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CN102559280A - 气化骤冷室挡板 - Google Patents

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CN102559280A
CN102559280A CN2011104029908A CN201110402990A CN102559280A CN 102559280 A CN102559280 A CN 102559280A CN 2011104029908 A CN2011104029908 A CN 2011104029908A CN 201110402990 A CN201110402990 A CN 201110402990A CN 102559280 A CN102559280 A CN 102559280A
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CN
China
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baffle plate
quenching chamber
chamber
synthetic gas
outlet pathway
Prior art date
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Pending
Application number
CN2011104029908A
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English (en)
Inventor
H·B·H·克罗科夫
K·J·舒丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明公开了气化骤冷室挡板(310，350)。挡板(310，350)的实施例包括具有大致竖直的纵向轴线的环(318，360)；若干管道(354)附连到环(318，360)，这里每个管道(354)具有上端(358)和下端。管道(354)的下端向下朝向气化骤冷室(300)中的槽延伸。此外，存在角撑件(314，356)，其构造成引导水朝向管道(354)的上端(358)。还公开了使用挡板(310，350)的骤冷室(300)。

Description

气化骤冷室挡板
相关申请的交叉引用
本申请为要求在2009年6月30日提交的名称为“QUENCHCHAMBER ASSEMBLY FOR A GASIFIER”的美国专利申请序列No.12/494,385，{代理卷号：235585-1}的优先权的部分继续，原申请在此通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明大体涉及气化器，且更具体地涉及用于气化器的骤冷室组件和其中所用的挡板。
背景技术
在正常的煤气化过程中，其中微粒的含碳燃料(诸如煤或焦炭)或含碳气体被燃烧，在燃烧室中在相对较热的温度和较高的压力下执行该过程。当所喷射的燃料在燃烧室中燃烧或部分燃烧时，流出物通过在燃烧室下端的孔口排出到布置在燃烧室下游的骤冷室。骤冷室包含诸如水的液体冷却剂。来自燃烧室的流出物与骤冷室中的液体冷却剂接触；以便降低流出物的温度。
当燃料为诸如煤或焦炭的固体时，气化器布置允许以灰的形式的流出物的固体部分被保留在骤冷室的液体池中且随后作为渣浆被排出。流出物的气体组分从骤冷室排出用于进一步处理。然而，气体组分在通过骤冷室时将随之携带大量的液体冷却剂。夹带在离开气体中的极少量的液体不认为对整个过程带来害处。然而，发现从骤冷室带走过量的液体且进入下游设备会引起操作问题。
在传统的系统中，挡板放置于骤冷室中的气体出口路径中。因此，由于携带液体的气体接触挡板表面，一定量的液体将在挡板表面上聚结。然而，快速流动的气体通过从挡板下缘扫过液滴将重新夹带液滴。尽管已设想复杂的挡板的各种构造以帮助从流出气体中移除所夹带的液体，但是制造和装配简单化的考虑变得更加重要。
需要一种改进的骤冷室组件，其构造成冷却来自燃烧室的流出气体；和简化的但有效的挡板，其设计成在气化器中从流出气体中充分移除所夹带的液体含量。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施例，一种气化骤冷室装置包括：环，其具有大致竖直的纵向轴线；多个管道，其附连到环，，每个管道具有上端和下端，其中多个下端向下朝向气化骤冷室中的槽延伸；和多个角撑件(gusset)，其构造成引导水朝向多个管道的上端。
根据本发明的另一示例性实施例，一种气化骤冷室包括：室，其具有置于其中的液体冷却剂；浸入管，其将燃烧室联接到该室且构造成将合成气从燃烧室引导至该室以接触液体冷却剂且由此产生冷却的合成气；以及挡板，其接近该室的出口路径布置，其中挡板包括：环，其具有大致竖直的纵向轴线；多个管道，其附连到环，每个管道具有上端和下端，其中多个下端向下朝向液体冷却剂延伸；以及多个角撑件，其构造成引导水朝向多个管道的上端。
