CN101935552B - 用于气化器的激冷室组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于气化器的激冷室组件,具体而言,一种气化器包括燃烧室,在其中燃烧可燃烧燃料以产生合成气和颗粒状固体残留物。具有液体冷却剂的激冷室设置在该燃烧室的下游。浸渍管设置成将燃烧室联接到激冷室上。合成气从燃烧室经由浸渍管引向激冷室以接触液体冷却剂并产生冷却的合成气。吸出管环绕浸渍管设置,使得在吸出管和浸渍管之间形成环形通道。非对称或对称的挡板设置成靠近激冷室的出口路径。冷却的合成气被引导通过该环形通道,并冲击在非对称或对称的挡板上,以便在冷却的合成气被引导通过出口通道前从该冷却的合成气中去除夹带的液体容纳物。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请涉及转让给与本申请相同的受让人且与本申请同时提交的以下共同未决的美国专利申请,包括:序列号(专利代理案号No.239050-1),标题为:“COOLING CHAMBER ASSEMBLY FOR AGASIFIER”,以及序列号(专利代理案号No.236150-1),标题为:“GASIFICATION SYSTEM FLOW DAMPING”,其中每一个专利申请均通过引用而结合于此。
技术领域
本发明一般地涉及气化器,且更特别地涉及用于气化器的激冷室组件。
背景技术
在正常的煤炭气化过程中,其中燃烧颗粒状含碳燃料,如煤炭或焦炭或含碳气体,该过程在相对热的温度和高的压力下在燃烧室中实现。当喷射的燃料在燃烧室中燃烧或部分燃烧时,通过位于燃烧室下端的端口将排放物排放至设置在燃烧室下游的激冷室。激冷室包含诸如水的液体冷却剂。来自燃烧室的排放物与激冷室中的液体冷却剂接触,以便降低该排放物的温度。
当燃料为诸如煤炭或焦炭的固体时,气化器装置允许呈气体形态的排放物的固体部分保持在激冷室的液体池中,并随后作为渣浆(slagslurry)排出。排放物的气态成分从激冷室排出以进一步处理。然而,气态成分在穿过激冷室时将与其一起携带相当大量的液体冷却剂。在离开气体中夹带的最小量的液体对于整个过程并不被认为是令人讨厌的。但是,发现从激冷室携带并进入下游设备的过量的液体会造成操作性问题。
在常规的系统中,在激冷室的气体离开通道中放置挡板。因此,当携带液体的气体接触挡板表面时,一定数量的液体将汇合在挡板表面上。然而,快速流动的气体将通过把小滴从挡板的下边缘扫走而再次夹带液体小滴。
存在对于改善的激冷室组件的需求,该激冷室组件构造成冷却来自燃烧室的排放物气体,并且还实质性地从气化器中的排放物去除夹带的液体容纳物。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施例,气化器包括燃烧室,燃烧性燃料在燃烧室中燃烧以产生合成气和颗粒状固体残留物。具有液体冷却剂的激冷室设置在燃烧室的下游。浸渍管(dip tube)设置成将燃烧室联接到激冷室上。合成气从燃烧室经由浸渍管引向激冷室以接触液体冷却剂并产生冷却的合成气。非对称或对称的挡板设置成靠近激冷室的出口路径。冷却的合成气被引导通过浸渍管和激冷室之间,并冲击在非对称或对称的挡板上,以便在冷却的合成气被引导通过出口通道前从该冷却的合成气去除夹带的液体容纳物。
根据本发明的另一个示例性实施例,气化器包括设置在液体冷却剂和激冷室的出口路径之间的偏转板。冷却后的合成气被引导通过环形通道并冲击在非对称或对称的挡板和偏转板上,以便在冷却的合成气被引导通过出口路径前从该冷却的合成气去除夹带的液体容纳物,并防止液体容纳物泼溅到出口路径上。
根据本发明的另一个示例性实施例,气化器包括形成在吸出管和浸渍管之间的具有不同的横截面面积的环形通道。
根据本发明的另一个示例性实施例,激冷室包括其中只存在浸渍管且环形通道形成在浸渍管和激冷室壁之间的布置。
根据本发明的另一个示例性实施例,气化器包括涡旋发生器,该涡旋发生器设置在环形通道中,并构造成对被引导通过该环形通道的冷却的合成气引起涡旋运动。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时,本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解,其中贯穿附图,相似的标号代表相似的部件,其中:
