專利名稱：用于氣化器的激冷室組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及氣化器，且更特別地涉及用于氣化器的激冷室組件。
背景技術(shù)：
在正常的煤炭氣化過程中，其中燃燒顆粒狀含碳燃料，如煤炭或焦炭或含碳氣體， 該過程在相對熱的溫度和高的壓力下在燃燒室中實現(xiàn)。當噴射的燃料在燃燒室中燃燒或部 分燃燒時，通過位于燃燒室下端的端口將排放物排放至設(shè)置在燃燒室下游的激冷室。激冷 室包含諸如水的液體冷卻劑。來自燃燒室的排放物與激冷室中的液體冷卻劑接觸，以便降 低該排放物的溫度。當燃料為諸如煤炭或焦炭的固體時，氣化器裝置允許呈氣體形態(tài)的排放物的固體 部分保持在激冷室的液體池中，并隨后作為渣漿(slag slurry)排出。排放物的氣態(tài)成分 從激冷室排出以進一步處理。然而，氣態(tài)成分在穿過激冷室時將與其一起攜帶相當大量的 液體冷卻劑。在離開氣體中夾帶的最小量的液體對于整個過程并不被認為是令人討厭的。 但是，發(fā)現(xiàn)從激冷室攜帶并進入下游設(shè)備的過量的液體會造成操作性問題。在常規(guī)的系統(tǒng)中，在激冷室的氣體離開通道中放置擋板。因此，當攜帶液體的氣體 接觸擋板表面時，一定數(shù)量的液體將匯合在擋板表面上。然而，快速流動的氣體將通過把小 滴從擋板的下邊緣掃走而再次夾帶液體小滴。存在對于改善的激冷室組件的需求，該激冷室組件構(gòu)造成冷卻來自燃燒室的排放 物氣體，并且還實質(zhì)性地從氣化器中的排放物去除夾帶的液體容納物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，氣化器包括燃燒室，燃燒性燃料在燃燒室中燃 燒以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物。具有液體冷卻劑的激冷室設(shè)置在燃燒室的下游。浸 漬管(dip tube)設(shè)置成將燃燒室聯(lián)接到激冷室上。合成氣從燃燒室經(jīng)由浸漬管引向激冷 室以接觸液體冷卻劑并產(chǎn)生冷卻的合成氣。非對稱或?qū)ΨQ的擋板設(shè)置成靠近激冷室的出口 路徑。冷卻的合成氣被引導通過浸漬管和激冷室之間，并沖擊在非對稱或?qū)ΨQ的擋板上，以 便在冷卻的合成氣被弓I導通過出口通道前從該冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，氣化器包括設(shè)置在液體冷卻劑和激冷室的出 口路徑之間的偏轉(zhuǎn)板。冷卻后的合成氣被引導通過環(huán)形通道并沖擊在非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和偏轉(zhuǎn)板上，以便在冷卻的合成氣被引導通過出口路徑前從該冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物，并防止液體容納物潑濺到出口路徑上。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，氣化器包括形成在吸出管和浸漬管之間的具 有不同的橫截面面積的環(huán)形通道。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，激冷室包括其中只存在浸漬管且環(huán)形通道形 成在浸漬管和激冷室壁之間的布置。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，氣化器包括渦旋發(fā)生器，該渦旋發(fā)生器設(shè)置 在環(huán)形通道中，并構(gòu)造成對被弓I導通過該環(huán)形通道的冷卻的合成氣弓I起渦旋運動。


當參考附圖閱讀以下具體實施方式
時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點 將變得更好理解，其中貫穿附圖，相似的標號代表相似的部件，其中圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的示例性激冷室的氣化器的概略性 圖示；圖2是具有根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的僅帶有浸漬管的一個示例性激冷 室的氣化器的概略性圖示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和偏轉(zhuǎn)板的激冷室的一部分的概略性圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有帶彎曲端以形成檐槽的非對稱或?qū)?