本发明提供一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷室及合成气微孔喷淋激冷方法及其应用。该微孔喷淋激冷室包括：承压外壳；导气筒；微孔激冷喷淋装置；导气扇叶；气体分配筛网；和下排渣口。微孔激冷喷淋装置包括激冷水供水环管或激冷水供水管，及激冷笛管，激冷笛管与激冷水供水环管或激冷水供水管相连，激冷笛管的上端位于气化室渣口外侧，顺或逆时针盘旋向下延伸，并逐渐向导气筒的方向靠拢，但不接触导气筒，激冷笛管下端在水平方向上与导气筒间隔预定距离，激冷笛管在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室最高操作液位，在每个激冷笛管上设置多个微孔。采用本发明的微孔喷淋激冷室，激冷笛管可从与激冷水供水管上的连接法兰处拆卸和检修。
一种煤气化合成气微孔喷淋激冷室及合成气微孔喷淋激冷
方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明总体涉及属于煤气化技术领域，具体涉及一种用于冷却气化炉合成气的煤气化合成气微孔喷淋激冷室及合成气微孔喷淋激冷方法，及其应用。
背景技术
[0002] 随着煤化工行业的蓬勃发展，气流床气化技术备受青睐，而激冷室又是与气化炉连为一体的至关重要的设备。因为与气化炉连通，所以激冷室要具备抗压、抗腐蚀、耐高温等特性，并且要保证出口合成气能达到清洁(含尘量低)、带水量低(不夹带过多水蒸气)、流体稳定等特点。因此，合理高效的激冷方法是提高激冷室效率的关键。 [0003] 现在工业上应用的气化炉激冷室主要是圆筒形结构，从内到外由下降管、上升管、激冷室外壁(承压外壳)组成同心圆，同时具有激冷环和折流板等主要构件。所采用的激冷方法主要是使合成气、灰、渣通过激冷室下部激冷水，从而将气化炉气化室产生的高温合成气、飞灰、熔融状态的灰渣进行初步洗涤和降温。
[0004] 激冷室一般位于气化室的下方，与气化炉气化室筒体直接相连，直径略大于气化室。气化室锥底与激冷环相连接，气化室与激冷室之间通道是渣口，渣口下部连接激冷环，激冷环下部连接下降管，下降管下端深入到激冷室液位以下。下降管外是与下降管同心的上升管，上升管上部与承压外壳的环隙间有一个对出口合成气起折流作用的折流板，折流板为斜向下的扇形挡板，固定在气化室的锥底上。
[0005] 一般所采用的激冷方法是：气化炉气化室出来的合成气、熔渣、飞灰通过渣口进到下降管围出的空间内，在下降管的引导下进入到激冷室液面以下，使合成气得到洗涤、同时使熔渣冷却凝固。通过激冷水洗涤后的合成气离开下降管后在激冷水中经下降管以外、上升管以内的环形通道鼓泡上升后逸出水面，合成气通过上升管上部缝隙离开下降管以外、上升管以内的环形通道并进入上升管与承压外壳间的环隙，随后 受到折流板的阻挡改变流向向下走，通过折流板后再向上行通过激冷室的合成气出口离开激冷室。为避免下降管烧坏，一部分激冷水由四到六个供水口供入激冷环，并通过激冷环与下降管间的缝隙喷出，使激冷水均匀地分布在下降管内壁上从而形成水幕保护下降管。
[0006] 即，高温的合成气、飞灰、熔融灰渣在下降管的引导下进入激冷室下部激冷水中后，部分飞灰被激冷水所洗涤，熔融灰渣则被完全固化并冷却到与激冷水相当的温度，灰渣在自身重力的作用下逐步沉降到激冷室的底部，最终在渣锁斗循环水的带动下收集在渣锁斗中。而高温的合成气经过下降管下端的锯齿形出口后，合成气被分割成许多细小的分支后在激冷室的水中鼓泡上升，最终逸出水面。其间会夹带部分饱和蒸汽，有些会受自身重力影响落回水中，有些会撞击到上升管、下降管、承压外壳内壁回流到水中，或者在抵达折流板时被折流，抑或是被合成气夹带出激冷室。
[0007] 传统的激冷室激冷方法有合成气带水、合成气灰含量高、合成气的水/气不合格、激冷室内部液位不稳定、下降管易烧穿等问题。在不断改进的基础上，虽然逐步解决了一些问题，但是还有优化的空间。因为激冷室结构的设计和所采用的激冷方法对整个气化流程都是十分重要的影响因素，所以，有必要对激冷室内部结构和激冷方法进行不断改进和创新，以使该环节在整个气化过程的贡献更大并节能降耗。
发明内容
[0008] 为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于激冷气化室出口的合成气和灰渣的新方法，以克服目前技术所存在的合成气灰含量高、合成气带水严重、激冷室液位不稳、下降管易烧穿等缺点，同时降低生产成本和节约能耗。
[0009] 因此，在一个方面，本发明提供了一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷室，其特征在于，包括：
[0010] 承压外壳，其被构造为微孔喷淋激冷室的外壁面；
[0011] 导气筒，其由与承压外壳近同心设置的环形圆筒状内壁形成，并与承压外壳间隔预定的距离，承压外壳与导气筒在上部气密接合，并与气化室气密接合； [0012] 承压外壳上设置有合成气出口；
[0013] 微孔激冷喷淋装置，其包括一个激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管，以及至少两个激冷笛管，激冷笛管与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管相连，激冷笛管的上端位于气化室的渣口外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒的方向靠拢，但不接触导气筒，激冷笛管的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室的最高操作液位，激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管的进水端与出水端分别穿过承压外壳与导气筒，并与承压外壳和导气筒气密连接，在每个激冷笛管上设置有多个微孔；