图1是具有根据本发明的一个示例性实施例的示例性激冷室的气化器的概略性图示;
图2是具有根据本发明的一个示例性实施例的仅带有浸渍管的一个示例性激冷室的气化器的概略性图示;
图3是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板和偏转板的激冷室的一部分的概略性图示;
图4是根据本发明的一个示例性实施例具有带弯曲端以形成檐槽的非对称或对称的挡板的激冷室的一部分的概略性图示;
图5是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板和偏转板的激冷室的一部分的概略性图示;
图6是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板和多个偏转板的激冷室的一部分的概略性图示;
图7是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板的激冷室的一部分的概略性图示;
图8是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板和具有不同横截面面积的环形通道的激冷室的一部分的概略性图示;
图9是根据本发明的一个示例性实施例具有设置在其中的非对称或对称的挡板和具有不同横截面面积的环形通道的激冷室的一部分的概略性图示;以及
图10是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称或对称的挡板和设置在环形通道中的涡旋发生器的激冷室的一部分的概略性图示;
图11是根据本发明的一个示例性实施例具有带弯曲端的非对称或对称的挡板、设置在环形通道中的涡旋发生器以及分隔板的激冷室的一部分的概略性图示;
图12是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称或对称的挡板的激冷室的一部分的概略性图示,挡板带有弯曲端以形成檐槽,并带有联接到液体导管上的一个或多个开口;
图13是根据图12中图示的实施例的激冷室的顶视图;
图14是图13中图示的挡板的剖切透视图;
图15是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称或对称的挡板的激冷室的一部分的概略性图示,挡板带有封闭的底部和设置在气体出口路径对面的开口;
图16是图15中图示的激冷室的一部分的顶视图;
图17是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称的有小面的或圆形挡板的激冷室的一部分的概略性图示,挡板带有设置在气体出口路径对面的开口,并带有延伸的边缘以提供扭折的路径;
图18是根据本发明的一个示例性实施例具有对称的有小面的或圆形挡板的激冷室的一部分的概略性图示;
图19是图18中图示的激冷室的一部分的顶视图;
图20是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称或对称的有小面的或圆形挡板的激冷室的一部分的概略性图示,挡板具有网状构造以捕获夹带的液体;
图21是根据本发明的一个示例性实施例具有非对称或对称的有小面的或圆形挡板的激冷室的一部分的概略性图示,挡板带有多个切出部分,金属片或板设置成与切出部分交搭且间隔件设置在两者之间以给合成气流提供扭折的路径;
图22是根据本发明的一个示例性实施例设置成引导夹带的液体容纳物的非对称或对称的有小面的或圆形挡板螺旋形“角板”的概略性图示;
图23是根据本发明的一个示例性实施例在浸渍管和吸出管之间的环形通道中采用螺旋状挡板的激冷室的概略性图示;
图24是根据本发明的一个示例性实施例采用在出口附近具有延伸部分的非对称或对称的挡板的激冷室的概略性图示;以及
图25是图24中图示的挡板的剖切透视图。
部件列表
10气化器
12外壳
14燃烧室
16激冷室
18耐火墙
20燃烧装置
22路径
24燃料源
26路径
28燃烧支持气体源
30增压源
32液体冷却剂池
34排放口
36收缩部分
38浸渍管
40通路
42激冷环
44下端
46吸出管
48伸长的圆柱形主体
50环形通道
52出口路径
54非对称或对称形状的挡板
56路径
58偏转板
60弯曲的末端部分
62激冷室
63非对称或对称的挡板
64出口路径
66吸出管
68液体冷却剂
70环形通道
72浸渍管