稱的擋板的激冷室的一部分的概略性圖示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和偏轉(zhuǎn)板的激冷室的一部分的概略性圖示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和多個偏轉(zhuǎn)板的激冷室的一部分的概略性圖示；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 的激冷室的一部分的概略性圖示；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和具有不同橫截面面積的環(huán)形通道的激冷室的一部分的概略性圖示；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有設(shè)置在其中的非對稱或?qū)ΨQ的擋板 和具有不同橫截面面積的環(huán)形通道的激冷室的一部分的概略性圖示；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱或?qū)ΨQ的擋板和設(shè)置在環(huán)形 通道中的渦旋發(fā)生器的激冷室的一部分的概略性圖示；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有帶彎曲端的非對稱或?qū)ΨQ的擋板、 設(shè)置在環(huán)形通道中的渦旋發(fā)生器以及分隔板的激冷室的一部分的概略性圖示；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱或?qū)ΨQ的擋板的激冷室的一 部分的概略性圖示，擋板帶有彎曲端以形成檐槽，并帶有聯(lián)接到液體導管上的一個或多個 開口 ；圖13是根據(jù)圖12中圖示的實施例的激冷室的頂視圖；圖14是圖13中圖示的擋板的剖切透視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱或?qū)ΨQ的擋板的激冷室的一部分的概略性圖示，擋板帶有封閉的底部和設(shè)置在氣體出口路徑對面的開口 ；圖16是圖15中圖示的激冷室的一部分的頂視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱的有小面的或圓形擋板的激 冷室的一部分的概略性圖示，擋板帶有設(shè)置在氣體出口路徑對面的開口，并帶有延伸的邊 緣以提供扭折的路徑；圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有對稱的有小面的或圓形擋板的激冷 室的一部分的概略性圖示；圖19是圖18中圖示的激冷室的一部分的頂視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱或?qū)ΨQ的有小面的或圓形擋 板的激冷室的一部分的概略性圖示，擋板具有網(wǎng)狀構(gòu)造以捕獲夾帶的液體；圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例具有非對稱或?qū)ΨQ的有小面的或圓形擋 板的激冷室的一部分的概略性圖示，擋板帶有多個切出部分，金屬片或板設(shè)置成與切出部 分交搭且間隔件設(shè)置在兩者之間以給合成氣流提供扭折的路徑；圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例設(shè)置成引導夾帶的液體容納物的非對稱 或?qū)ΨQ的有小面的或圓形擋板螺旋形“角板”的概略性圖示；圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例在浸漬管和吸出管之間的環(huán)形通道中采 用螺旋狀擋板的激冷室的概略性圖示；圖24是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例采用在出口附近具有延伸部分的非對稱 或?qū)ΨQ的擋板的激冷室的概略性圖示；以及圖25是圖24中圖示的擋板的剖切透視圖。
部件列表
10氣化器
12外殼
14燃燒室
16激冷室
18耐火墻
20燃燒裝置
22路徑
24燃料源
26路徑
28燃燒支持氣體源
30增壓源
32液體冷卻劑池