[0014] 导气扇叶，设置在导气筒与承压外壳的环隙间，导气扇叶设置有至少2个扇叶，每个扇叶俯视为扇形结构，正视为弧形结构，呈片状，两侧分别固定在导气筒和承压外壳上，其正视具有预定的弧度，导气扇叶的下端位于微孔喷淋激冷室的操作液位之下； [0015] 气体分配筛网，设置在导气筒与承压外壳的环隙间，构造为圆台形侧壁的网面结构，并位于导气扇叶的下方且位于微孔喷淋激冷室的操作液位之下，气体分配筛网的上端与导气筒下端连接，气体分配筛网的下端与承压外壳连接，其上分布多个筛孔，且气体分配筛网与导气筒之间具有预定的夹角；以及
[0016] 下排渣口，设置在微孔喷淋激冷室的下方，被构造成为缩口结构。 [0017] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，进一步包括折流板，其设置在承压外壳上，并位于合成气出口的下方斜向上而朝向导气筒延伸超过合成气出口且与导气筒具有预定的距离。
[0018] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室进一步包括至少一个第一固定支架，与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管固定；
[0019] 至少一个第二固定支架，与至少两个激冷笛管固定；以及
[0020] 至少一个第三固定支架，一端设置在承压外壳上，另一端设置在导气筒上。 [0021] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，进一步包括设置在气化室的渣口下部的耐火材料。
[0022] 优选地，耐火材料选自耐火砖或耐火涂层，铺设在气化室的渣口下部的耐火砖的厚度为10-30cm，其由气化炉的气化室的下部钢结构提供支撑。
[0023] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，至少两个激冷笛管的上端位于气化室的渣口外侧5～15cm处，水平盘旋角度α为90°以上，至少两个激冷笛管的下端在水平方向上与导气筒间隔5-20cm。
[0024] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，至少两个激冷笛管为2-10个激冷笛管，每个激冷笛管通过法兰与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管相连。 [0025] 优选地，至少两个激冷笛管为4-8个，水平盘旋角度α在90°-180°之间。 [0026] 优选地，水平盘旋角度α在90°-135°之间。
[0027] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，气体分配筛网上设置的多个筛孔为椭圆形或圆形小孔，且各个筛孔的面积基本上相等，气体分配筛网与导气筒之间的夹角为30-60°。 [0028] 优选地，气体分配筛网上设置的多个筛孔为圆形小孔，气体分配筛网与导气筒之间的夹角为45-60°。
[0029] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，导气扇叶设置有2-10个扇叶，每个扇叶的正视弧度为π/6-π/2之间。
[0030] 优选地，导气扇叶设置4-8个所述扇叶，每个扇叶的正视弧度为π/3-π/2。 [0031] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，激冷水供水环管设置在承压外壳与导气筒之间，激冷水供水环管的进水端与出水端分别穿过承压外壳与导气筒并与承压外壳和导气筒气密连接。
[0032] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，在每个激冷笛管上设置的多个微孔，每个微孔的大小基本上相等，并且所有微孔的总面积小于等于激冷笛管的横截面积。 [0033] 优选地，微孔的总面积为激冷笛管横截面积的80％-100％。进一步优选地，微孔的总面积为激冷笛管横截面积的85-95％。
[0034] 优选地，本发明的微孔喷淋激冷室，在每个激冷笛管103上设置的多个微孔104，每个微孔104围绕每个激冷笛管103的横截面在360°的方向上均匀设置有对称的多个微孔104，在激冷笛管103上相距1-5cm的横截面上均匀设置对称的多个微孔104，即每一排中的多个微孔104在水平方向上等间距，每两排相邻横截面上的多个微孔104交错设置，即相邻两排的所述多个微孔104在竖直方向上交错设置。
[0035] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，每一排中的多个微孔104为4-6个，相邻两排的多个微孔104的间距在1-5cm之间。
[0036] 在一个更优选具体实施方式中，每一排中的多个微孔104为4个，相邻两排的多个微孔104的间距为1-3cm。