74偏转的末端部分
76偏转板
78偏转的末端部分
80间隙
82激冷室
84非对称或对称的挡板
86出口路径
88环形通道
90浸渍管
92吸出管
94偏转的末端部分
96液体冷却剂
98角板
100偏转板
102偏转板
104间隙
106激冷室
108非对称或对称的挡板
110出口路径
112环形通道
114浸渍管
116吸出管
118阶梯状部分
120液体冷却剂
122路径
124激冷室
126非对称或对称的挡板
127出口路径
128浸渍管
130吸出管
132环形通道
134阶梯状部分
136一端
138另一端
140激冷室
142非对称或对称的挡板
144出口路径
146浸渍管
148吸出管
150环形通道
152一端
154另一端
156激冷室
158吸出管
160浸渍管
162环形通道
164出口路径
166非对称或对称形状的挡板
168液体冷却剂
170弯曲的末端部分
172角板
174涡旋发生器
176分离板
178斜坡部分
180孔
182水引导管
184激冷室
186吸出管
188浸渍管
190环形通道
192出口路径
194有小面的或圆形的挡板
196底部
198开口
200激冷室
201激冷室
202吸出管
203对称挡板
204浸渍管
205出口路径
206环形通道
207浸渍管
208出口路径
209吸出管
210挡板
212液体冷却剂
214挡水板
216挡水板
218挡水板
220挡水板
222挡水板
224挡水板
226挡水板
227开口
228有小面的挡板
230V形网
232排水带
234螺栓
236切口部
238金属片
240间隔件
242通道或角板
244激冷室
246吸出管
248浸渍管
250环形通道
252出口路径
254挡板
256螺旋形挡板
258激冷室
260吸出管
262浸渍管
264环形通道
266出口路径
268挡板
270延伸部
272内圆周
具体实施方式
根据本文公开的示例性实施例,公开了具有激冷室组件的气化器,该激冷室组件构造成降低燃烧室下游的合成气的温度。该气化器包括包含设置在燃烧室下游的液体冷却剂的激冷室。由燃烧室产生的合成气经由浸渍管被引向激冷室以接触液体冷却剂并产生冷却的合成气。挡板靠近激冷室的出口路径设置。挡板可为对称或非对称形状的挡板。吸出管环绕浸渍管设置,使得在吸出管和浸渍管之间形成环形通道。冷却的合成气被引导通过该环形通道,并冲击在挡板上,以便在冷却的合成气被引导通过出口通道前从该冷却的合成气去除夹带的液体容纳物。在一些实施例中,偏转板设置在液体冷却剂和激冷室的出口路径之间,并构造成从冷却的合成气去除夹带的液体容纳物,以防止液体容纳物泼溅在出口路径上。在又另一个实施例中,涡旋发生器设置在浸渍管和吸出管之间的环形通道中,并构造成对被引导穿过该环形通道的冷却的合成气引起涡旋运动。在一些实施例中,挡板是非对称的或对称的,或者开口或者成角度,以将夹带的液体容纳物从冷却的合成气去除。在其它实施例中,挡板本身可具有通道或切口以及覆盖物(overlay),以去除夹带的液体并防止液体容纳物泼溅到出口路径上。在其它实施例中仅存在浸渍管,且在浸渍管和激冷室壁之间形成环形部分。提供非对称或对称形状的挡板、偏转板、涡旋发生器或它们的组合实质上减少了通过出口路径引向下游构件的合成气中的液体容纳物的夹带。以下参考图1-25更详细地讨论了具体实施例。
参考图1,公开了示例性的气化器10。该气化器10包括外壳12,该外壳12在上端容纳燃烧室14,并在下端容纳激冷室16。燃烧室14设有能够承受正常运行温度的耐火墙18。燃烧装置20经由路径22联接到燃料源24上。包括粉末状含碳燃料如煤炭、焦炭等的燃料流经由可移动地设置在燃烧室14的上壁上的燃烧装置20送入燃烧室14。燃烧装置20还经由路径26联接到构造成供应诸如氧气或空气的气体的燃烧支持气体源28上。
可燃烧燃料在燃烧室14中燃烧以产生包括合成气以及颗粒状固体残留物的排放物。热的排放物被从燃烧室14供向设置在外壳12的下端处的激冷室16。激冷室16联接到增压源30上,且构造成向激冷室16供应一池液体冷却剂32,优选为水。激冷室16中液体冷却剂的水平维持在期望的高度,以确保取决于从燃烧室14供入激冷室16的排放物的条件的有效运行。气化器外壳12的下端设有排放口34,水和细颗粒通过其以浆体的形式从激冷室16去除。