根据本发明的另一示例性实施例，一种气化骤冷室包括：室，其具有置于其中的液体冷却剂；浸入管，其将燃烧室联接到该室且构造成将合成气从燃烧室引导至该室以接触液体冷却剂且由此产生冷却的合成气；引流部(draft)，其围绕浸入管且限定在它们之间的环形通路；以及挡板，其接近该室的出口路径布置，其中挡板包括：环，其具有大致竖直的纵向轴线；多个管道，其附连到环，每个管道具有上端和下端，其中多个下端向下朝向液体冷却剂延伸；以及多个角撑件，其构造成引导水朝向多个管道的上端。
根据本发明的另一示例性实施例，气化骤冷室装置包括：环，其具有大致竖直的纵向轴线；多个延伸板，其附连到环，每个延伸板具有上端和下端，其中多个下端向下朝向气化骤冷室中的槽延伸；以及多个角撑件，其构造成引导水朝向多个延伸板的上端。
附图说明
当参考附图来阅读下面的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中：
图1是根据本发明的示例性实施例的具有示例性骤冷室的气化器的图解表示；
图2是根据本发明的示例性实施例的具有仅带有浸入管的示例性骤冷室的气化器的图解表示；
图3是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板和偏转板；
图4是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有带有弯曲的端部以形成沟槽的不对称或对称的挡板；
图5是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板和偏转板；
图6是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板和多个偏转板；
图7是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板；
图8是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板和带有不同的横截面积的环形通路；
图9是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有布置在其中的不对称或对称的挡板和带有不同的横截面积的环形通路；以及
图10是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有不对称或对称的挡板和布置在环形通路中的涡旋发生器；
图11是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有带有弯曲的端部的不对称或对称的挡板、布置在环形通路中的涡旋发生器和分隔板；
图12是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，该骤冷室具有不对称或对称的挡板，挡板带有弯曲的端部以形成沟槽和联接到液体引导管道的一个或更多个开口；
图13是根据图12中所示的实施例的骤冷室的顶视图，
图14是图13中所示的挡板的剖视透视图；
图15是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有不对称或对称的挡板，挡板具有闭合的底部和与气体出口路径相对布置的开口；
图16是图15中所示的骤冷室的一部分的顶视图；
图17是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有不对称刻面的或圆形的挡板，挡板具有与气体开口路径相对布置的开口且具有延伸的边缘以提供弯曲的路径；
图18是根据本发明的示例性实施例的具有对称刻面的或圆形的挡板的骤冷室的一部分的图解表示；
图19是图18中所示的骤冷室的一部分的顶视图；
图20是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有不对称或对称刻面的或圆形的挡板，挡板具有网格结构以捕获所夹带的液体；
图21是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的一部分的图解表示，骤冷室具有不对称或对称刻面的或圆形的挡板，挡板具有多个切口部分、金属块或金属板，其利用布置在它们之间的间隔件搭接切口部分布置以给合成气流提供弯曲的路径。
图22是根据本发明的示例性实施例的布置成引导所夹带的液体含量的不对称或对称刻面的或圆形的挡板螺旋“角撑件”的图解表示；
图23是根据本发明的示例性实施例的在浸入管与引流管之间的环形通路中采用螺旋挡板的骤冷室的图解表示；
图24是根据本发明的示例性实施例的骤冷室的图解表示，骤冷室采用不对称或对称的挡板，挡板具有靠近出口的延伸部分；
图25是图24中所示的挡板的剖视透视图；
图26是根据本发明的示例性实施例的气化骤冷室挡板的横截面立面图；
图27为根据本发明的示例性实施例的图26中的气化骤冷室挡板的平面剖视图；
