本发明专利技术提供一种激冷强化装置及其应用，其中激冷强化装置包括：至少一个激冷水供水管，其包括灰水入口和灰水出口；布水环管，其包括与至少一个激冷水供水管的灰水出口相对应的布水环管入口与多个通水孔；激冷环，与布水环管连接有多个通水孔的一端部在其上下两端分别与激冷环的内壁和外壁密封连接，且激冷环被构造成为下端向外侧以与垂线成γ角张开的截锥形夹套，截锥形夹套在下端封闭；激冷环进一步包括：在激冷环的内壁上设置有多排激冷水喷孔。本发明专利技术提供的新的多级旋转式激冷强化装置可以省掉下降管和中心管，根本上改变了原激冷室的结构，既节约了投资，同时也便于检修和维护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及属于煤气化
，具体而言涉及用于煤气化的气化炉出口的 合成气冷却设备及其应用。
技术介绍
煤气化技术的开发和应用是实现我国能源发展战略和石油替代战略的重要途径 之一，对保证国家能源安全具有重要的战略意义，目前在我国已有工业装置的应用。其中， 气流床煤气化炉是煤气化
中的关键设备。在煤气化炉中，通常煤在缺氧条件下燃烧而产生高温粗合成气及熔融态灰渣，然 后生成的高温粗合成气及熔融态灰渣进入激冷室进行冷却以及进行合成气与残渣的分离。现有技术的激冷室主要由激冷环、下降管和上升管构成，激冷环位于下降管上方， 冷却水通过激冷环沿下降管内壁自上而下流动，在下降管内壁形成水膜，其目的是为了对 合成气进行激冷并保护下降管不被高温气体烧坏。激冷室的目的是为了对合成气进行快速冷却，而冷却过程的传热强度与合成气与 冷却水的接触面积以及合成气在下降管内的停留时间有密切关系，目前下降管内的合成气 均为由上向下，呈直线流动，与冷却水相接触的机会主要是通过与下降管内壁的水膜相接 触。为了增大合成气与冷却水的接触面积，也有采用在激冷环上开有喷水孔，将水由 激冷环垂直或倾斜喷向合成气，以达到强化冷却的目的；有的则通过改变激冷环的内部水 通道结构，以减少灰水对激冷环的磨损，从而提高激冷环的使用寿命；还有的在原有下降管 中间，增加中间激冷管，以增加激冷水与合成气的换热面积，从而提高激冷效率。例如，中国技术专利ZL200620072850. 3公开了一种煤气化炉激冷环旋转强 化冷却装置，该装置包括激冷环(1)，入水管O)、倾斜喷水孔(3)、环形槽缝0)、下降管 (5)；其中，激冷环⑴为环形管状并在其内圆侧均勻开有倾斜喷水孔(3)，以使由斜孔喷出 的冷却水与下降管中垂直向下流动的合成气产生沿螺旋方向的向下流动，但其强化传热的 效果并不够理想，而且仍保留了下降管和上升管。以上现有技术针对激冷室所进行的改进，均保留了下降管和上升管，对于激冷室 的结构并没有根本性的改动。现有的气流床煤气化技术的激冷系统仍存在结构复杂、使用寿命较短、激冷效率 不高等问题，主要表现在激冷系统包括激冷环、下降管以及上升管，其结构较为复杂；激 冷环使用一定时间后会产生变形，堵塞激冷水出口，导致激冷水分布不均，从而不能有效地 冷却气化炉中形成的高温、具有粘结性的残渣，严重的会导致下降管变形、烧穿，从而造成 合成气短路，对整个激冷室造成损坏，并严重影响下游操作；激冷环形成的膜状液流距离 下降管中心部分的合成气较远，辐射降温的冷却效果较差，操作不当会引起严重的带灰、带 水，影响下游操作。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的一个方面提供了一种新的多级旋转式激冷强化装置，包 括至少一个激冷水供水管，进一步包括灰水入口和灰水出口 ；布水环管，进一步包括与至少一个激冷水供水管的灰水出口相对应的布水环管入 口与多个通水孔；激冷环，与布水环管连接有多个通水孔的一端部在其上下两端分别与激冷环的内 壁和外壁密封连接，且激冷环被构造成为下端向外侧以与垂线成Y角张开的截锥形夹套， 截锥形夹套在下端封闭；激冷环进一步包括在激冷环的内壁上设置有多排激冷水喷孔。优选地，在激冷环的内部设置有多排持液槽，多排持液槽的每一排分别位于多排 激冷水喷孔的下方，且呈“L”字型。优选地，在激冷环的内壁与外壁之间设置有多个定位块。优选地，在激冷环的外壁与布水环管的下壁之间设置有多个激冷环定位支架。优选地，Y角为5 45°之间。更优选地，Y角为15 35°之间。优选地，通水孔在其出口端的下侧呈“P”字形突缘。优选地，多排激冷水喷孔的每一排中各个喷孔沿激冷环的内圆周均勻分布，各个 激冷水喷孔垂直穿透激冷环的内圆周或斜向穿透激冷环的内圆周。优选地，至少一个激冷水供水管在其灰水入口一端向斜上方延伸，而灰水出口一 端水平延伸。更优选地，多排激冷水喷孔的每一排中各个激冷水喷孔呈水平方向穿透激冷环的 内圆周。更优选地，多个定位块分别设置在多排持液槽相邻的两排之间。