在图示的实施例中,燃烧室14的收缩部分36经由浸渍管38联接到激冷室16上。热的排放物从燃烧室14经由浸渍管38的通路40供至激冷室16中的液体冷却剂32。激冷环42靠近浸渍管38设置,并且联接到增压源30上,以便使浸渍管内壁维持润湿状态,从而最佳地容纳向下的排放物流。浸渍管38的下端44可为锯齿状,并定位在液体冷却剂32的表面下方,以有效地实现对排放物的冷却。
吸出管46定位在激冷室16中。吸出管46包括固定地支承在气化器外壳12中的伸长的圆柱形主体48。吸出管46的下部浸没在液体冷却剂32中。圆柱形主体48邻近激冷环42而终止,但在其上端处与激冷环42隔开。圆柱形主体48还与浸渍管38隔开,以限定环形通道50。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。冷却的合成气然后通过环形通道50流向激冷室16的出口路径52。
如以上讨论的,排放物的气态成分经由出口路径52从激冷室16被排放以进一步处理。然而常规地已知气态成分在穿过激冷室时将与其一起携带相当大量的液体冷却剂。发现从激冷室携带并进入下游设备的过量的液体会造成操作性问题。在图示的示例性实施例中,非对称或对称形状的挡板54靠近激冷室16中的出口路径52设置。挡板54在吸出管46的下边缘下方、但是在液体冷却剂32的表面上方延伸一段距离。被引导通过环形通道50的冷却的合成气冲击在挡板54的内壁上。在激冷的正常过程中,冷却的气体流将与其一起输送一定数量的液体冷却剂。然而,当冷却的气体流冲击在挡板54的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板54的内表面上。气体流在冲击挡板54后逆转方向,并随后沿路径56移动进入出口路径52。在此处应该指出图示的气化器是一个示例性实施例,且还设想了气化器的其它构造。例如,在一些实施例中,示例性激冷室16可设置在放射状合成气冷却器下方,该放射状合成气冷却器构造成在合成气进入激冷室之前部分地降低合成气温度。以下参考随后的图形更详细地讨论了激冷室16的细节。
参考图2,公开了示例性的气化器10。该气化器10类似于图1中图示的实施例。如以上讨论的,热的排放物从燃烧室14经由浸渍管38的通路40供至激冷室16中的液体冷却剂32。浸渍管38的下端44可为锯齿状,并定位在液体冷却剂32的表面下方,以有效地实现对排放物的冷却。在此处应该指出的是在图示的实施例中没有吸出管。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。冷却的合成气冲击在挡板54的内壁上。当冷却的气体流冲击在挡板54的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板54的内表面上。冷却的合成气然后通向激冷室16的出口路径52。
参考图3,公开了激冷室16的一部分。如以上讨论的,吸出管46环绕激冷室16中的浸渍管38定位。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。冷却的合成气然后通过浸渍管38和吸出管46之间的环形通道50流向激冷室16的出口路径52。除了非对称或对称形状的挡板54,在液体冷却剂32和出口路径52之间还设置了偏转板58。在此处应该指出的是偏转板58可相对于液体冷却剂32以预定的角度设置。
同样如之前讨论的,被引导通过环形通道50的冷却的合成气冲击在挡板54的内壁上。当冷却的气体流冲击在挡板54的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板54的内表面上。在图示的实施例中,除了非对称或对称的挡板54外,冷却的合成气还冲击在偏转板58上,以便在冷却的合成气被引导通过出口路径前从冷却的合成气中去除更多的夹带的液体冷却剂容纳物。换句话说,偏转板58为从由激冷室16供给的冷却的合成气中去除夹带的液体容纳物提供了额外的屏障。同样,偏转板58防止液体冷却剂32泼溅到激冷室16的出口路径52上。