图28是根据本发明的示例性实施例的使用图26中的挡板的气化骤冷室的一部分的横截面立面图；
图29是根据本发明的另一示例性实施例的气化骤冷室挡板的横截面立面图；
图30A-30B是根据本发明的示例性实施例的气化骤冷室挡板的一部分的特写立面图；
图31是根据本发明的示例性实施例的图29中的气化骤冷室挡板的平面剖视图；以及
图32是根据本发明的示例性实施例的使用图29中的挡板的气化骤冷室的一部分的横截面立面图。
部件列表
气化器10
外壳体12
燃烧室14
骤冷室16
耐火壁18
燃烧器20
路径22
燃料源24
路径26
气体源28
加压源30
液体冷却剂32
排出口34
收缩部分36
浸入管38
过道40
骤冷环42
下端44
引流管46
细长的柱形主体48
环形通路50
出口路径52
不对称或对称形状的挡板54
路径56
偏转板58
弯曲的端部60
骤冷室的部分62
挡板63
出口路径64
引流管66
液体冷却剂68
环形通路70
浸入管72
偏转的端部74
偏转板76
偏转的端部78
骤冷室82
挡板84
出口路径86
环形通路88
浸入管90
引流管92
偏转的端部94
液体冷却剂96
角撑件98
偏转板100，102
间隙104
骤冷室106
挡板108
出口路径110
环形通路112
浸入管114
引流管116
台阶部118
液体冷却剂120
路径122
骤冷室124
挡板126
出口路径127
浸入管128
引流管130
环形通路132
台阶部134
一端136
另一端138
骤冷室140
挡板142
出口路径144
浸入管146
引流管148
环形通路150
一端152
另一端154
骤冷室156
引流管158
浸入管160
环形通路162
出口路径164
挡板166
液体冷却剂168
弯曲的端部170
角撑件172
涡旋发生器174
分隔板176
倾斜部178
孔180
导管182
骤冷室184
引流管186
浸入管188
环形通路190
出口路径192
挡板194
底部196
开198
骤冷室200
引流管202
浸入管204
环形通路206
出口路径208
挡板210
液体冷却剂212
骤冷室201
挡板203
出口路径205
浸入管207
引流管209
防溅板214，216，218，220，222，224，226
开口227
挡板228
网格230
排流阱232
螺栓234
切口部分236
金属块238
间隔件240
通道或角撑件242
骤冷室244
引流管246
浸入管248
环形通路250
出口路径252
挡板254
螺旋挡板256
骤冷室258
引流管260
浸入管262
环形通路264
出口路径266
挡板268
延伸部分270
内圆周272
延伸部分146
骤冷室300
结构的或附连元件302
挡板310
侧表面312
角撑件或角撑板314
延伸部315
延伸部316
环318
液体冷却剂168
挡板350
结构的或附连元件352
管道354
角撑件356
附加板或引导件357
上端358
环360
具体实施方式
根据本文中所公开的示例性实施例，公开了一种气化器，其具有骤冷室组件，骤冷室组件构造成降低燃烧室下游的合成气的温度。气化器包括骤冷室，骤冷室包含置于燃烧室下游的液体冷却剂。从燃烧室生成的合成气经由浸入管被引导至骤冷室以接触液体冷却剂且产生冷却的合成气。挡板接近骤冷室的出口路径布置。挡板可为对称或不对称形状的挡板。引流管可围绕浸入管布置使得在引流管与浸入管之间形成环形通路。冷却的合成气被引导通过环形通路且撞击挡板以便在冷却的合成气被引导通过出口路径之前从冷却的合成气中移除所夹带的液体含量。在一些实施例中，偏转板置于液体冷却剂与骤冷室的出口路径之间且构造成从冷却的合成气中移除所夹带的液体含量且防止液体含量溅到出口路径。在又一实施例中，涡旋发生器布置在浸入管与引流管之间的环形通路中且构造成对被引导通过环形通路的冷却合成气引起涡旋运动。在一些实施例中，挡板为不对称的或对称的，打开的或成角度的，以从冷却的合成气中移除所夹带的液体含量。在其它实施例中，挡板本身可具有通道或切口且叠置以移除所夹带的液体且防止液体含量溅到出口路径。在其它实施例中，仅存在浸入管且在浸入管与骤冷室壁之间形成环形部段。提供不对称或对称形状的挡板、偏转板、涡旋发生器或其组合显著地减少了被引导通过出口路径至下游构件的合成气中液体含量的夹带。下面参考图1-32更详细地讨论具体实施例。
参看图1，公开了示例性气化器10。气化器10包括外壳体12，其容纳在上端的燃烧室14和在下端的骤冷室16。燃烧室14设有能够经受正常操作温度的耐火壁18。燃烧器20经由路径22联接到燃料源24。包括粉碎的含碳燃料(诸如煤、焦炭等等)的燃料流经由燃烧器20供给到燃烧室12中，燃烧器20可移除地布置在燃烧室14的上壁上。燃烧器20还经由路径26联接到燃烧支持气体源28，其构造成供应气体(诸如氧气或空气)。