本专利技术的另一方面提供了新的多级旋转式激冷强化装置在煤气化高温合成气的 激冷方面的应用。本专利技术提供的新的多级旋转式激冷强化装置，其采用旋转式多组激冷喷孔喷水结 构以及激冷装置的扩口结构等设计，可以有效地提高激冷水和高温合成气的热质传递效 率，进而提高冷却效果，同时避免了合成气带水、带灰；而且，本专利技术提供的新的多级旋转式 激冷强化装置可以省掉下降管和中心管，根本上改变了原激冷室的结构，既节约了投资，同 时也便于检修和维护。附图说明图1为现有技术的煤气化炉激冷环旋转强化冷却装置的结构示意图；图2为图1中激冷环1的剖视结构示意图；图3为本专利技术的新型多级旋转式激冷强化装置的结构示意图，其中激冷水喷孔为 水平射流式；图4为本专利技术的新型多级旋转式激冷强化装置的结构示意图，其中激冷水喷孔为偏转射流式； 图5为本专利技术的新型多级旋转式激冷强化装置的结构示意图，其中激冷环与布水环管之间安装有定位支架； 图6为本专利技术的新型多级旋转式激冷强化装置的通水孔的结构简图。 图7a和7b为本专利技术的新型多级旋转式激冷强化装置的激冷水喷孔的结构简图。 图3一图7b中各标号的含义 lOO激冷强化装置，lo激冷水供水管， 102灰水入口，105灰水出口， 20布水环管或环形水室，202布水环管入口， 30通水孔，302“P”字形突缘， 40激冷环，40l激冷环内壁， 402激冷环外壁，405激冷水喷孔， 406持液槽，408定位块， 415激冷环定位支架，425定位支架固定物，O卜O 4 激冷水喷孔与水平方向夹角，O 5 定位支架与水平方向夹角，O 6通水孔与垂直壁之间夹角，O 7一O 8 激冷水喷孔与垂直壁间夹角， Y激冷环内壁与垂线之间夹角。具体实施方式 以下提供了本专利技术的具体实施方式。本领域技术人员应该理解其中实施例仅是为了说明的目的，不应被视为以任何方式限制由权利要求所限定的本专利技术的范围。 本专利技术的一种具体实施方式是在现有技术的基础上，提供一种新的激冷强化装置及其应用。本专利技术的新的激冷强化装置采用旋转式多组激冷喷孔喷水结构以及激冷装置的扩口结构等设计，可以有效地提高激冷水和高温合成气的热质传递效率，进而提高冷却效果，同时避免了合成气带水1带灰；而且，本专利技术提供的新的多级旋转式激冷强化装置可以省掉下降管和中心管，根本上改变了原激冷室的结构，既节约了投资，同时也便于检修和维护。 本专利技术提供的新的多级旋转式激冷强化装置为多级旋转式，其中激冷环内圆侧开有2—6(或更多)排激冷水喷孔，喷水孔沿激冷环内圆周向均匀分布，喷水孔的作用是使由喷孔所喷出的激冷水与从渣口垂直向下流动的合成气产生沿螺旋方向的向下流动。其能够克服现有技术所带来的问题。 本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种新的激冷强化装置lOO，其特征在于，包括至少一个激冷水供水管lo，进一步包括灰水入口102和灰水出口105； 布水环管20，进一步包括与至少一个激冷水供水管lo的灰水出口105相对应的布水环管入口202与多个通水孔30； 激冷环40，与布水环管20连接有多个通水孔30的一端部在其上下两端分别与激冷环40的内壁40l和外壁402密封连接，且激冷环40被构造成为下端向外侧以与垂线成Y角张本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激冷强化装置（１００），其特征在于，包括：至少一个激冷水供水管（１０），进一步包括灰水入（１０２）和灰水出口（１０５）；布水环管（２０），进一步包括与所述至少一个激冷水供水管（１０）的灰水出口（１０５）相对应的布水环管入（２０２）与多个通水孔（３０）；激冷环（４０），与所述布水环管（２０）连接有多个通水孔（３０）的一端部在其上下两端分别与所述激冷环（４０）的内壁（４０１）和外壁（４０２）密封连接，且所述激冷环（４０）被构造成为下端向外侧以与垂线成γ角张开的截锥形夹套，所述截锥形夹套在下端封闭；所述激冷环（４０）进一步包括：在所述激冷环（４０）的内壁（４０１）上设置有多排激冷水喷孔（４０５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：单贤根，任相坤，步学朋，朱豫飞，崔永君，索娅，陈强，张琪，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司北京研究院，中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：11
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