参考图4,公开了激冷室16的一部分。在图示的实施例中,挡板54靠近激冷室16中的出口路径52设置。挡板54在吸出管46的下边缘下方、但是在液体冷却剂32的表面上方延伸一段距离。如以上指出的,被引导通过环形通道50的冷却的合成气冲击在挡板54的内壁上。在此处应指出的是,在图示的实施例中,挡板54为非对称形状的挡板。在另一个实施例中,挡板54可为对称的挡板。在图示的实施例中,非对称的挡板54包括指向液体冷却剂32的弯曲的末端部分60。当冷却的气体流冲击在挡板54的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板54的内表面上。气体流在冲击挡板54后逆转方向,并随后沿路径56移动进入出口路径52。挡板54的非对称形状通过将小滴从挡板的下边缘扫去而防止快速流动的气体重新夹带液体小滴。
参考图5,公开了激冷室62的一部分。在图示的实施例中,挡板63靠近激冷室62中的出口路径64设置。在图示的实施例中,挡板63是非对称的挡板。在另一个实施例中,挡板63为对称的挡板。挡板63在吸出管66的上边缘下方、但是在液体冷却剂68的表面上方延伸一段距离。如以上指出的,被引导通过形成在浸渍管72和吸出管66之间的环形通道70的冷却的合成气冲击在挡板63的内壁上。在图示的实施例中,挡板63包括指向液体冷却剂68的偏转的末端部分74。当冷却的气体流冲击在挡板63的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板63的内表面上。
除了挡板63,在液体冷却剂68和出口路径64之间还设置了偏转板76。在此处应该指出的是偏转板76以远离液体冷却剂68指向的预定的角度设置。在图示的实施例中,偏转板76是具有偏转的末端部分78的非对称或对称形状的偏转板。除了挡板63,冷却的合成气还冲击在偏转板76上,以便从冷却的合成气中去除更多夹带的液体冷却剂容纳物。同样,偏转板76防止液体冷却剂68泼溅到激冷室62的出口路径64上。冷却的合成气在冲击挡板63以及偏转板76后,接着被引导通过偏转的末端部分74,78之间的间隙80到达激冷室62的出口路径64。
参考图6,公开了激冷室82的一部分。在图示的实施例中,挡板84靠近激冷室82中的出口路径64设置。在图示的实施例中,挡板84是非对称的挡板。在另一个实施例中,挡板84可为对称的挡板。冷却的合成气被引导通过形成在浸渍管90和吸出管92之间的环形通道88并冲击在挡板84的内壁上。在图示的实施例中,挡板84包括指向包含在激冷室82中的液体冷却剂96的偏转的末端部分94。挡板84还可包括至少一个角板98。当冷却的气体流冲击在挡板84的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板84的内表面上。角板98促进排出收集在挡板84的表面上的液体冷却剂。
在图示的实施例中,在液体冷却剂96和出口路径86之间设置了多个偏转板100,102。在此处应该指出的是偏转板100,102以指向液体冷却剂96的预定的角度设置。冷却的合成气冲击在挡板84以及偏转板100,102上,以便从冷却的合成气去除更多夹带的液体冷却剂容纳物。偏转板100,102防止液体冷却剂96泼溅到激冷室82的出口路径86上。冷却的合成气在冲击挡板84以及偏转板100,102后,接着被引导通过挡板84和偏转板100,102之间的间隙104到达激冷室82的出口路径86。
参考图7,公开了激冷室106的一部分。在图示的实施例中,挡板108靠近激冷室106中的出口路径110设置。在图示的实施例中,挡板108是非对称的挡板。在另一个实施例中,挡板108为对称的挡板。冷却的合成气被引导通过形成在浸渍管114和吸出管116之间的环形通道112并冲击在挡板108的内壁上。在图示的实施例中,挡板108包括指向包含在激冷室106中的液体冷却剂120的阶梯状部分118。当冷却的气体流冲击在挡板108的内表面上时,气体流中夹带的液体容纳物将倾向于汇合在挡板108的内表面上。冷却的合成气在冲击挡板108后被引导通过路径122到达激冷室106的出口路径110。
根据此处讨论的实施例,挡板、偏转板或它们的组合的提供促进降低冷却的合成气流速,并且还增加液体冷却剂和激冷室的出口路径之间的气体流程距离。这引起气体和液体冷却剂混合物在激冷室中增加的驻留时间,导致从冷却的合成气对夹带的液体容纳物的增强的去除。
参考图8,公开了激冷室124的一部分。在图示的实施例中,挡板126靠近激冷室124中的出口路径127设置。挡板126可为对称或非对称形状的挡板。如在先前的实施例中指出的,热的排放物被从燃烧室经由浸渍管128引向激冷室124。吸出管130环绕浸渍管128设置,使得在浸渍管128和吸出管130之间形成环形通道132。冷却的合成气被引导通过形成在浸渍管128和吸出管130之间的环形通道并冲击在挡板126的内壁上,以便从该冷却的合成气去除更多夹带的液体冷却剂容纳物。
