專利名稱：用于氣化器的冷卻室組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及氣化器，且更具體而言涉及用于氣化器的冷卻室組件。
背景技術(shù)：
在其中燃燒顆粒式含碳燃料(例如煤或焦炭)或含碳?xì)怏w的普通的煤氣化過程 中，在燃燒室中以比較熱的溫度和高壓執(zhí)行該過程。當(dāng)噴射的燃料在燃燒室中燃燒或部分 地燃燒時(shí)，流出物通過該燃燒室的下端處的端口排到設(shè)置在該燃燒室的下游的冷卻室。該 冷卻室包含液體冷卻劑，例如水。來自燃燒室的流出物與冷卻室中的液體冷卻劑接觸，以便 降低流出物的溫度。在某些應(yīng)用中，冷卻室可用作用于合成氣的激冷室。在某些其它應(yīng)用 中，冷卻室可用作用于從所產(chǎn)生的合成氣中移除夾帶的固體的凈氣器。在某些應(yīng)用中，氣化 器可設(shè)有激冷系統(tǒng)和凈氣器兩者。當(dāng)燃料是諸如煤或焦碳的固體時(shí)，氣化器布置允許灰燼形式的流出物的固體部分 被保留在冷卻室的液體池中，且隨后作為爐渣漿料被排出。流出物的氣態(tài)成分從冷卻室中 排出，以便于進(jìn)行進(jìn)一步的處理。但是，該氣態(tài)成分在穿過冷卻室時(shí)將隨著其而攜帶大量的 液體冷卻劑。并不認(rèn)為夾帶在離開氣體中的最小量的液體對整體過程來說是不適合的。但 是，發(fā)現(xiàn)從冷卻室?guī)ё咔疫M(jìn)入下游裝備中的過量的液體會引起操作問題。存在對構(gòu)造成以便基本從在氣化器中產(chǎn)生的流出氣體中移除夾帶的液體內(nèi)含物 的、用于激冷應(yīng)用和凈氣器應(yīng)用兩者的改進(jìn)的冷卻室組件的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，一種氣化器包括燃燒室，可燃燃料在該燃燒室 中燃燒，以產(chǎn)生合成氣和顆粒式固體殘余物。具有液體冷卻劑的冷卻室設(shè)置在燃燒室的下 游。浸漬管設(shè)置成將燃燒室聯(lián)接到冷卻室上。通過浸漬管將合成氣從燃燒室引導(dǎo)到冷卻室， 以接觸液體冷卻劑，且產(chǎn)生經(jīng)冷卻的合成氣。不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器設(shè)置成鄰近冷卻 室的出口路徑，且構(gòu)造成以便從通過環(huán)形通道引導(dǎo)到出口路徑的經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾 帶的液體內(nèi)含物。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，帶翅片的不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器設(shè)置成 鄰近冷卻室的出口路徑，且構(gòu)造成以便從通過環(huán)形通道引導(dǎo)到出口路徑的經(jīng)冷卻的合成氣 中移除夾帶的液體內(nèi)含物。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，不對稱或?qū)ΨQ的多面(faceted)的或圓形的 液體分離器設(shè)置成鄰近冷卻室的出口路徑，且構(gòu)造成以便從通過環(huán)形通道引導(dǎo)到出口路徑 的經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將得到 更好的理解，在附圖中，同樣的符號在所有圖中表示同樣的部件，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有帶有液體分離器的一個(gè)示例性冷 卻室的氣化器的圖解表示；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的液體分離器的圖解表示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有液體分離器的冷卻室的一部分的 圖解表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有液體分離器的冷卻室的一部分的 圖解表示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有液體分離器的冷卻室的一部分的 圖解表示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有液體分離器的冷卻室的一部分的 圖解表示；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的翅片布置的圖解表示；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的翅片布置的圖解表示；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的翅片布置的圖解表示；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有帶有單排翅片布置的液體分離 器的冷卻室的一部分的圖解表示；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有帶有多排翅片布置的液體分離 器的冷卻室的一部分的圖解表示；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有帶有沿著一排的傾斜的翅片布 置的液體分離器的冷卻室的一部分的圖解表示；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有交錯(cuò)的翅片布置的液體分離器 的圖解表示；圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、具有液體分離器的凈氣器的圖解表 示；圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的多面的或圓形的液體分離器的圖解表 示；圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的多面的液體分離器的圖解表示；以及圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的圓形的液體分離器的圖解表示。部件列表10氣化器12 外殼14燃燒室16冷卻室18耐火壁20燃燒器22 路徑24燃料源26 路徑28燃燒支持性氣體源