可燃的燃料在燃烧室14中燃烧以产生流出物，其包括合成气和微粒的固体残余物。热流出物从燃烧室14供给到设在壳体12的下端的骤冷室16。骤冷室16联接到加压源30，其构造成供应液体冷却剂32(优选地水)池到骤冷室16。液体冷却剂在骤冷室池16中的液位维持在所希望的高度以保证根据从燃烧室14供给到骤冷室16的流出物的状态的有效操作。气化器壳体12的下端设有排出口34，水和细小的微粒通过排出口34以浆的形式从骤冷室16中移除。
在示出的实施例中，燃烧室14的收缩部分36经由浸入管38联接到骤冷室16。热流出物从燃烧室14经由浸入管38的过道40供给到骤冷室16中的液体冷却剂32中。骤冷环42接近浸入管38布置且联接到加压源30以便使浸入管内壁持续在湿润状态以最佳地适应向下的流出物流。浸入管38的下端44可为锯齿状的，且定位在液体冷却剂32的表面下方以有效地实现流出物的冷却。
引流管46定位在骤冷室16中。引流管46包括固定地支撑在气化器壳体12中的细长的柱形主体48。引流管46的下部浸没于液体冷却剂32中。柱形主体48止于骤冷环42附近但在其上端与骤冷环42间隔开。柱形主体48也与浸入管38间隔开以限定环形通路50。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。然后冷却的合成气通过环形通路50朝向骤冷室16的出口路径52传递。
如上面所讨论的那样，流出物的气态组分经由出口路径52从骤冷室16排出用于进一步处理。然而，传统地已知气态组分在经过骤冷室时将随之携带大量的液体冷却剂。发现从骤冷室带走且进入下游设备的过量液体会带来操作问题。在示出的示例性实施例中，不对称或对称形状的挡板54在骤冷室16中接近出口路径52布置。挡板54在引流管46的上边缘下方、但在液体冷却剂32的表面上方延伸一定距离。被引导通过环形通路50的冷却的合成气撞击挡板54的内壁。在骤冷冷却的正常过程中，冷却的气流将随身输送一定量的液体冷却剂。然而，当冷却的气流撞击挡板54的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板54的内表面上聚结。气流在冲击挡板54之后反向且然后沿着路径56移动进入出口路径52。在本文中应注意的是示出的气化器为示例性实施例且也设想气化器的其它构造。例如，在一些实施例中，示例性骤冷室16可布置在辐射合成气冷却器下方，辐射合成气冷却器构造成在合成气进入骤冷室之前部分地降低合成气温度。下面参看接下来的附图更详细地讨论骤冷室16的细节。
参看图2，公开了示例性气化器10。气化器10类似于图1所示的实施例。如上面所讨论的那样，热流出物经由浸入管38的过道40从燃烧室14供给到骤冷室16中的液体冷却剂32中。浸入管38的下端44可为锯齿状的，且定位在液体冷却剂32的表面下方以有效地实现流出物的冷却。在本文中应注意的是在示出的实施例中没有引流管存在。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。冷却的合成气冲击挡板54的内壁。当冷却的气流撞击挡板54内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板54的内表面上聚结。然后冷却的合成气朝向骤冷室16的出口路径52传递。
参看图3，公开了骤冷室16的一部分。如上面所讨论的那样，引流管46在骤冷室16中围绕浸入管38定位。合成气与液体冷却剂32接触以产生冷却的合成气。然后冷却的合成气通过在浸入管38与引流管46之间的环形通路50朝向骤冷室16的出口路径52传递。除了不对称或对称形状的挡板54之外，偏转板58也布置在液体冷却剂32与出口路径52之间。在本文中应注意的是偏转板58可相对于液体冷却剂32以预定的角度布置。
也如先前所讨论的那样，被引导通过环形通路50的冷却的合成气冲击挡板54的内壁。在冷却的气流撞击挡板54的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板54的内表面上聚结。在示出的实施例中，除了不对称或对称的挡板54之外，冷却的合成气也冲击偏转板58以便在被引导通过出口路径之前从冷却的合成气中移除附加的所夹带的液体冷却剂含量。换言之，偏转板58为从骤冷室16供给的冷却的合成气中移除夹带的液体含量提供附加屏障。偏转板58还防止液体冷却剂32溅到骤冷室16的出口路径52。
参看图4，公开了骤冷室16的一部分。在示出的实施例中，挡板54骤冷室16中接近出口路径52布置。挡板54在引流管46的上边缘下方、但在液体冷却剂32的表面上方延伸一定距离。如上面所指出的那样，被引导通过环形通路50的冷却的合成气冲击挡板54的内壁。在本文中应注意的是在示出的实施例中，挡板54为不对称形状的挡板。在另一实施例中，挡板54可以是对称的挡板。在示出的实施例中，不对称挡板54包括指向液体冷却剂32的弯曲的端部60。在冷却的气流撞击挡板54的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板54的内表面上聚结。气流在冲击挡板54之后反向且然后沿着路径56移动进入出口路径52。挡板54的不对称的形状防止快速流动的气体通过从挡板的下边缘扫掠液滴而再次夹带液滴。