在图示的实施例中吸出管130包括阶梯状部分134。换句话说,形成在浸渍管128和吸出管130之间的环形通道132具有不同的横截面面积。环形通道132的横截面面积从一端136向另一端138增长。这在端136处减少了任何堵塞。
参考图9,公开了激冷室140的一部分。在图示的实施例中,挡板142靠近激冷室140中的出口路径144设置。挡板142可为对称或非对称形状的挡板。如在先前的实施例中指出的,热的排放物被从燃烧室经由浸渍管146引向激冷室140。吸出管148环绕浸渍管146设置,使得在浸渍管146和吸出管148之间形成环形通道150。冷却的合成气被引导通过形成在浸渍管146和吸出管148之间的环形通道150并冲击在挡板142的内壁上,以便从该冷却的合成气去除更多夹带的液体冷却剂容纳物。
在该图示的实施例中吸出管148具有变化的横截面面积。换句话说,形成在浸渍管146和吸出管148之间的环形通道150具有不同的横截面面积。环形通道150的横截面面积从一端152向另一端154增长。
根据参考图8-9讨论的实施例,具有不同横截面面积的环形通道促进降低通过环形通道供给的合成气速度。此外,这还增加了吸出管148和激冷容器内壁之间的横截面面积。这导致从冷却的合成气中对夹带的液体容纳物的增强去除。
参考图10,公开了激冷室156的一部分。在图示的实施例中,吸出管158环绕激冷室156中的浸渍管160定位。冷却的合成气通过浸渍管160和吸出管158之间形成的环形通道162流向激冷室156的出口路径164。挡板166靠近激冷室156的出口路径164设置。在图示的实施例中,挡板166是非对称的挡板。在另一个实施例中,挡板166为对称的挡板。挡板166在吸出管158的下边缘下方、但是在填充于激冷室156中的液体冷却剂168的表面上方延伸一段距离。挡板166包括弯曲的末端部分170和多个角板172。挡板的内表面可制成粘性的。
冷却的合成气被引导通过环形通道162并冲击在挡板166的内壁上。在图示的实施例中,例如涡旋发生器174的旋转装置设置在环形通道162中,并构造成对穿过该环形通道162的冷却的合成气产生旋转运动。当冷却的气体流冲击在挡板166的内表面上时,所赋予的旋转运动促进气体流中夹带的液体容纳物汇合在挡板166的内表面上。换句话说,旋转运动赋予了更高的离心力,并且因而产生更高的夹带液体的小滴直径。挡板166的角板172促进排出由挡板166去除的液体容纳物。
参考图11,公开了激冷室156的一部分。此实施例类似于图10中图示的实施例。此外,在吸出管158和挡板166之间设置了分离板176。涡旋发生器174设置在环形通道162中,并构造成对穿过环形通道162的冷却的合成气引起旋转运动。这导致在吸出管158的内壁上形成夹带液体薄膜,并且得到的液体薄膜被使用分离板176向下引导。
参考图12,公开了激冷室156的一部分。此实施例类似于图10中图示的实施例。挡板166包括弯曲的末端部分170,末端部分170具有斜坡部分178和多个孔180,以给收集在弯曲的末端部分170上的夹带的液体容纳物提供出口路径。通过孔180排出的收集的液体容纳物被向下引导穿过联接弯曲的末端部分170的引导管182。水引导管182的一端可部分地浸入激冷室156中的液体冷却剂中。
参考图13,公开了激冷室156的一部分。此实施例类似于图12中图示的实施例。挡板166包括靠近出口路径164设置的多个角板172。一个或多个角板172可设置在挡板166的内圆周上。角板172可与出口路径166周向地对齐,并且可具有沿挡板166的内圆周的一部分延伸的弯曲部分。根据某些实施例,角板172可大致沿挡板166的内圆周的三分之一延伸。具体而言,角板172可设计成接触速度增加的合成气,并将收集在挡板166上的夹带的液体容纳物的流从出口路径164引开。例如,角板172可阻止液体容纳物的小滴变得夹带在被引向出口路径164的较高速度的合成气中。角板172还可促进夹带的液体容纳物的汇合。
参考图14,公开了挡板166的一部分。如之前所讨论的,一个或多个角板172可设置在挡板166的内圆周上。根据某些实施例,角板172可大致沿挡板166的内圆周的三分之一延伸。在图示的实施例中,角板172可在激冷室中向下成角度,并将夹带的液体容纳物从激冷室的出口路径引开。