根據(jù)本文所論述的實(shí)施例，提供防濺板105和折流板元件106有利于降低經(jīng)冷卻 的合成氣流速，且還有利于增大冷卻室的液體冷卻劑和出口路徑之間的氣體流徑距離。這 導(dǎo)致氣體和液體冷卻劑混合物在冷卻室中的駐留時(shí)間增加，從而導(dǎo)致從經(jīng)冷卻的合成氣中 增強(qiáng)地移除夾帶的液體內(nèi)含物。離開分離器102的合成氣中的夾帶的液體內(nèi)含物的量得以 降低，因?yàn)楹铣蓺饬鞯膹较蛄魉傩∮谳S向速度。大體上，防濺板105和折流板元件106可在 冷卻室內(nèi)為合成氣流建立曲折的路徑。分離器還防止液體內(nèi)含物在合成氣中重新夾帶。參照圖17，公開了圓形的液體分離器112。在所示實(shí)施例中，分離器112是不對稱 的液體分離器。所示液體分離器112包括多個(gè)V形折流板元件114。折流板元件114布置 成會聚的型式，使得槽道116形成于折流板元件114之間。此處應(yīng)當(dāng)注意，沒有在圓形的液 體分離器112中均勻地提供折流板元件114。折流板元件114在分離器112中沿著徑向方 向限制流動面積。管道118聯(lián)接到各個(gè)槽道116上?？蓡为?dú)采用或彼此結(jié)合起來采用圖1-17中所描繪的夾帶減輕機(jī)構(gòu)。另外，如可理 解的那樣，可改變夾帶減輕機(jī)構(gòu)的相對大小、形狀和幾何結(jié)構(gòu)。雖然某些實(shí)施例針對液體分 離器采用了對稱的幾何結(jié)構(gòu)，但是此處應(yīng)當(dāng)注意，也可在某些應(yīng)用中采用不對稱的構(gòu)造。例 如，通過從給定的布置中移除一個(gè)或多個(gè)翅片，可實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約，同時(shí)仍然保持液體分離器 的功能性?？稍诔跏贾圃炱陂g在冷卻室中采用夾帶減輕機(jī)構(gòu)，或者可將夾帶減輕機(jī)構(gòu)改型 到現(xiàn)有的冷卻單元和/或凈氣器中。另外，可基于操作參數(shù)(除了其它之外，例如含碳燃料 的類型、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)負(fù)載或環(huán)境狀況)來調(diào)節(jié)夾帶減輕機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的系統(tǒng)可操作 性和控制。本書面描述使用實(shí)例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員 能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可 授予專利的范圍由權(quán)利要求書限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這種 其它實(shí)例具有不異于權(quán)利要求書的字面語言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果這種其它實(shí)例包括與權(quán) 利要求書的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這種其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求書 的范圍之內(nèi)。雖然已經(jīng)在本文中示意和描述了本發(fā)明的僅某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想 到許多修改和變化。因此，要理解的是所附的權(quán)利要求書意在覆蓋落在本發(fā)明的真實(shí)精神 內(nèi)的所有這種修改和變化。
權(quán)利要求
一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，可燃物質(zhì)在該燃燒室(14)中燃燒以產(chǎn)生合成氣；冷卻室(16)，該冷卻室(16)具有液體冷卻劑(32)、設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游；浸漬管(38)，該浸漬管(38)將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述冷卻室(16)上，且構(gòu)造成以便將合成氣從所述燃燒室(14)引導(dǎo)到所述冷卻室(16)，以接觸所述液體冷卻劑(32)且產(chǎn)生經(jīng)冷卻的合成氣；引流管(46)，該引流管(46)設(shè)置成包圍所述浸漬管(38)，且在該引流管(46)與浸漬管(38)之間限定了環(huán)形通道(50)；不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器(54)，該分離器(54)設(shè)置成鄰近所述冷卻室(16)的出口路徑(52)，且構(gòu)造成以便從通過所述環(huán)形通道(50)引導(dǎo)到所述出口路徑(52)的所述經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述冷卻室(16)包括用于氣化器 (10)的激冷室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述冷卻室(16)包括凈氣器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器 (54)包括聯(lián)接到所述浸漬管(38)上且構(gòu)造成以便使來自所述環(huán)形通道(50)的所述經(jīng)冷卻 的合成氣流改變方向的偏轉(zhuǎn)器(56)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化器(10)，其特征在于，所述不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器 (54)包括提供給所述偏轉(zhuǎn)器(56)且構(gòu)造成以便從通過所述環(huán)形通道(50)引導(dǎo)到所述出口 路徑(52)的所述經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物的多個(gè)翅片(58)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器 (54)包括錐形的多面分離器或圓形的分離器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣化器(10)，其特征在于，所述不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器 (54)包括提供給所述錐形的多面分離器或圓形的分離器且構(gòu)造成以便從通過所述環(huán)形通 道(50)引導(dǎo)到所述出口路徑(52)的所述經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物的多個(gè) 折流板元件(106，114)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣化器(10)，其特征在于，所述不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器 (54)在相互鄰近的折流板元件(106，114)之間包括槽道(108)；其中，所述槽道(108)構(gòu)造 成以便排出移除的夾帶的液體。
9.一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，可燃物質(zhì)在該燃燒室(14)中燃燒以產(chǎn)生合成氣； 冷卻室(16)，該冷卻室(16)具有液體冷卻劑、設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游； 浸漬管(38)，該浸漬管(38)將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述冷卻室(16)上，且構(gòu)造成 以便將合成氣從所述燃燒室(14)引導(dǎo)到所述冷卻室(16)，以接觸所述液體冷卻劑且產(chǎn)生 經(jīng)冷卻的合成氣；引流管(46)，該引流管(46)設(shè)置成包圍所述浸漬管(38)，且在該引流管(46)與浸漬 管(38)之間限定了環(huán)形通道(50)；帶翅片的不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器(54)，該分離器(54)設(shè)置成鄰近所述冷卻室 (16)的出口路徑(52)，且構(gòu)造成以便從通過所述環(huán)形通道(50)引導(dǎo)到所述出口路徑(52)液體內(nèi)含物。
10. 一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，可燃物質(zhì)在該燃燒室(14)中燃燒以產(chǎn)生合成氣； 冷卻室(16)，該冷卻室(16)具有液體冷卻劑、設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游； 浸漬管(38)，該浸漬管(38)將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述冷卻室(16)上，且構(gòu)造成 以便將合成氣從所述燃燒室(14)引導(dǎo)到所述冷卻室(16)，以接觸所述液體冷卻劑且產(chǎn)生 經(jīng)冷卻的合成氣；引流管(46)，該引流管(46)設(shè)置成包圍所述浸漬管(38)且在該引流管(46)和浸漬管 (38)之間限定了環(huán)形通道(50)；不對稱或?qū)ΨQ的多面的或圓形的液體分離器(54)，該分離器(54)設(shè)置成鄰近所述冷 卻室(16)的出口路徑(52)，且構(gòu)造成以便從通過所述環(huán)形通道(50)引導(dǎo)到所述出口路徑 (52)的所述經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于氣化器的冷卻室組件。一種氣化器(10)包括燃燒室(14)，可燃物質(zhì)在該燃燒室(14)中燃燒以產(chǎn)生合成氣和顆粒式固體殘余物。具有液體冷卻劑(32)的冷卻室(16)設(shè)置在燃燒室(14)的下游。浸漬管(38)設(shè)置成將燃燒室(14)聯(lián)接到冷卻室(16)上。通過浸漬管(38)將合成氣從燃燒室(14)引導(dǎo)到冷卻室(16)，以接觸液體冷卻劑(32)，且產(chǎn)生經(jīng)冷卻的合成氣。不對稱或?qū)ΨQ的液體分離器(54)設(shè)置成鄰近冷卻室(16)的出口路徑(52)，且構(gòu)造成以便從通過環(huán)形通道(50)引導(dǎo)到出口路徑(52)的經(jīng)冷卻的合成氣中移除夾帶的液體內(nèi)含物。
文檔編號C10J3/84GK101935553SQ201010226950
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者C·迪努, D·M·里科, J·B·科里, J·M·斯托里, R·L·趙 申請人:通用電氣公司