10m。
7、进一步地，所述折流板的第二直板的长度为30～60mm。
8、进一步地，所述下环形分布板中的第一直板的长度为0～50mm。
9、进一步地，所述下环形分布板的第一直板上的导流板相互平行，相邻导流板之间形成的旋流通道的宽度为1～5mm。
10、进一步地，所述导流板的布置密度为10～30°/块。
11、优选的，所述洗涤冷却环的材质选自本领域内适用于高温、高压环境的常规材质，如1-1/4cr-1/2mo(sa387gr11cl2)、堆焊aisi316l(相当于国内cocr17ni13mo2)或复合316l；所述导流板选自本领域内耐磨和耐腐蚀的材料；所述洗涤冷却管的材质为incoloy825或incoloy 825与碳钢/不锈钢的组合。
12、进一步地，所述导流板为螺旋型结构，其与水平面的夹角α为5～30°；所述导流板的长度为10～20mm，宽度为3～10mm；相应地，所述环形成膜排液缝隙的宽度与所述导流板的宽度相同。
13、优选的，各个导流板与水平面之间的夹角α均相同。
14、本技术的第二个方面，在于提供了一种采用上述高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环的气化炉。
15、本技术所具有的有益效果如下：
16、1、本技术在激冷水分配室内设置了折流板，所述折流板将激冷水分配室内的空腔一分为二：第一空腔和第二空腔。折流板使进入激冷水分配室的第一空腔内的激冷水快速向两侧流动，促进了激冷水在周向上的动量分配；所述第二空腔具有较小的容积，减小了成膜所需的流量，降低了流量波动对成膜的干扰。
17、2、本技术还在下环形分布板的第一直板上设置了若干个均匀分布的导流板，所述导流板对来自激冷水分配室的激冷水进行了二次动量分配，进一步促进了液膜在周向上的均匀性。激冷水流经导流板后形成了旋流下降的液膜，液膜受旋流所产生的离心力的影响，紧贴在洗涤冷却管的壁面上，有效避免了洗涤冷却管管壁干壁和穿孔现象的发生。
18、3、本技术中均匀布置的导流板，使产生的旋流液膜的厚度在同一高度的周向上也较为均匀，减小了洗涤冷却管周向上液膜传热系数的差异，降低了洗涤冷却管受高温热应力分布不均匀而产生变形的几率，从而更好地保护洗涤冷却管并延长其使用寿命。
19、4、本技术的导流板固定在下环形分布板的第一直板上，所述下环形分布板与上环形封头通过螺纹连接。在工业生产中可根据工况调整最佳的导流板结构参数、第一直板的长度和环形成膜排液缝隙的宽度，节约了洗涤冷却环的加工成本和安装时间。
20、5、本技术的折流板能够有效地对液膜动量进行分配，即使输送激冷水的离心泵发生故障，只要正常工作的激冷水进液管的数量≥1，通过折流板就可以对激冷水进行良好的动量分配，进而确保洗涤冷却环的稳定运行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，包括若干个进液管、上端开口且内部形成空腔的激冷水分配室、折流板、上环形封头、下环形分布板和若干个导流板；所述洗涤冷却环的内部中空，其顶部为气相入口；所述激冷水分配室的外侧壁与进液管连通，其内侧壁的上端向内延伸出半圆环，其内侧壁的下端向下延伸并与洗涤冷却管固定连接；所述上环形封头包括开口朝下的第一圆环段，以及从所述第一圆环段的上端向外侧延伸的第一水平板；所述下环形分布板包括开口朝上的第二圆环段，以及从所述第二圆环段的下端向下侧延伸的第一直板；
2.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述进液管的数量为4～8个；所述洗涤冷却管的长度为0.2～10m。
3.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述折流板的第二直板的长度为30～60mm。
4.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述下环形分布板中的第一直板的长度为0～50mm。
5.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜
6.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述导流板的布置密度为10～30°/块。
7.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述导流板为螺旋型结构，其与水平面的夹角α为5～30°；所述导流板的长度为10～20mm，宽度为3～10mm；相应地，所述环形成膜排液缝隙的宽度与所述导流板的宽度相同。
8.一种气化炉，其特征在于，所述气化炉采用权利要求1～7任一项所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环。
...【技术特征摘要】
1.一种高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，包括若干个进液管、上端开口且内部形成空腔的激冷水分配室、折流板、上环形封头、下环形分布板和若干个导流板；所述洗涤冷却环的内部中空，其顶部为气相入口；所述激冷水分配室的外侧壁与进液管连通，其内侧壁的上端向内延伸出半圆环，其内侧壁的下端向下延伸并与洗涤冷却管固定连接；所述上环形封头包括开口朝下的第一圆环段，以及从所述第一圆环段的上端向外侧延伸的第一水平板；所述下环形分布板包括开口朝上的第二圆环段，以及从所述第二圆环段的下端向下侧延伸的第一直板；
2.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述进液管的数量为4～8个；所述洗涤冷却管的长度为0.2～10m。
3.根据权利要求1所述的高效可拆卸式多通道液膜强旋流洗涤冷却环，其特征在于，所述折流板的第二直板的长度为30～60mm。
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亦飞，于广锁，王辅臣，刘海峰，陈雪莉，代正华，李伟锋，郭庆华，许建良，赵辉，梁钦锋，郭晓镭，王兴军，陆海峰，龚岩，沈中杰，丁路，高云飞，刘霞，赵丽丽，曾杰，刘乾，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。