[0037] 在另一方面，本发明提供了一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷方法，其特征在于，包括：将激冷水通过一个激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管引入与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管相连的至少两个激冷笛管中，而引入微孔喷淋激冷装置中；
[0038] 微孔喷淋激冷装置，其包括一个激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管，以及至少两个激冷笛管，激冷笛管与激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管相连，激冷笛管的上端位于气化室的渣口外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒的方向靠拢，但不接触导气筒，激冷笛管的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室的最高操作液位，激冷水供水环管或者至少一个激冷水供水管的进水端与出水端分别穿过承压外壳与导气筒，并与承压外壳和导气筒气密连接，在每个激冷笛管上设置有多个微孔；
[0039] 通过在每个激冷笛管上设置的多个微孔将激冷水喷出以冷却与承压外壳近同心设置并与承压外壳间隔预定距离的环形圆筒状内壁形成的导气筒、以及从气化室的渣口排出的合成气及高温残渣；
[0040] 从气化室的渣口排出的合成气及高温残渣进入微孔喷淋激冷室的操作液位之下，其中合成气通过设置在导气筒与压外壳的环隙间的气体分配筛网向上溢出以除去水汽，灰尘；
[0041] 气体分配筛网，设置在导气筒与承压外壳的环隙间，构造为圆台形侧壁的网面结构，并位于导气扇叶的下方且位于微孔喷淋激冷室的操作液位之下，气体分配筛网 的上端与导气筒下端连接，气体分配筛网的下端与承压外壳连接，其上分布多个筛孔，且气体分配筛网与导气筒之间具有预定的夹角；
[0042] 通过气体分配筛网向上溢出的合成气进一步通过设置在导气筒与承压外壳的环隙间的导气扇叶向上溢出，
[0043] 导气扇叶设置有至少2个扇叶，每个扇叶俯视为扇形结构，正视为弧形结构，呈片状，两侧分别固定在导气筒和承压外壳上，其正视具有预定的弧度，导气扇叶的下端位于微孔喷淋激冷室的操作液位之下；
[0044] 通过导气扇叶向上溢出的合成气进一步通过设置在承压外壳上的合成气出口排出；以及
[0045] 灰水和进入微孔喷淋激冷室的操作液位之下的经激冷后的高温残渣和/或灰水通过设置在微孔喷淋激冷室下方的下排渣口排出。
[0046] 在第三方面，本发明提供了一种本发明的微孔喷淋激冷室或微孔喷淋激冷方法在用于煤气化合成气、灰、渣的激冷中的应用。
[0047] 由于本发明的导气筒比传统煤气化激冷室的下降管扩容了较大体积，并且笛管对合成气的喷淋使得合成气中夹带的灰渣得到更充分的冷却，从而使激冷室内合成气的流速下降，有利于合成气及灰渣在激冷室内的降温过程，同时合成气的出口流速也会降低，这也有利于合成气在导气筒和承压外壳构成的气体通道内上升过程中进行气固分离和减少灰和/或水的夹带。采用激冷笛管相对于传统的下降管和激冷环组合，节省了钢材和激冷水量。同时也节省了空间，激冷笛管可从与激冷水供水管上的连接法兰处进行拆卸和检修，相对于下降管更易于更换、检修和加工。
附图说明
[0048] 图1是示出了根据本发明的一种实施方式的气化炉激冷室的示意图； [0049] 图2a是根据本发明的一种实施方式的不带激冷水供水环管的微孔激冷喷淋装置的俯视图；
[0050] 图2b是根据本发明的另一种实施方式的带有激冷水供水环管的微孔激冷喷淋装置的俯视图；
[0051] 图3是根据本发明的一种实施方式的导气扇叶的俯视图和对应的正视图； [0052] 图4是根据本发明的一种实施方式的气体分配筛网俯视图。
[0053] 以下是图1-图4中各标号的含义：
[0054] 1 微孔喷淋激冷装置 2 合成气出口
[0055] 3 折流板 4 导气筒
[0056] 5 承压外壳 6 导气扇叶
[0057] 7 气体分配筛网 8 渣口
[0058] 9 气化室 11 下排渣口
[0059] 100 微孔喷淋激冷室 101 激冷水供水环管
[0060] 101’ 激冷水供水管 102 连接法兰
[0061] 103 激冷笛管 104 激冷笛管微孔
[0062] 106 第一固定支架 107 第二固定支架
[0063] 108 第三固定支架 701 气体分配筛网的筛孔 [0064] 902 耐火砖 α 水平盘旋角度。
具体实施方式
[0065] 以下提供了本发明的具体实施方式。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发明的范围。 [0066] 因此，在一个具体实施方式中，本发明提供了一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷室，其特征在于，包括：
[0067] 承压外壳5，其被构造为微孔喷淋激冷室100的外壁面；
[0068] 导气筒4，其由与承压外壳5近同心设置的环形圆筒状内壁形成，并与承压外壳5间隔预定的距离，承压外壳5与导气筒4在上部气密接合，并与气化室9气密接合； [0069] 承压外壳5上设置有合成气出口2；