34排放口
36收縮部分
38浸漬管
40通路
42激冷環(huán)
44下端46吸出管
48伸長的圓柱形主體 50環(huán)形通道 52出口路徑
54非對稱或?qū)ΨQ形狀的擋板
56路徑
58偏轉(zhuǎn)板
60彎曲的末端部分
62激冷室
63非對稱或?qū)ΨQ的擋板
64出口路徑
66吸出管
68液體冷卻劑
70環(huán)形通道
72浸漬管
74偏轉(zhuǎn)的末端部分
76偏轉(zhuǎn)板
78偏轉(zhuǎn)的末端部分
80間隙
82激冷室
84非對稱或?qū)ΨQ的擋板
86出口路徑
88環(huán)形通道
90浸漬管
92吸出管
94偏轉(zhuǎn)的末端部分
96液體冷卻劑
98角板
100偏轉(zhuǎn)板
102偏轉(zhuǎn)板
104間隙
106激冷室
108非對稱或?qū)ΨQ的擋板
110出口路徑
112環(huán)形通道
114浸漬管
116吸出管
118階梯狀部分
120液體冷卻劑0097]122路徑0098]124激冷室0099]126非對稱或?qū)ΨQ的擋板0100]127出口路徑0101]128浸漬管0102]130吸出管0103]132環(huán)形通道0104]134階梯狀部分0105]136一端0106]138另一端0107]140激冷室0108]142非對稱或?qū)ΨQ的擋板0109]144出口路徑0110]146浸漬管0111]148吸出管0112]150環(huán)形通道0113]152一端0114]154另一端0115]156激冷室0116]158吸出管0117]160浸漬管0118]162環(huán)形通道0119]164出口路徑0120]166非對稱或?qū)ΨQ形狀的擋板0121]168液體冷卻劑0122]170彎曲的末端部分0123]172角板0124]174渦旋發(fā)生器0125]176分離板0126]178斜坡部分0127]180孔0128]182水引導管0129]184激冷室0130]186吸出管0131]188浸漬管0132]190環(huán)形通道0133]192出口路徑0134]194有小面的或圓形的擋板0135]196底部
198 開口
200激冷室
201激冷室
202吸出管
203對稱擋板
204浸漬管
205出口路徑
206環(huán)形通道
207浸漬管
208出口路徑
209吸出管
210擋板
212液體冷卻劑
214擋水板
216擋水板
218擋水板
220擋水板
222擋水板
224擋水板
226擋水板
227 開口
228有小面的擋板
230V形網(wǎng)
232排水帶
234螺栓
236切口部
238金屬片
240間隔件
242通道或角板
244激冷室
246吸出管
248浸漬管
250環(huán)形通道
252出口路徑
254擋板
256螺旋形擋板
258激冷室
260吸出管
262浸漬管
264環(huán)形通道266 出 口路徑268 擋板270延伸部272內(nèi)圓周
具體實施例方式根據(jù)本文公開的示例性實施例，公開了具有激冷室組件的氣化器，該激冷室組件 構(gòu)造成降低燃燒室下游的合成氣的溫度。該氣化器包括包含設(shè)置在燃燒室下游的液體冷卻 劑的激冷室。由燃燒室產(chǎn)生的合成氣經(jīng)由浸漬管被引向激冷室以接觸液體冷卻劑并產(chǎn)生冷 卻的合成氣。擋板靠近激冷室的出口路徑設(shè)置。擋板可為對稱或非對稱形狀的擋板。吸出 管環(huán)繞浸漬管設(shè)置，使得在吸出管和浸漬管之間形成環(huán)形通道。冷卻的合成氣被引導通過 該環(huán)形通道，并沖擊在擋板上，以便在冷卻的合成氣被引導通過出口通道前從該冷卻的合 成氣去除夾帶的液體容納物。在一些實施例中，偏轉(zhuǎn)板設(shè)置在液體冷卻劑和激冷室的出口 路徑之間，并構(gòu)造成從冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物，以防止液體容納物潑濺在出 口路徑上。在又另一個實施例中，渦旋發(fā)生器設(shè)置在浸漬管和吸出管之間的環(huán)形通道中，并 構(gòu)造成對被引導穿過該環(huán)形通道的冷卻的合成氣引起渦旋運動。在一些實施例中，擋板是 非對稱的或?qū)ΨQ的，或者開口或者成角度，以將夾帶的液體容納物從冷卻的合成氣去除。在 其它實施例中，擋板本身可具有通道或切口以及覆蓋物(overlay)，以去除夾帶的液體并防 止液體容納物潑濺到出口路徑上。在其它實施例中僅存在浸漬管，且在浸漬管和激冷室壁 之間形成環(huán)形部分。