参考图15,公开了激冷室184。在图示的实施例中,吸出管186环绕激冷室184中的浸渍管188定位。冷却的合成气通过浸渍管188和吸出管186之间形成的环形通道190流向激冷室184的出口路径192。有小面的或圆形的挡板194靠近激冷室184中的出口路径192设置。在一个实施例中,挡板194是非对称的挡板。在另一个实施例中,挡板194为对称的挡板。挡板194的底部196是封闭的,使得挡板底部196和吸出管186之间的区域使用环形板阻塞。挡板194具有与出口192相对设置的开口198,使得合成气沿扭折的路径流动。
参考图16,图示了激冷室184的顶视图。如之前所讨论的,挡板194靠近激冷室184中的出口路径192设置。挡板194具有与出口192相对设置的开口198,使得合成气沿扭折的路径流动。
参考图17,公开了激冷室200。在图示的实施例中,吸出管202环绕激冷室200中的浸渍管204定位。冷却的合成气通过浸渍管204和吸出管202之间的环形通道206流向激冷室200的出口路径208。有小面的或圆形的挡板210靠近出口路径208设置,并环绕激冷室200中的浸渍管204和吸出管202。合成气通过接触激冷室200中的液体冷却剂212而冷却。
参考图18,公开了激冷室201。在图示的实施例中,对称的挡板203靠近出口路径205设置并环绕激冷室201中的浸渍管207和吸出管209。
参考图19,公开了激冷室200。此实施例类似于图17中图示的实施例。在图示的实施例中,吸出管202环绕激冷室200中的浸渍管204定位。冷却的合成气通过形成在浸渍管204和吸出管202之间的环形通道206流向激冷室200的出口路径208。挡板210靠近出口路径208设置,并环绕激冷室200中的浸渍管204和吸出管202。在图示的实施例中,挡板210是有小面的挡板。图示的挡板210包括多个挡水板214,216,218,220,222,224,226。挡板210具有与出口路径208相对的开口227。在另一个实施例中,板224和226还可去除,以便挡板210具有更大的开口,这将进一步降低合成气流速,并促进从合成气中去除夹带的液体容纳物。挡板210具有与出口路径208相对的较短的边缘。靠近出口路径208的挡板的侧面向下朝液体冷却剂212延伸,以给合成气流提供扭折的路径。这迫使合成气流向在相对端处的挡板210的开口,此处存在非常大的面积,这将降低合成气流速度,并促进从合成气去除夹带的液体容纳物。在此处应该指出挡板210向上朝出口路径208的相对端成角度,以促进压力释放。
参考图20,公开了有小面的挡板228。在图示的实施例中,有小面的挡板228包括V形网230而不是图19中所示的挡水板。V形网230包括由螺栓234支撑的多个排水带232。V形网230允许合成气通过并从合成气去除夹带的液体容纳物。在一个备选实施例中,图19中图示的挡板210的板214,216,218,220,222,224,226的一部分可部分地由V形网230替代。
参考图21,图示了挡板210的其中一个挡水板214。在图示的实施例中,从挡水板214去除了多个垂直的条带部以形成对应的切口部236。然后将在高度和宽度上比切口部236略大的金属片238与每个切口部236重叠地放置。金属件238附接到挡水板214上,且间隔件240设置在两者之间,以允许用于气流的扭折的路径穿过板214的切口部236。
参考图22,图示了其中一块挡水板224。在图示的实施例中,在挡水板224的内面上提供了多个通道或角板242。角板242成角度以允许夹带的液体容纳物流下挡水板224到达挡板的檐槽。
参考图23,公开了激冷室244。在图示的实施例中,吸出管246环绕激冷室244中的浸渍管248定位。冷却的合成气通过浸渍管248和吸出管246之间形成的环形通道250流向激冷室244的出口路径252。挡板254靠近激冷室244中的出口路径252设置。挡板254可为对称或非对称的挡板。此外,螺旋形挡板256设置在环形通道250中,并且可设计成导致通过环形通道250的合成气的螺旋形的或旋转的流型。旋转流动可增加激冷室244中合成气的流程,这又可增加压降以引起流体流波动。而且,挡板256可促进螺旋流动,这可减少合成气中水和灰的夹带。此外,激冷室244中合成气的延长的流程可增强传热速率。通常,螺旋形挡板256可对激冷室244内的合成气流形成扭折的路径。