参看图5，公开了骤冷室62的一部分。在示出的实施例中，挡板63在骤冷室62中接近出口路径64布置。在示出的实施例中，挡板63为不对称的挡板。在另一实施例中，挡板63为对称的挡板。挡板63在引流管66的上边缘下方、但在液体冷却剂68的表面上方延伸一定距离。如上面所指出的那样，被引导通过形成于浸入管72与引流管66之间的环形通路70的冷却的合成气冲击挡板63的内壁。在示出的实施例中，挡板63包括指向液体冷却剂68的偏转的端部74。在冷却的气流撞击挡板63的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板63的内表面上聚结。
除了挡板63之外，偏转板76也布置在液体冷却剂68与出口路径64之间。本文中应注意的是偏转板76以预定的角度背离液体冷却剂68布置。在示出的实施例中，偏转板76为具有偏转的端部78的不对称或对称形状的偏转板。除了挡板63之外，冷却的合成气还冲击偏转板76以便从冷却的合成气中移除附加的夹带的液体冷却剂含量。偏转板76还防止液体冷却剂68溅到骤冷室62的出口路径64。冷却的合成气在冲击挡板63和偏转板76之后，然后通过在偏转的端部74、78之间的间隙80被引导至骤冷室62的出口路径64。
参看图6，公开了骤冷室82的一部分。在示出的实施例中，挡板84在骤冷室82中接近出口路径86布置。在示出的实施例中，挡板84为不对称的挡板。在另一实施例中，挡板84可为对称的挡板。冷却合成气被引导通过形成于浸入管90与引流管92之间的环形通路88且冲击挡板84的内壁。在示出的实施例中，挡板84包括指向包含在骤冷室82中的液体冷却剂96的偏转的端部94。挡板84还可包括至少一个角撑件98。在冷却的气流撞击挡板84的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板84的内表面上聚结。角撑件98便于排出在挡板84的表面上收集的液体冷却剂。
在示出的实施例中，多个偏转板100、102布置在液体冷却剂96与出口路径86之间。在本文中应注意的是偏转板100、102以预定的角度指向液体冷却剂96布置。冷却的合成气冲击挡板84和偏转板100、102以便从冷却的合成气中移除附加的夹带的液体冷却剂含量。偏转板100、102防止液体冷却剂96溅到骤冷室82的出口路径86。冷却的合成气冲击挡板84和偏转板100、102且然后通过在挡板84与偏转板100、102之间的间隙104被引导至骤冷室82的出口路径86。
参看图7，公开了骤冷室106的一部分。在示出的实施例中，挡板108在骤冷室106中接近出口路径110布置。在示出的实施例中，挡板108为不对称的挡板。在另一实施例中，挡板108为对称的挡板。冷却合成气被引导通过形成于浸入管114与引流管116之间的环形通路112且冲击挡板108的内壁。在示出的实施例中，挡板108包括指向包含在骤冷室106中的液体冷却剂120的台阶部118。在冷却的气流撞击挡板108的内表面时，夹带于气流中的液体含量将倾向于在挡板108的内表面上聚结。冷却的合成气在冲击挡板108之后然后通过路径122被改变方向至骤冷室106的出口路径110。
根据本文中所讨论的实施例，提供挡板、偏转板或其组合便于减小冷却的合成气流动速度，且也增加了在液体冷却剂与骤冷室的出口路径之间的气流路径距离。这导致气体和液体冷却剂混合物在骤冷室中增加的停留时间，导致所夹带的液体含量从冷却的合成气中增强的移除。
参看图8，公开了骤冷室124的一部分。在示出的实施例中，挡板126在骤冷室124中接近出口路径127布置。挡板126可为对称的或不对称的挡板。如在之前的实施例中所指出的那样，热流出物从燃烧室经由浸入管128被引导至骤冷室124。引流管130围绕浸入管128布置使得在浸入管128与引流管130之间形成环形通路132。冷却的合成气被引导通过在浸入管128与引流管130之间形成的环形通路132且冲击挡板126的内壁以便从冷却的合成气中移除附加的夹带的液体冷却剂含量。
在示出的实施例中，引流管130包括台阶部134。换言之，形成于浸入管128与引流管130之间的环形通路132具有不同的横截面积。环形通路132的横截面积从一端136向另一端138增加。这减少在端部136处的任何堵塞。
参看图9，公开了骤冷室140的一部分。在示出的实施例中，挡板142在骤冷室140中接近出口路径144布置。挡板142可为对称的或不对称的挡板。如在之前的实施例中所指出的那样，热流出物从燃烧室经由浸入管146被引导至骤冷室140。引流管148围绕浸入管146布置使得在浸入管146与引流管148之间形成环形通路150。冷却的合成气被引导通过在浸入管146与引流管148之间形成的环形通路150且冲击挡板142的内壁以便从冷却的合成气中移除附加的夹带的液体冷却剂含量。
在示出的实施例中，引流管148具有不同的横截面积。换言之，形成于浸入管146与引流管148之间的环形通路150具有不同的横截面积。环形通路150的横截面积从一端152向另一端154增加。