[0070] 微孔激冷喷淋装置1，其包括一个激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’，以及至少两个激冷笛管103，激冷笛管103与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连，激冷笛管103的上端位于气化室9的渣口8外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒4的方向靠拢，但不接触导气筒4，激冷笛管103的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管103在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室100的最高操作液位，激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’的进水端与出水端分别穿过承压外壳5与导气筒4，并与承压外壳5和导气筒4气密连接，在每个激冷笛管103上设置有多个微孔104；
[0071] 导气扇叶6，设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间，导气扇叶6设置有至少2个扇叶，每个扇叶俯视为扇形结构，正视为弧形结构，呈片状，两侧分别固定在导气筒4和承压外壳5上，其正视具有预定的弧度，导气扇叶6的下端位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下；
[0072] 气体分配筛网7，设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间，构造为圆台形侧壁的网面结构，并位于导气扇叶6的下方且位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下，气体分配筛网7的上端与导气筒4下端连接，气体分配筛网7的下端与承压外壳5连接，其上分布多个筛孔701，且气体分配筛网7与导气筒4之间具有预定的夹角；以及
[0073] 下排渣口11，设置在微孔喷淋激冷室100的下方，被构造成为缩口结构。 [0074] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，进一步包括折流板3，其设置在承压外壳5上，并位于合成气出口2的下方斜向上而朝向导气筒4延伸超过合成气出口2且与导气筒4具有预定的距离。
[0075] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，进一步包括：至少一个第一固定支架106，与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’固定； [0076] 至少一个第二固定支架107，与至少两个激冷笛管103固定；以及 [0077] 至少一个第三固定支架108，一端设置在承压外壳5上，另一端设置在导气筒4上。 [0078] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，进一步包括设置在气化室9的渣口8下部的耐火材料。
[0079] 在一个优选具体实施方式中，耐火材料选自耐火砖或耐火涂层，铺设在气化室9的渣口8下部的耐火砖902的厚度为10-30cm，其由气化炉的气化室9的下部钢结构提供支撑。
[0080] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，至少两个激冷笛管103的上端位于气化室9的渣口8外侧5～15cm处，水平盘旋角度α为90°以上，至少两个激冷笛管103的下端在水平方向上与导气筒4间隔5-20cm。
[0081] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，至少两个激冷笛管103为2-10个激冷笛管，每个激冷笛管103通过法兰102与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连。
[0082] 在一个更优选具体实施方式中，至少两个激冷笛管103为4-8个，水平盘旋角度α在90°-180°之间。
[0083] 在一个进一步优选具体实施方式中，水平盘旋角度α在90°-135°之间。 [0084] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，气体分配筛网7上设置的多个筛孔701为椭圆形或圆形小孔，且各个筛孔701的面积基本上相等，气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角为30-60°。
[0085] 在一个更优选具体实施方式中，气体分配筛网7上设置的多个筛孔701为圆形小孔，气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角为45-60°。
[0086] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，导气扇叶6设置有2-10个扇叶，每个扇叶的正视弧度为π/6-π/2之间。
[0087] 在一个更优选具体实施方式中，导气扇叶6设置4-8个所述扇叶，每个扇叶的正视弧度为π/3-π/2。
[0088] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，激冷水供水环管101设置在承压外壳5与导气筒4之间，激冷水供水环管101的进水端与出水端分别穿过承压外壳5与导气筒4并与承压外壳5和导气筒4气密连接。