提供非對稱或?qū)ΨQ形狀的擋板、偏轉(zhuǎn)板、渦旋發(fā)生器或它們的組合實質(zhì) 上減少了通過出口路徑引向下游構(gòu)件的合成氣中的液體容納物的夾帶。以下參考圖1-25 更詳細地討論了具體實施例。參考圖1，公開了示例性的氣化器10。該氣化器10包括外殼12，該外殼12在上端 容納燃燒室14，并在下端容納激冷室16。燃燒室14設(shè)有能夠承受正常運行溫度的耐火墻 18。燃燒裝置20經(jīng)由路徑22聯(lián)接到燃料源24上。包括粉末狀含碳燃料如煤炭、焦炭等的 燃料流經(jīng)由可移動地設(shè)置在燃燒室14的上壁上的燃燒裝置20送入燃燒室14。燃燒裝置 20還經(jīng)由路徑26聯(lián)接到構(gòu)造成供應(yīng)諸如氧氣或空氣的氣體的燃燒支持氣體源28上。可燃燒燃料在燃燒室14中燃燒以產(chǎn)生包括合成氣以及顆粒狀固體殘留物的排放 物。熱的排放物被從燃燒室14供向設(shè)置在外殼12的下端處的激冷室16。激冷室16聯(lián)接 到增壓源30上，且構(gòu)造成向激冷室16供應(yīng)一池液體冷卻劑32，優(yōu)選為水。激冷室16中液 體冷卻劑的水平維持在期望的高度，以確保取決于從燃燒室14供入激冷室16的排放物的 條件的有效運行。氣化器外殼12的下端設(shè)有排放口 34，水和細顆粒通過其以漿體的形式從 激冷室16去除。在圖示的實施例中，燃燒室14的收縮部分36經(jīng)由浸漬管38聯(lián)接到激冷室16上。 熱的排放物從燃燒室14經(jīng)由浸漬管38的通路40供至激冷室16中的液體冷卻劑32。激冷 環(huán)42靠近浸漬管38設(shè)置，并且聯(lián)接到增壓源30上，以便使浸漬管內(nèi)壁維持潤濕狀態(tài)，從而 最佳地容納向下的排放物流。浸漬管38的下端44可為鋸齒狀，并定位在液體冷卻劑32的 表面下方，以有效地實現(xiàn)對排放物的冷卻。
10
吸出管46定位在激冷室16中。吸出管46包括固定地支承在氣化器外殼12中的 伸長的圓柱形主體48。吸出管46的下部浸沒在液體冷卻劑32中。圓柱形主體48鄰近激 冷環(huán)42而終止，但在其上端處與激冷環(huán)42隔開。圓柱形主體48還與浸漬管38隔開，以限 定環(huán)形通道50。合成氣與液體冷卻劑32接觸以產(chǎn)生冷卻的合成氣。冷卻的合成氣然后通 過環(huán)形通道50流向激冷室16的出口路徑52。如以上討論的，排放物的氣態(tài)成分經(jīng)由出口路徑52從激冷室16被排放以進一步 處理。然而常規(guī)地已知氣態(tài)成分在穿過激冷室時將與其一起攜帶相當大量的液體冷卻劑。 發(fā)現(xiàn)從激冷室攜帶并進入下游設(shè)備的過量的液體會造成操作性問題。在圖示的示例性實施 例中，非對稱或?qū)ΨQ形狀的擋板54靠近激冷室16中的出口路徑52設(shè)置。擋板54在吸出 管46的下邊緣下方、但是在液體冷卻劑32的表面上方延伸一段距離。被引導通過環(huán)形通 道50的冷卻的合成氣沖擊在擋板54的內(nèi)壁上。在激冷的正常過程中，冷卻的氣體流將與 其一起輸送一定數(shù)量的液體冷卻劑。然而，當冷卻的氣體流沖擊在擋板54的內(nèi)表面上時， 氣體流中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋板54的內(nèi)表面上。氣體流在沖擊擋板54后 逆轉(zhuǎn)方向，并隨后沿路徑56移動進入出口路徑52。在此處應(yīng)該指出圖示的氣化器是一個示 例性實施例，且還設(shè)想了氣化器的其它構(gòu)造。例如，在一些實施例中，示例性激冷室16可設(shè) 置在放射狀合成氣冷卻器下方，該放射狀合成氣冷卻器構(gòu)造成在合成氣進入激冷室之前部 分地降低合成氣溫度。以下參考隨后的圖形更詳細地討論了激冷室16的細節(jié)。參考圖2，公開了示例性的氣化器10。該氣化器10類似于圖1中圖示的實施例。 如以上討論的，熱的排放物從燃燒室14經(jīng)由浸漬管38的通路40供至激冷室16中的液體 冷卻劑32。浸漬管38的下端44可為鋸齒狀，并定位在液體冷卻劑32的表面下方，以有效 地實現(xiàn)對排放物的冷卻。在此處應(yīng)該指出的是在圖示的實施例中沒有吸出管。合成氣與液 體冷卻劑32接觸以產(chǎn)生冷卻的合成氣。冷卻的合成氣沖擊在擋板54的內(nèi)壁上。