根据参看图8-9所讨论的实施例，具有不同横截面积的环形通路便于减小通过环形通路供给的合成气速度。此外，这也增加了在引流管148与骤冷容器内壁之间的横截面积。这导致所夹带的液体含量从冷却的合成气中增强的移除。
参看图10，公开了骤冷室156的一部分。在示出的实施例中，引流管158在骤冷室156中围绕浸入管160定位。冷却的合成气通过形成于浸入管160与引流管158之间的环形通路162朝向骤冷室156的出口路径164传递。挡板166在骤冷室156中接近出口路径164布置。在示出的实施例中，挡板166为不对称的挡板。在另一实施例中，挡板166为对称的挡板。挡板166在引流管158的上边缘下方、但在填充于骤冷室156中的液体冷却剂168的表面上方延伸一定距离。挡板166包括弯曲的端部170和多个角撑件172。可使挡板的内表面有粘性。
冷却的合成气被引导通过环形通路162且冲击挡板166的内壁。在示出的实施例中，旋转装置、例如涡旋发生器174布置在环形通路162中且构造成对经过环形通路162的冷却的合成气引起涡旋运动。在冷却的气流撞击挡板166的内表面时，所赋予的涡旋运动便于夹带于气流中的液体含量在挡板166的内表面上聚结。换言之，涡旋运动赋予更高的离心力且因此生成所夹带的液体的更大的液滴直径。挡板166的角撑件172便于排出由挡板166移除的液体含量。
参看图11，公开了骤冷室156的一部分。该实施例类似于图10中所示的实施例。此外，分隔板176布置在引流管158与挡板166之间。涡旋发生器174布置在环形通路162中且构造成对经过环形通路162的冷却的合成气引起涡旋运动。这导致在引流管158的内壁上形成所夹带的液体膜且所引起的液体膜使用分隔板176被向下引导。
参看图12，公开了骤冷室156的一部分。该实施例类似于图10中的实施例。挡板166包括具有倾斜部178的弯曲的端部170和多个孔180以给在弯曲的端部170上收集的所夹带的液体含量提供出口路径。通过孔180排出的所收集的液体含量被向下导引通过联接弯曲的端部170的导管182。水导管182的端部可部分地浸在骤冷室156中的液体冷却剂中。
参看图13，公开了骤冷室156的一部分。该实施例类似于图12中所示的实施例。挡板166包括接近出口路径164布置的多个角撑件172。一个或更多个角撑件172可布置在挡板166的内圆周上。角撑件172可与出口路径166周向对准且可具有沿着挡板166的内圆周的一部分延伸的弯曲部。根据一些实施例，角撑件172可近似沿着挡板166的内圆周的三分之一延伸。具体地，角撑件172可设计成接触增加的速度的合成气且将在挡板166上收集的所夹带的液体含量的流引导远离出口路径164。例如，角撑件172可阻碍液体含量的液滴变成夹带在被引向出口路径164的更高速度的合成气中。角撑件172还可促进所夹带的液体含量的聚结。
参看图14，公开了挡板166的一部分。如之前所讨论的那样，一个或更多个角撑件172可布置在挡板166的内圆周上。根据一些实施例，角撑件172可近似沿着挡板166的内圆周的三分之一延伸。在示出的实施例中，角撑件172可在骤冷室中向下成角度以引导所夹带的液体含量远离骤冷室的出口路径。
参看图15，公开了骤冷室184。在示出的实施例中，引流管186在骤冷室184中围绕浸入管188定位。冷却的合成气通过形成于浸入管188与引流管186之间的环形通路190被引导朝向骤冷室184的出口路径192。刻面的或圆形的挡板194在骤冷室184中接近出口路径192布置。在一个实施例中，挡板194为不对称的挡板。在另一实施例中，挡板194为对称的挡板。关闭挡板194的底部196使得在挡板底部196与引流管186之间的区域使用环形板来阻塞。挡板194具有相对于出口路径192布置的开口198使得合成气沿着弯曲的路径流动。
参看图16，示出了骤冷室184的顶视图。如之前所讨论的那样，挡板194在骤冷室184中接近出口路径192布置。挡板194具有相对于出口路径192布置的开口198使得合成气沿着弯曲的路径流动。
参看图17，公开了骤冷室200。在示出的实施例中，引流管202在骤冷室200中围绕浸入管204定位。冷却的合成气通过形成于浸入管204与引流管202之间的环形通路206被引导朝向骤冷室200的出口路径208。刻面的或圆形的挡板210接近出口路径208布置且在骤冷室200中围绕浸入管204和引流管202。合成气通过接触骤冷室200中的液体冷却剂212而冷却。
参看图18，公开了骤冷室201。在示出的实施例中，对称的挡板203接近出口路径205布置且在骤冷室201中围绕浸入管207和引流管209。