[0089] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，在每个激冷笛管103上设置的多个微孔104，每个微孔104的大小基本上相等，并且所有微孔104的总面积小于等于激冷笛管103的横截面积。
[0090] 在一个更优选具体实施方式中，微孔104的总面积为激冷笛管103横截面积的80％-100％。在一个进一步优选具体实施方式中，微孔104的总面积为激冷笛管103横截面积的85-95％。
[0091] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，在每个激冷笛管103上设置的多个微孔104，每个微孔104围绕每个激冷笛管103的横截面在360°的方向上均匀设置有对称的多个微孔104，在激冷笛管103上相距1-5cm的横截面上均匀设置对称的多个微孔104，即每一排中的多个微孔104在水平方向上等间距，每两排相邻横截面上的多个微孔104交错设置，即相邻两排的所述多个微孔104在竖直方向上交错设置。 [0092] 在一个优选具体实施方式中，本发明的微孔喷淋激冷室100，每一排中的多个微孔104为4-6个，相邻两排的多个微孔104的间距在1-5cm之间。
[0093] 在一个更优选具体实施方式中，每一排中的多个微孔104为4个，相邻两排的多个微孔104的间距为1-3cm。
[0094] 在另一具体实施方式中，本发明提供了一种用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷方法，其特征在于，包括：将激冷水通过一个激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’引入与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连的至少两个激冷笛管103中，而引入微孔喷淋激冷装置1中，
[0095] 微孔喷淋激冷装置1，其包括一个激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’，以及至少两个激冷笛管103，激冷笛管103与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连，激冷笛管103的上端位于气化室9的渣口8外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒4的方向靠拢，但不接触导气筒4，激冷笛管103的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管103在竖直方向上高于微孔喷淋激冷室100的最高操作液位，激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’的进水端与出水端分别穿过承压外壳5与导气筒4，并与承压外壳5和导气筒4气密连接，在每个激冷笛管103上设置有多个微孔104；
[0096] 通过在每个激冷笛管103上设置的多个微孔104将激冷水喷出以冷却与承压外壳5近同心设置并与承压外壳5间隔预定距离的环形圆筒状内壁形成的导气筒4、以及从气化室9的渣口8排出的合成气及高温残渣；
[0097] 从气化室9的渣口8排出的合成气及高温残渣进入微孔喷淋激冷室100的操作液位之下，其中合成气通过设置在导气筒4与压外壳5的环隙间的气体分配筛网7向上溢出以除去水汽，灰尘；
[0098] 气体分配筛网7，设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间，构造为圆台形侧壁的网面结构，并位于导气扇叶6的下方且位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下，气体分配筛网7的上端与导气筒4下端连接，气体分配筛网7的下端与承压外壳5连接，其上分布多个筛孔701，且气体分配筛网7与导气筒4之间具有预定的夹角；
[0099] 通过气体分配筛网7向上溢出的合成气进一步通过设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间的导气扇叶6向上溢出；
[0100] 导气扇叶6设置有至少2个扇叶，每个扇叶俯视为扇形结构，正视为弧形结构，呈片状，两侧分别固定在导气筒4和承压外壳5上，其正视具有预定的弧度，导气扇叶6的下端位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下；
[0101] 通过导气扇叶6向上溢出的合成气进一步通过设置在承压外壳5上的合成气出口2排出；以及
[0102] 灰水和进入微孔喷淋激冷室100的操作液位之下的经激冷后的高温残渣和/或灰水通过设置在微孔喷淋激冷室100下方的下排渣口11排出。
[0103] 在又一具体实施方式中，本发明提供了一种本发明的微孔喷淋激冷室或微孔喷淋激冷方法在用于煤气化合成气、灰、渣的激冷中的应用。
[0104] 本发明的一种具体实施方式是在现有技术的基础上，提供一种新的微孔喷淋激冷室、以及利用该微孔喷淋激冷室进行的微孔喷淋激冷方法及其应用。本发明提供的微孔喷淋激冷室以及利用该微孔喷淋激冷室进行的微孔喷淋激冷方法，其采用了激冷笛管向激冷室的导气筒内全方位的喷淋，以及用气体分配筛网和导气扇叶对合成气进行疏导等设计，可以有效地提高激冷水和高温合成气、灰、渣的热传递效率，进而提高冷却效果，同时降低了合成气带水量和灰含量；并且，本发明提供的微孔喷淋激冷室以及利用该微孔喷淋激冷室进行的微孔喷淋激冷方法可以省掉传统激冷室的下降管和激冷环，从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。