當冷卻的 氣體流沖擊在擋板54的內(nèi)表面上時，氣體流中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋板54 的內(nèi)表面上。冷卻的合成氣然后通向激冷室16的出口路徑52。參考圖3，公開了激冷室16的一部分。如以上討論的，吸出管46環(huán)繞激冷室16中 的浸漬管38定位。合成氣與液體冷卻劑32接觸以產(chǎn)生冷卻的合成氣。冷卻的合成氣然后 通過浸漬管38和吸出管46之間的環(huán)形通道50流向激冷室16的出口路徑52。除了非對稱 或?qū)ΨQ形狀的擋板54，在液體冷卻劑32和出口路徑52之間還設(shè)置了偏轉(zhuǎn)板58。在此處應(yīng) 該指出的是偏轉(zhuǎn)板58可相對于液體冷卻劑32以預(yù)定的角度設(shè)置。同樣如之前討論的，被引導通過環(huán)形通道50的冷卻的合成氣沖擊在擋板54的內(nèi) 壁上。當冷卻的氣體流沖擊在擋板54的內(nèi)表面上時，氣體流中夾帶的液體容納物將傾向于 匯合在擋板54的內(nèi)表面上。在圖示的實施例中，除了非對稱或?qū)ΨQ的擋板54外，冷卻的合 成氣還沖擊在偏轉(zhuǎn)板58上，以便在冷卻的合成氣被引導通過出口路徑前從冷卻的合成氣 中去除更多的夾帶的液體冷卻劑容納物。換句話說，偏轉(zhuǎn)板58為從由激冷室16供給的冷 卻的合成氣中去除夾帶的液體容納物提供了額外的屏障。同樣，偏轉(zhuǎn)板58防止液體冷卻劑 32潑濺到激冷室16的出口路徑52上。參考圖4，公開了激冷室16的一部分。在圖示的實施例中，擋板54靠近激冷室16 中的出口路徑52設(shè)置。擋板54在吸出管46的下邊緣下方、但是在液體冷卻劑32的表面 上方延伸一段距離。如以上指出的，被引導通過環(huán)形通道50的冷卻的合成氣沖擊在擋板54的內(nèi)壁上。在此處應(yīng)指出的是，在圖示的實施例中，擋板54為非對稱形狀的擋板。在另 一個實施例中，擋板54可為對稱的擋板。在圖示的實施例中，非對稱的擋板54包括指向液 體冷卻劑32的彎曲的末端部分60。當冷卻的氣體流沖擊在擋板54的內(nèi)表面上時，氣體流 中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋板54的內(nèi)表面上。氣體流在沖擊擋板54后逆轉(zhuǎn)方 向，并隨后沿路徑56移動進入出口路徑52。擋板54的非對稱形狀通過將小滴從擋板的下 邊緣掃去而防止快速流動的氣體重新夾帶液體小滴。參考圖5，公開了激冷室62的一部分。在圖示的實施例中，擋板63靠近激冷室62 中的出口路徑64設(shè)置。在圖示的實施例中，擋板63是非對稱的擋板。在另一個實施例中， 擋板63為對稱的擋板。擋板63在吸出管66的上邊緣下方、但是在液體冷卻劑68的表面 上方延伸一段距離。如以上指出的，被引導通過形成在浸漬管72和吸出管66之間的環(huán)形 通道70的冷卻的合成氣沖擊在擋板63的內(nèi)壁上。在圖示的實施例中，擋板63包括指向液 體冷卻劑68的偏轉(zhuǎn)的末端部分74。當冷卻的氣體流沖擊在擋板63的內(nèi)表面上時，氣體流 中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋板63的內(nèi)表面上。除了擋板63，在液體冷卻劑68和出口路徑64之間還設(shè)置了偏轉(zhuǎn)板76。在此處應(yīng) 該指出的是偏轉(zhuǎn)板76以遠離液體冷卻劑68指向的預(yù)定的角度設(shè)置。在圖示的實施例中， 偏轉(zhuǎn)板76是具有偏轉(zhuǎn)的末端部分78的非對稱或?qū)ΨQ形狀的偏轉(zhuǎn)板。除了擋板63，冷卻的 合成氣還沖擊在偏轉(zhuǎn)板76上，以便從冷卻的合成氣中去除更多夾帶的液體冷卻劑容納物。 同樣，偏轉(zhuǎn)板76防止液體冷卻劑68潑濺到激冷室62的出口路徑64上。冷卻的合成氣在 沖擊擋板63以及偏轉(zhuǎn)板76后，接著被引導通過偏轉(zhuǎn)的末端部分74，78之間的間隙80到達 激冷室62的出口路徑64。參考圖6，公開了激冷室82的一部分。在圖示的實施例中，擋板84靠近激冷室82 中的出口路徑64設(shè)置。在圖示的實施例中，擋板84是非對稱的擋板。在另一個實施例中， 擋板84可為對稱的擋板。冷卻的合成氣被引導通過形成在浸漬管90和吸出管92之間的 環(huán)形通道88并沖擊在擋板84的內(nèi)壁上。在圖示的實施例中，擋板84包括指向包含在激冷 室82中的液體冷卻劑96的偏轉(zhuǎn)的末端部分94。