参考图24,公开了激冷室258。在图示的实施例中,吸出管260环绕激冷室258中的浸渍管262定位。冷却的合成气通过形成在浸渍管262和吸出管260之间的环形通道264流向激冷室258的出口路径266。挡板268靠近激冷室258的出口路径266设置。挡板268可为对称或非对称的挡板。在图示的实施例中,挡板268包括延伸部270,该延伸部270可为成角度的,以使夹带的液体容纳物转向离开挡板268的唇部,从而减少离开的合成气中的液体容纳物的夹带。
参考图25,图示了挡板268。如之前所讨论的,挡板268靠近激冷室中的出口路径设置。在图示的实施例中,挡板268包括延伸部270,该延伸部270可沿挡板268的内圆周272的大约三分之一延伸。此外,在某些实施例中,延伸部146可包括檐槽部分,以使夹带的液体容纳物转向离开延伸部146的下唇部。
图1-25中描绘的夹带缓解机构可单独使用或彼此组合使用。此外,如可理解的,夹带缓解机构的相对大小、形状以及几何形状可变化。夹带缓解机构可在最初的制造期间用在激冷室中,或者夹带缓解机构可改型翻新到现有的激冷单元中。此外,夹带缓解机构可基于运行参数调节,运行参数例如为含碳燃料的类型、系统效率、系统负载、或环境条件等,以获得期望的流阻尼量。
本书面说明书使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使得本领域技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统,并执行任何结合的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构性元件,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质性区别的等价结构性元件,则此类其它示例意在处在权利要求书的范围内。
尽管本文仅说明并描述了本发明的某些特征,但本领域技术人员将想到许多改型和改变。因此应该理解的是,所附权利要求书意图覆盖落入本发明真实精神之内的所有此类变更和改变。
Claims (3)
1.一种气化器,包括:
燃烧室,在其中燃烧可燃烧燃料以产生合成气和颗粒状固体残留物,
具有液体冷却剂的激冷室设置在所述燃烧室的下游,
浸渍管,其将所述燃烧室联接到所述激冷室上,并构造成将合成气从所述燃烧室引向所述激冷室以接触所述液体冷却剂并产生冷却的合成气;
有小面的挡板,其靠近所述激冷室的出口路径设置,并构造成从被引导通过所述浸渍管和所述激冷室之间流向所述出口路径的所述冷却的合成气去除夹带的液体容纳物;所述有小面的挡板包括多个挡水板,其中一个挡水板包括切口部,在高度和宽度上比所述切口部略大的金属片附接到所述挡水板上且与每个切口部重叠地放置,所述金属片与所述挡水板之间设置有间隔件。
2.一种气化器,包括:
燃烧室,在其中燃烧可燃烧燃料以产生合成气和颗粒状固体残留物,
具有液体冷却剂的激冷室设置在所述燃烧室的下游,
浸渍管,其将所述燃烧室联接到所述激冷室上,并构造成将合成气从所述燃烧室引向所述激冷室以接触所述液体冷却剂并产生冷却的合成气;
吸出管,其环绕所述浸渍管,并在两者之间限定环形通道;
偏转板设置在所述液体冷却剂和所述激冷室的所述出口路径之间;
有小面的挡板,其设置成靠近所述激冷室的出口路径,所述有小面的挡板和所述偏转板构造成从被引导穿过所述环形通道流向所述出口路径的所述冷却的合成气去除夹带的液体容纳物,并防止液体容纳物泼溅到所述出口路径上;
其中,所述有小面的挡板包括V形网,所述V形网包括有螺栓支撑的多个排水带。
3.一种气化器,包括:
燃烧室,在其中燃烧可燃烧燃料以产生合成气和颗粒状固体残留物,
具有液体冷却剂的激冷室设置在所述燃烧室的下游,
浸渍管,其将所述燃烧室联接到所述激冷室上,并构造成将合成气从所述燃烧室引向所述激冷室以接触所述液体冷却剂并产生冷却的合成气;
吸出管,其环绕所述浸渍管,并在两者之间限定环形通道;
非对称或对称的挡板,其靠近所述激冷室的出口路径设置,并构造成从被引导通过所述环形通道流向所述出口路径的所述冷却的合成气去除夹带的液体容纳物;
其中在所述吸出管和所述浸渍管之间的所述环形通道的横截面朝向所述激冷室底部较大,并且朝向所述激冷室顶部较小。
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