[0105] 本发明提供的微孔喷淋激冷方法所采用的微孔喷淋装置由激冷水供水(环)管、连接法兰和激冷笛管组成。其中激冷笛管上在每个相距较近的截面上向多个方位布置微孔，激冷水进入激冷笛管后，由于压力作用从微孔喷出。因微孔喷淋装置是等间距布设且向下盘旋的，所以能使喷淋出的激冷水在激冷室内形成均匀的水雾环境，并且在导气筒方向也会受到喷淋，对导气筒起到冲刷保护作用。其能够克服现有技术所带来的下降管易烧坏等问题，并提高换热效率。
[0106] 本发明的一个具体实施方式，提供了一种利用微孔喷淋激冷室100对于合成气进行微孔喷淋的激冷方法，其中利用一个激冷水供水环管101或多个激冷水供水管101’对各个激冷笛管103进行激冷水供应。
[0107] 在一个优选具体实施方式中，由一个激冷水供水环管101向所有的激冷笛管103供应激冷水。
[0108] 在另一个优选具体实施方式中，由多个激冷水供水管101’对各个激冷笛管103进行激冷水供应。
[0109] 连接法兰102，对应连接激冷水供水环管101或激冷水供水管101’与各个激冷笛管103，可从法兰连接处对激冷笛管103进行拆卸和检修；
[0110] 至少两个激冷笛管103，其上端与连接法兰102相连接，在水平方向上位于渣口8外侧5-15cm处，优选约10cm处，至少两个激冷笛管103向下顺时针或逆时针盘旋， 其下端距离导气筒4大于10cm，并由第一支架106与导气筒4进行固定，优选在至少两个激冷笛管103的每一个的上部和下部分别具有第一支架106；
[0111] 在一优选实施方式中，至少两个激冷笛管103的数量为2-10根。 [0112] 在一更优选实施方式中，至少两个激冷笛管103的数量为4-8根。 [0113] 在一优选实施方式中，至少两个激冷笛管103沿顺时针方向向下，同时向导气筒4方向盘旋，水平盘旋角度在90°-180°之间。
[0114] 在一更优选实施方式中，激冷笛管103沿顺时针方向向下同时向导气筒4方向盘旋，水平盘旋角度在90°-135°之间。
[0115] 激冷笛管103进一步包括：
[0116] 在激冷笛管103上设置多个微孔104，所有微孔104的大小可以相等或不等，最好大小相等，并且所有微孔104的总面积小于等于笛管103的横截面积。孔可以为圆形或椭圆形，最好为圆形，其直径与所采用的笛管的数量，笛管的长度，进水量大小、所开微孔的数量等参数相关，一般要求孔的直径小于1mm，可以在0.1mm～10mm之间，优选在0.3mm～3mm之间，更优选在0.3mm～1.5mm之间。
[0117] 在一优选实施方式中，微孔104的总面积为等于笛管的横截面积至小于笛管的横截面积20％。
[0118] 在一更优选实施方式中，微孔104的总面积小于笛管的横截面积5-15％。 [0119] 在一优选实施方式中，微孔104的总开孔方向为360°，在笛管上相邻两排微孔的间距在1-5cm之间，每排开孔数量在四-六个孔之间(最好在水平方向上等间距)，下一排的微孔(在竖直方向上)分布在上一排的相邻两微孔之间，依次类推。
[0120] 在一更优选实施方式中，每排开孔为四个，相邻两排微孔的间距在1-3cm之间。 [0121] 气体分配筛网7，位于导气筒4与承压外壳5的环隙间，构造为呈圆台形侧壁的网面结构，其上端与导气筒4下端连接，下端与承压外壳5连接。其上密布有圆形筛孔701，各筛孔701的面积可以相等或不等，最好面积相等。
[0122] 在一优选实施方式中，气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角α为30°-60°。 [0123] 在一更优选实施方式中，气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角α为45°-60°。 [0124] 在一优选实施方式中，气体分配筛网7的筛孔701呈交叉排列，且每个相邻筛孔701间的间距相等。
[0125] 导气扇叶6，位于导气筒4与承压外壳5之间的环隙间，可以设置2-10个导气扇叶6。每个导气扇叶6均为弧形板状结构，类似泵的扇叶，弧度为π/6-π/2。 [0126] 在一优选实施方式中，导气扇叶6的数量为4-8个。
[0127] 在一优选实施方式中，导气扇叶6的弧度为π/3-π/2。
[0128] 耐火砖902(或耐火材料、涂层)，铺设在气化室9的渣口8下部的外侧，厚度为10-30cm，由气化炉气化室9的下部钢结构提供支撑。
[0129] 本发明的另一个具体实施方式，提供了本发明的微孔喷淋激冷装置1在煤气化合成气、灰、渣的激冷方面的应用。
[0130] 以下将参照附图和具体实施例对本发明的微孔喷淋激冷法继续具体描述，本领域技术人员应理解以下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发明的范围。
[0131] 实施例1
[0132] 参见图1-4，本发明实施例1的微孔喷淋激冷室100，包括：
[0133] 承压外壳5，其被构造为所述微孔喷淋激冷室100的外壁面；
[0134] 导气筒4，其由与承压外壳5近同心设置的环形圆筒状内壁形成，并与承压外壳5间隔预定的距离，承压外壳5与所述导气筒4在上部气密接合，并与气化室9气密接合；承压外壳5与导气筒4之间由多个第三固定支架108固定。
[0135] 承压外壳5上设置有合成气出口2。