擋板84還可包括至少一個角板98。當冷 卻的氣體流沖擊在擋板84的內(nèi)表面上時，氣體流中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋 板84的內(nèi)表面上。角板98促進排出收集在擋板84的表面上的液體冷卻劑。在圖示的實施例中，在液體冷卻劑96和出口路徑86之間設(shè)置了多個偏轉(zhuǎn)板100， 102。在此處應(yīng)該指出的是偏轉(zhuǎn)板100，102以指向液體冷卻劑96的預(yù)定的角度設(shè)置。冷卻 的合成氣沖擊在擋板84以及偏轉(zhuǎn)板100，102上，以便從冷卻的合成氣去除更多夾帶的液體 冷卻劑容納物。偏轉(zhuǎn)板100，102防止液體冷卻劑96潑濺到激冷室82的出口路徑86上。冷 卻的合成氣在沖擊擋板84以及偏轉(zhuǎn)板100，102后，接著被引導通過擋板84和偏轉(zhuǎn)板100， 102之間的間隙104到達激冷室82的出口路徑86。參考圖7，公開了激冷室106的一部分。在圖示的實施例中，擋板108靠近激冷室 106中的出口路徑110設(shè)置。在圖示的實施例中，擋板108是非對稱的擋板。在另一個實施 例中，擋板108為對稱的擋板。冷卻的合成氣被引導通過形成在浸漬管114和吸出管116之 間的環(huán)形通道112并沖擊在擋板108的內(nèi)壁上。在圖示的實施例中，擋板108包括指向包 含在激冷室106中的液體冷卻劑120的階梯狀部分118。當冷卻的氣體流沖擊在擋板108 的內(nèi)表面上時，氣體流中夾帶的液體容納物將傾向于匯合在擋板108的內(nèi)表面上。冷卻的合成氣在沖擊擋板108后被引導通過路徑122到達激冷室106的出口路徑110。根據(jù)此處討論的實施例，擋板、偏轉(zhuǎn)板或它們的組合的提供促進降低冷卻的合成 氣流速，并且還增加液體冷卻劑和激冷室的出口路徑之間的氣體流程距離。這引起氣體和 液體冷卻劑混合物在激冷室中增加的駐留時間，導致從冷卻的合成氣對夾帶的液體容納物 的增強的去除。參考圖8，公開了激冷室124的一部分。在圖示的實施例中，擋板126靠近激冷室 124中的出口路徑127設(shè)置。擋板126可為對稱或非對稱形狀的擋板。如在先前的實施例 中指出的，熱的排放物被從燃燒室經(jīng)由浸漬管128引向激冷室124。吸出管130環(huán)繞浸漬管 128設(shè)置，使得在浸漬管128和吸出管130之間形成環(huán)形通道132。冷卻的合成氣被引導通 過形成在浸漬管128和吸出管130之間的環(huán)形通道并沖擊在擋板126的內(nèi)壁上，以便從該 冷卻的合成氣去除更多夾帶的液體冷卻劑容納物。在圖示的實施例中吸出管130包括階梯狀部分134。換句話說，形成在浸漬管128 和吸出管130之間的環(huán)形通道132具有不同的橫截面面積。環(huán)形通道132的橫截面面積從 一端136向另一端138增長。這在端136處減少了任何堵塞。參考圖9，公開了激冷室140的一部分。在圖示的實施例中，擋板142靠近激冷室 140中的出口路徑144設(shè)置。擋板142可為對稱或非對稱形狀的擋板。如在先前的實施例 中指出的，熱的排放物被從燃燒室經(jīng)由浸漬管146引向激冷室140。吸出管148環(huán)繞浸漬管 146設(shè)置，使得在浸漬管146和吸出管148之間形成環(huán)形通道150。冷卻的合成氣被引導通 過形成在浸漬管146和吸出管148之間的環(huán)形通道150并沖擊在擋板142的內(nèi)壁上，以便 從該冷卻的合成氣去除更多夾帶的液體冷卻劑容納物。在該圖示的實施例中吸出管148具有變化的橫截面面積。換句話說，形成在浸漬 管146和吸出管148之間的環(huán)形通道150具有不同的橫截面面積。環(huán)形通道150的橫截面 面積從一端152向另一端154增長。根據(jù)參考圖8-9討論的實施例，具有不同橫截面面積的環(huán)形通道促進降低通過環(huán) 形通道供給的合成氣速度。此外，這還增加了吸出管148和激冷容器內(nèi)壁之間的橫截面面 積。這導致從冷卻的合成氣中對夾帶的液體容納物的增強去除。參考圖10，公開了激冷室156的一部分。在圖示的實施例中，吸出管158環(huán)繞激 冷室156中的浸漬管160定位。冷卻的合成氣通過浸漬管160和吸出管158之間形成的環(huán) 形通道162流向激冷室156的出口路徑164。擋板166靠近激冷室156的出口路徑164設(shè) 置。在圖示的實施例中，擋板166是非對稱的擋板。