参看图19，公开了骤冷室200。该实施例与图17中所示的实施例相同。在示出的实施例中，引流管202在骤冷室200中围绕浸入管204定位。冷却的合成气通过形成于浸入管204与引流管202之间的环形通路206被引导朝向骤冷室200的出口路径208。挡板210接近出口路径208布置且在骤冷室200中围绕浸入管204和引流管202。在示出的实施例中，挡板210为刻面的挡板。示出的挡板210包括多个防溅板214、216、218、220、222、224、226。挡板210具有与出口路径208相对的开口227。在另一实施例中，板224和226也可被移除使得挡板210具有更大的开口，其将进一步减小合成气流动速度且便于从合成气中移除所夹带的液体含量。挡板210具有与出口路径208相对的较短的边缘。挡板靠近出口路径208的一侧朝向液体冷却剂212向下延伸以给合成气的流提供弯曲的路径。这迫使合成气流向挡板210在相对端的开口，这里存在非常大的面积，其将降低合成气流动速度且便于从合成气中移除所夹带的液体含量。在本文中应注意的是挡板210朝向出口路径208的相对端向上成角度以有助于压力释放。
参看图20，公开了刻面的挡板228。在示出的实施例中，刻面的挡板228包括人字纹型网格230而不是图19中所示的防溅板。人字纹网格230包括由螺栓234支撑的多个排流阱232。人字纹网格230允许合成气通过且从合成气中移除所夹带的液体含量。在替代的实施例中，图19中所示的挡板110的板214、216、218、220、222、224、226的一部分可由人字纹网格230部分地代替。
参看图21，示出了挡板210的防溅板214中的一个。在示出的实施例中，从防溅板214移除了多个竖直条带部以形成对应的切口部分236。高度和宽度略微大于切口部分236的金属块238然后放置成搭接每个切口部分236。金属块238利用布置在它们之间的间隔件240附连到防溅板214以允许气流通过板214的切口部分236的弯曲的路径。
参看图22，示出了防溅板224中的一个。在示出的实施例中，多个通道或角撑件242设置在防溅板224的内面上。角撑件242成角度以允许所夹带的液体冷却剂流下防溅板224至挡板的沟槽。
参看图23，公开了骤冷室244。在示出的实施例中，引流管246在骤冷室244中围绕浸入管248定位。冷却的合成气通过形成于浸入管248与引流管246之间的环形通路250被引导朝向骤冷室244的出口路径252。挡板254在骤冷室244中接近出口路径252布置。挡板254可为对称的挡板或不对称的挡板。此外，螺旋挡板256布置在环形通路250中且可设计成引起通过环形通路250的合成气的螺旋的或旋转的流动模式。旋转的流动可增加合成气在骤冷室244中的流动路径，而这可增加压降以减小流体流动波动。而且，挡板256可促进螺旋流，其可减少合成气内水和灰的夹带。此外，合成气在骤冷室244中的延长的流动路径可提高传热速率。通常，螺旋挡板256可在骤冷室244内为合成气的流形成弯曲的路径。
参看图24，公开了骤冷室258。在示出的实施例中，引流管260在骤冷室258中围绕浸入管262定位。冷却的合成气通过形成于浸入管262与引流管260之间的环形通路264被引导朝向骤冷室258的出口路径266。挡板268在骤冷室258中接近出口路径266布置。挡板268可为对称的挡板或不对称的挡板。在示出的实施例中，挡板268包括延伸部分270，其可成角度以转移所夹带的液体含量远离挡板268的唇部，由此减少在离开的合成气中液体含量的夹带。
参看图25，示出了挡板268。如之前所讨论的那样，挡板268在骤冷室中接近出口路径布置。在示出的实施例中，挡板268包括延伸部分270，其可沿着挡板268的内圆周272的近似三分之一延伸。而且，在一些实施例中，延伸部分270可包括沟槽部以转移所夹带的液体含量远离延伸部分270的下唇部。
参看图26和图27，相应公开了根据本发明的方面的气化骤冷室挡板的剖视侧视图和顶视图。气化骤冷室挡板或挡板310包括具有大致竖直的纵向轴线的环318。环318具有从环318向下延伸的多个延伸部316。延伸到多个延伸部316的是多个角撑件或角撑板314。如图26所示，多个角撑件314具有倾斜的构造以帮助将水引向多个延伸部316和骤冷室300中的液体冷却剂(图28)。在挡板310的上端处或附近可以是结构的或附连元件302，其构造成帮助挡板310附连到骤冷室300。
参看图28，公开了骤冷室300的一部分。该实施例在一些方面类似于图12中示出的实施例。挡板310包括多个角撑件314和多个延伸部315中的至少一个，其构造成为在挡板310的侧表面312上收集的所夹带的液体含量提供出口路径。所收集的液体含量沿着角撑件314被向下引向延伸部316。延伸部316和/或角撑件314的端部可部分地浸没在骤冷室300中的液体冷却剂168中。应注意的是尽管挡板310的外围(例如，环318和角撑件314)描绘为竖直的，但其它构造在本发明的方面也是可能的。例如，挡板310的外侧可略微向内朝向其下端偏斜使得环318和角撑件的轴线例如可与竖直成5度。在不偏离本发明的方面的情况下，其它角度也是可能的。这种成角度还可帮助利用挡板310有效地聚集湿气以便将它引导至骤冷室槽。