[0136] 继续参照图1和图2b，微孔喷淋激冷室100内部包括微孔激冷喷淋装置1，该微孔激冷喷淋装置1包括一个激冷水供水环管101，以及至少一个激冷笛管103。进水环管101在激冷室内部形成环形结构，激冷水进入进水环管101中并分流到各个激冷笛管103中，激冷笛管如为4-8根，以保证整个激冷空间内能有足够量的激冷水喷淋。
[0137] 至少一个激冷水供水环管101，该激冷水供水环管101与连接法兰102相连接，可以由一个激冷水供水环管101对1-8个激冷笛管103进行供水。图2b为一个激冷水供水环管101对应四根笛管103的情况。
[0138] 连接法兰102，用于连接激冷水供水环管101的管口和激冷笛管103。 [0139] 激冷笛管103，其上端与连接法兰102相连接，在水平方向上位于气化室(9)的渣口8下方的外侧，水平方向上距渣口8约5～30cm处，优选5～15cm处，更优选约10cm处。激冷笛管103向下顺时针或逆时针盘旋，其下端距离导气筒4为5-20cm，优选大于10cm，并由上下两个支撑，即第一固定支架106和第二固定支架107与导气筒4进行固定；激冷笛管
103数量为2-10根，优选为4-8根。激冷笛管103沿逆时针方向(如图2b所示)向下的水平盘旋角度α在90°-180°之间，优选在90°-135°之间。
[0140] 每一激冷笛管103上分别设置数排微孔104，每排上设有4个～6个微孔104，相邻的两排微孔104之间的间距为约1-5cm，优选为约1-3cm，更优选为约1cm，下一排微孔104在竖直方向上位于上一排相邻的两微孔104之间。并且所有微孔104的总面积比激冷笛管103的横截面积小10％～15％。
[0141] 气体分配筛网7，位于导气筒4与承压外壳5之间的环隙间(如图3所示)，构造成呈圆台形侧壁的网面结构，气体分配筛网7的上端与导气筒4下端连接，气体分配筛网7的下端与承压外壳5连接。气体分配筛网7上密布椭圆形或圆形筛孔701，筛孔701面积基本上相等。气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角为30°-60°，优选为45°-60°。筛孔701成交叉排列，且每个筛孔701间的间距相等。多个筛孔(701)的直径小于1cm，优选在0.5cm-1cm之间。气体分配筛网7位于激冷水液面的下方。
[0142] 多个导气扇叶6，也位于导气筒4与承压外壳5之间的环隙间(如图4所示)，并位于气体分配筛网7的上方，导气扇叶6的下部浸没在激冷水中，而上部位于激冷水液面的上方。导气筒4与承压外壳5之间的环隙间设置2-10个导气扇叶6，优选设置4-8个。每个导气扇叶6为弧形板状结构，类似泵的扇叶，弧度为π/6-π/2，优选为π/3-π/2。 [0143] 实施例2
[0144] 仍参照图1-4，本发明实施列1的微孔喷淋激冷室100，包括：
[0145] 承压外壳5，其被构造为所述微孔喷淋激冷室100的外壁面；
[0146] 导气筒4，其由与承压外壳5近同心设置的环形圆筒状内壁形成，并与承压外壳5间隔预定的距离，承压外壳5与所述导气筒4在上部气密接合，并与气化室9气密接合；承压外壳5与导气筒4之间由多个第三固定支架108固定。
[0147] 承压外壳5上设置有合成气出口2。
[0148] 如图1和图2a所示，本发明的微孔喷淋激冷室100内部包括微孔激冷喷淋装置1，该微孔激冷喷淋装置1包括至少一个激冷水供水管101’。激冷水进入至少一个激冷水供水管101’中并分流到与之相连的各个激冷笛管103中，激冷笛管为4-8根，以保证整个激冷空间内能有足够量的激冷水喷淋。
[0149] 并且，每根激冷笛管103上开有微孔104，所有微孔104的大小相等，并且所有微孔104的总面积比激冷笛管103的横截面积小15％，以保证水压足够使激冷水从微孔104中喷射而出。在激冷笛管的每个横截面上可以设有4个微孔104，相邻两排微孔104之间的间距约为1cm，下一排微孔104在竖直方向上位于上一排相邻两个微孔104之间。高压水充入激冷笛管103并由微孔104喷射而出，在导气筒4内形成均匀的水雾环境。 [0150] 本发明的微孔喷淋激冷室100利用至少一个激冷笛管103和至少一个激冷水供水管101’替代了原有的下降管和激冷环，在节省材料和能耗的同时也能使激冷水更加均匀地布满激冷室导气筒4内，使激冷水与灰渣和合成气的接触面积大大增加，从而增强换热效果。与此同时，喷射的水雾与合成气中的灰渣接触后，起到一定的凝聚作用，降低了合成气夹带的灰量并避免了下降管烧穿等问题。
[0151] 此外，因为激冷笛管103的微孔104在开孔方向上也有向导气筒4壁面开孔的，而经微孔104射出的水因受激冷室100内温度压力的影响变成水雾，使得压力也不会太大，并持续不断喷射在导气筒4的内壁上，起到了清洁导气筒内壁上的灰渣的作用，并形成水幕防止溅落的灰渣直接接触导气筒4，避免了导气筒4的烧蚀。
[0152] 并且，激冷笛管103的上端在水平方向上位于气化室9的渣口8的外侧，约5～30cm处，优选5～15cm处，更优选约10cm处。气化炉9内的耐火砖902(或耐火材料、涂层)向下铺设30cm对灰渣下落方向起到一定的导向作用，并保护激冷笛管103不与灰渣接触。激冷笛管103的直径、长度、根数(即换热量)与该气化炉9的合成气产量相关，经传热计算获得。
[0153] 其中，每根激冷笛管103向下、向导气筒4的内壁方向盘旋而下，盘旋角度α大于90°，但激冷笛管103下端不贴壁，并由导气筒4上的固定装置，即第一固定支架106和/或第二固定支架107进行固定。第一固定支架106可以进一步被附加支架增强固定(如图
1所示)。