在另一個實施例中，擋板166為對稱的 擋板。擋板166在吸出管158的下邊緣下方、但是在填充于激冷室156中的液體冷卻劑168 的表面上方延伸一段距離。擋板166包括彎曲的末端部分170和多個角板172。擋板的內(nèi) 表面可制成粘性的。冷卻的合成氣被引導通過環(huán)形通道162并沖擊在擋板166的內(nèi)壁上。在圖示的實 施例中，例如渦旋發(fā)生器174的旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在環(huán)形通道162中，并構(gòu)造成對穿過該環(huán)形通 道162的冷卻的合成氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。當冷卻的氣體流沖擊在擋板166的內(nèi)表面上時，所 賦予的旋轉(zhuǎn)運動促進氣體流中夾帶的液體容納物匯合在擋板166的內(nèi)表面上。換句話說， 旋轉(zhuǎn)運動賦予了更高的離心力，并且因而產(chǎn)生更高的夾帶液體的小滴直徑。擋板166的角 板172促進排出由擋板166去除的液體容納物。
參考圖11，公開了激冷室156的一部分。此實施例類似于圖10中圖示的實施例。 此外，在吸出管158和擋板166之間設(shè)置了分離板176。渦旋發(fā)生器174設(shè)置在環(huán)形通道 162中，并構(gòu)造成對穿過環(huán)形通道162的冷卻的合成氣引起旋轉(zhuǎn)運動。這導致在吸出管158 的內(nèi)壁上形成夾帶液體薄膜，并且得到的液體薄膜被使用分離板176向下引導。參考圖12，公開了激冷室156的一部分。此實施例類似于圖10中圖示的實施例。 擋板166包括彎曲的末端部分170，末端部分170具有斜坡部分178和多個孔180，以給收 集在彎曲的末端部分170上的夾帶的液體容納物提供出口路徑。通過孔180排出的收集的 液體容納物被向下引導穿過聯(lián)接彎曲的末端部分170的引導管182。水引導管182的一端 可部分地浸入激冷室156中的液體冷卻劑中。參考圖13，公開了激冷室156的一部分。此實施例類似于圖12中圖示的實施例。 擋板166包括靠近出口路徑164設(shè)置的多個角板172。一個或多個角板172可設(shè)置在擋板 166的內(nèi)圓周上。角板172可與出口路徑166周向地對齊，并且可具有沿擋板166的內(nèi)圓周 的一部分延伸的彎曲部分。根據(jù)某些實施例，角板172可大致沿擋板166的內(nèi)圓周的三分 之一延伸。具體而言，角板172可設(shè)計成接觸速度增加的合成氣，并將收集在擋板166上的 夾帶的液體容納物的流從出口路徑164引開。例如，角板172可阻止液體容納物的小滴變 得夾帶在被引向出口路徑164的較高速度的合成氣中。角板172還可促進夾帶的液體容納 物的匯合。參考圖14，公開了擋板166的一部分。如之前所討論的，一個或多個角板172可設(shè) 置在擋板166的內(nèi)圓周上。根據(jù)某些實施例，角板172可大致沿擋板166的內(nèi)圓周的三分 之一延伸。在圖示的實施例中，角板172可在激冷室中向下成角度，并將夾帶的液體容納物 從激冷室的出口路徑引開。參考圖15，公開了激冷室184。在圖示的實施例中，吸出管186環(huán)繞激冷室184中 的浸漬管188定位。冷卻的合成氣通過浸漬管188和吸出管186之間形成的環(huán)形通道190 流向激冷室184的出口路徑192。有小面的或圓形的擋板194靠近激冷室184中的出口路 徑192設(shè)置。在一個實施例中，擋板194是非對稱的擋板。在另一個實施例中，擋板194為 對稱的擋板。擋板194的底部196是封閉的，使得擋板底部196和吸出管186之間的區(qū)域 使用環(huán)形板阻塞。擋板194具有與出口 192相對設(shè)置的開口 198，使得合成氣沿扭折的路徑 流動。參考圖16，圖示了激冷室184的頂視圖。如之前所討論的，擋板194靠近激冷室 184中的出口路徑192設(shè)置。擋板194具有與出口 192相對設(shè)置的開口 198，使得合成氣沿 扭折的路徑流動。參考圖17，公開了激冷室200。在圖示的實施例中，吸出管202環(huán)繞激冷室200中 的浸漬管204定位。冷卻的合成氣通過浸漬管204和吸出管202之間的環(huán)形通道206流向 激冷室200的出口路徑208。有小面的或圓形的擋板210靠近出口路徑208設(shè)置，并環(huán)繞激 冷室200中的浸漬管204和吸出管202。