参看图29和图31，相应公开了根据本发明的另一实施例的方面的气化骤冷室挡板的剖视侧视图和顶视图。气化骤冷室挡板或挡板350包括具有大致竖直的纵向轴线的环360。环360具有通向多个管道354的多个角撑件356。如图29所示，多个角撑件356具有倾斜的构造以帮助将水引向多个管道354和骤冷室300中的液体冷却剂(图32)。在挡板350的上端处或附近可以是结构的或附连元件352，其构造成帮助挡板350附连到骤冷室300。如在图31中具体所示，附加的板或引导件357可邻近管道354的上端358定位。板或引导件357位于管354内侧。以该方式，所聚集的湿气更加有效地被引向管道354。通过利用角撑件354和/或引导件357将湿气有效地引向管道354和槽(下方)，减轻了并且/或者一并避免了合成气再次夹带湿气。
参看图30A和图30B，示出了在管道354与挡板350的引导角撑件356(参看图29)之间的接合部位的两种构造的特写视图。角撑件356可构造成使得它们直接朝向管道354的上端358倾斜(参看例如图30A)。在另一实施例中，角撑件356可构造成，其中它们朝向管道354的上端358倾斜，但上端358高于倾斜的角撑件356的底端延伸(参看例如图30B)。在任何情况下，角撑件356构造且倾斜成使得所聚集的液体被引向管道354和骤冷室300内的液体冷却剂168。
参看图32，公开了骤冷室300的一部分。该实施例在一些方面类似于图12中所示的实施例。挡板350包括多个角撑件356和多个管道354中的至少一个，其构造成为在挡板350的侧表面312上收集的所夹带的液体含量提供出口路径。所收集的液体含量沿着角撑件356被向下引向管道354。管道354的下端可部分地浸没在骤冷室300中的液体冷却剂168中。应注意的是尽管挡板350的外围构造(例如，环360、角撑件356、管道354)描绘为竖直的，但其它构造在本发明的方面也是可能的。例如，挡板350的外侧可略微向内朝向其下端偏斜使得环360和角撑件356的轴线例如可与竖直成5度。在不偏离本发明的方面的情况下，其它角度也是可能的。这种成角度还可帮助利用挡板350有效地聚集湿气以便将它引导至骤冷室槽。
可单独地或彼此组合地采用在图1-32中所描绘的夹带减轻机构。而且，如应理解的，夹带减轻机构的相对大小、形状和几何形状可变化。夹带减轻机构可在初始制造期间采用于骤冷室中，或者夹带减轻机构可改型到现有的骤冷单元中。另外，夹带减轻机构可基于操作参数(诸如含碳燃料的类型、系统效率、系统负荷或环境条件等)进行调整以实现所希望的流动阻尼量。
该文字描述使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且也使本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。
尽管本文中仅示出和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将会想到许多改变和变化。因此应理解的是所附的权利要求意图覆盖属于本发明的真正精神的所有这样的改变和变化。

Claims (10)

1.一种气化骤冷室装置(310，350)，包括：
环(318，360)，其具有大致竖直的纵向轴线；
多个管道(354)，其附连到所述环(318，360)，，每个管道具有上端(358)和下端，其中所述多个下端向下朝向所述气化骤冷室(300)中的槽延伸；和
多个角撑件(314，356)，其构造成将水引向所述多个管道(354)的上端(358)。
2.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)延伸超过所述环(318，360)的底缘。
3.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)围绕所述环(318，360)的圆周均匀地间隔开。
4.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)具有大致竖直的轴向轴线。
5.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述环(318，360)为多角形的。
6.根据权利要求4所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)中的每一个附连在所述多角形的环(318，360)的角处。
7.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述环(318，360)为圆形的。
8.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)中的每一个的横截面为圆形的。
9.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述多个管道(354)的上端(358)毗连所述多个角撑件(314，356)的底部。
10.根据权利要求1所述的气化骤冷室装置(310，350)，其特征在于，所述环(318，360)、所述多个管道(354)和所述多个角撑件(314，356)中的至少一个在所述装置的下部向内成角度。
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