[0154] 导气筒4，类似于典型激冷室中的上升管，对合成气起导流作用，使合成气上升并从承压外壳5上设置的合成气出口2移出。激冷水液位低于导气筒下端的上方，避免造成气体短路。
[0155] 气体分配筛网7，位于导气筒4与承压外壳5之间的环隙间(如图3所示)，构造为呈圆台形侧壁的网面结构，气体分配筛网7的上端与导气筒4下端连接，下端与承压外壳5连接。气体分配筛网7上密布椭圆形或圆形筛孔701，筛孔701面积基本上相等。气体分配筛网7与导气筒4之间的夹角为45°-60°之间。筛孔701成交叉排列，且每个筛孔701间的间距相等。气体分配筛网7位于激冷水液面的下方，因而气体分配筛网7能导流合成气，使合成气均匀地被分成若干细流，从而稳定激冷室100的液位。
[0156] 导气扇叶6，上端高于激冷室100的操作液位上限，约30～80cm处，优选约40～70cm处，更优选约50cm处，下端低于操作液位下限，约5～30cm处，优选约5～20cm处，更优选约10cm处，位于导气筒4与承压外壳5之间的环隙间(如图4所示)。
[0157] 导气扇叶6可采用6个扇叶，扇叶的弧度可选择π/2。导气扇叶能起到导流并均匀分配合成气的作用，同时能作为挡板减少合成气夹带水和灰的量。当气化炉9正常操作时，激冷室100的液位因为鼓泡而受到影响很难保持稳定，而导气扇叶6位于激冷室液位下部的部分起到了一定的导流分配液体的作用，有利于液位稳定在一定范围以内。 [0158] 结果表明，由于本发明的微孔喷淋激冷室的导气筒比传统下降管扩容了较大体积，并且激冷笛管对合成气的喷淋使得合成气中夹带的灰渣得到更充分地冷却，同时 能使激冷室内合成气流速下降，有利于合成气及灰渣在激冷室内的降温过程，同时合成气的出口流速也会略微降低，这也有利于合成气在导气筒和承压外壳构成的气体上升通道内上升过程中进行气固分离和减少带灰带水。采用本发明的微孔喷淋激冷室的激冷笛管相对于传统的下降管和激冷环组合，节省了钢材和激冷水量。同时也节省了空间，本发明的微孔喷淋激冷室的激冷笛管可从与激冷水供水管上的连接法兰处进行拆卸和检修，相对于下降管更易于更换和加工。
[0159] 实施例3
[0160] 参见图1-4，本发明的用于煤气化合成气的微孔喷淋激冷方法，包括： [0161] 将激冷水通过一个激冷水供水环管101(参见图2b)或者至少一个激冷水供水管101’(参见图2a)引入而与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连的至少两个激冷笛管103中，进而引入微孔激冷喷淋装置1中，
[0162] 微孔激冷喷淋装置1，其包括一个激冷水供水环管101(参见图2b)或者至少一个激冷水供水管101’(参见图2a)，以及至少两个激冷笛管103，激冷笛管103通过连接法兰102与激冷水供水环管101或者至少一个激冷水供水管101’相连。
[0163] 激冷笛管103的上端位于气化室9的渣口8外侧，顺时针或逆时针盘旋向下延伸，水平盘旋角度为α，并逐渐向导气筒4的方向靠拢，但不接触导气筒4。 [0164] 激冷笛管103的下端在水平方向上与导气筒间隔预定的距离，激冷笛管103的竖直方向高于微孔喷淋激冷室100的最高操作液位，激冷水供水环管101的进水端与出水端分别穿过所述承压外壳5与导气筒4或者至少一个激冷水供水管101’穿过承压外壳5与导气筒4，并与承压外壳5和导气筒4气密连接，在每个激冷笛管103上设置有多个微孔104。 [0165] 通过在每个激冷笛管103上设置的多个微孔104将激冷水喷出以冷却与承压外壳5近同心设置并与承压外壳5间隔预定距离的环形圆筒状内壁形成的导气筒4、以及从气化室9的渣口8排出的合成气及高温残渣。
[0166] 从气化室9的渣口8排出的合成气及高温残渣进入微孔喷淋激冷室100的操作液位之下，其中合成气通过设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间的气体分配筛网7向上溢出以除去水汽，灰尘。
[0167] 气体分配筛网7，设置在导气筒4与承压外壳5的环隙间，构造为圆台形，并位于导气扇叶6的下方且位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下，气体分配筛网7的上端与导气筒4下端连接，气体分配筛网7的下端与承压外壳5连接，其上分布多个筛孔701，且气体分配筛网7与导气筒4之间具有预定的夹角。
[0168] 通过气体分配筛网7向上溢出的合成气进一步通过设置在导气筒4与承压外壳5之间的环隙间的导气扇叶6向上溢出。
[0169] 导气扇叶6设置有至少2个扇叶，每个扇叶俯视为扇形结构，正视为弧形结构，呈片状，两侧分别固定在导气筒4和承压外壳5上，其正视具有预定的弧度。导气扇叶6的下端位于微孔喷淋激冷室100的操作液位之下。
[0170] 通过导气扇叶6向上溢出的合成气进一步通过设置在承压外壳5上的合成气出口2排出。
[0171] 灰水和进入微孔喷淋激冷室100的操作液位之下的经激冷后的高温残渣和/或灰水通过设置在微孔喷淋激冷室100下方的下排渣口11排出。
[0172] 尽管本发明的各种实施方式已经通过具体实施方式在上下文中进行了描述，但是本发明并不仅限于此。因此，以上的描述不应该当作是本发明范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求进行限定。本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的精神的情况下可以对本发明做出各种改变和变更，其都将落入本发明的保护范围内。