合成氣通過接觸激冷室200中的液體冷卻劑212 而冷卻。參考圖18，公開了激冷室201。在圖示的實施例中，對稱的擋板203靠近出口路徑 205設(shè)置并環(huán)繞激冷室201中的浸漬管207和吸出管209。參考圖19，公開了激冷室200。此實施例類似于圖17中圖示的實施例。在圖示的實施例中，吸出管202環(huán)繞激冷室200中的浸漬管204定位。冷卻的合成氣通過形成在浸漬 管204和吸出管202之間的環(huán)形通道206流向激冷室200的出口路徑208。擋板210靠近 出口路徑208設(shè)置，并環(huán)繞激冷室200中的浸漬管204和吸出管202。在圖示的實施例中， 擋板210是有小面的擋板。圖示的擋板210包括多個擋水板214，216，218，220，222，224， 226。擋板210具有與出口路徑208相對的開口 227。在另一個實施例中，板224和226還 可去除，以便擋板210具有更大的開口，這將進一步降低合成氣流速，并促進從合成氣中去 除夾帶的液體容納物。擋板210具有與出口路徑208相對的較短的邊緣?？拷隹诼窂?208的擋板的側(cè)面向下朝液體冷卻劑212延伸，以給合成氣流提供扭折的路徑。這迫使合成 氣流向在相對端處的擋板210的開口，此處存在非常大的面積，這將降低合成氣流速度，并 促進從合成氣去除夾帶的液體容納物。在此處應(yīng)該指出擋板210向上朝出口路徑208的相 對端成角度，以促進壓力釋放。參考圖20，公開了有小面的擋板228。在圖示的實施例中，有小面的擋板228包 括V形網(wǎng)230而不是圖19中所示的擋水板。V形網(wǎng)230包括由螺栓234支撐的多個排水 帶232。V形網(wǎng)230允許合成氣通過并從合成氣去除夾帶的液體容納物。在一個備選實施 例中，圖19中圖示的擋板210的板214，216，218，220，222，224，226的一部分可部分地由V 形網(wǎng)230替代。參考圖21，圖示了擋板210的其中一個擋水板214。在圖示的實施例中，從擋水板 214去除了多個垂直的條帶部以形成對應(yīng)的切口部236。然后將在高度和寬度上比切口部 236略大的金屬片238與每個切口部236重疊地放置。金屬件238附接到擋水板214上，且 間隔件240設(shè)置在兩者之間，以允許用于氣流的扭折的路徑穿過板214的切口部236。參考圖22，圖示了其中一塊擋水板224。在圖示的實施例中，在擋水板224的內(nèi)面 上提供了多個通道或角板242。角板242成角度以允許夾帶的液體容納物流下?lián)跛?24 到達擋板的檐槽。參考圖23，公開了激冷室244。在圖示的實施例中，吸出管246環(huán)繞激冷室244中 的浸漬管248定位。冷卻的合成氣通過浸漬管248和吸出管246之間形成的環(huán)形通道250 流向激冷室244的出口路徑252。擋板254靠近激冷室244中的出口路徑252設(shè)置。擋板 254可為對稱或非對稱的擋板。此外，螺旋形擋板256設(shè)置在環(huán)形通道250中，并且可設(shè)計 成導致通過環(huán)形通道250的合成氣的螺旋形的或旋轉(zhuǎn)的流型。旋轉(zhuǎn)流動可增加激冷室244 中合成氣的流程，這又可增加壓降以引起流體流波動。而且，擋板256可促進螺旋流動，這 可減少合成氣中水和灰的夾帶。此外，激冷室244中合成氣的延長的流程可增強傳熱速率。 通常，螺旋形擋板256可對激冷室244內(nèi)的合成氣流形成扭折的路徑。參考圖24，公開了激冷室258。在圖示的實施例中，吸出管260環(huán)繞激冷室258中 的浸漬管262定位。冷卻的合成氣通過形成在浸漬管262和吸出管260之間的環(huán)形通道 264流向激冷室258的出口路徑266。擋板268靠近激冷室258的出口路徑266設(shè)置。擋 板268可為對稱或非對稱的擋板。在圖示的實施例中，擋板268包括延伸部270，該延伸部 270可為成角度的，以使夾帶的液體容納物轉(zhuǎn)向離開擋板268的唇部，從而減少離開的合成 氣中的液體容納物的夾帶。參考圖25，圖示了擋板268。如之前所討論的，擋板268靠近激冷室中的出口路徑 設(shè)置。在圖示的實施例中，擋板268包括延伸部270，該延伸部270可沿擋板268的內(nèi)圓周272的大約三分之一延伸。此外，在某些實施例中，延伸部146可包括檐槽部分，以使夾帶的 液體容納物轉(zhuǎn)向離開延伸部146的下唇部。圖1-25中描繪的夾帶緩解機構(gòu)可單獨使用或彼此組合使用。此外，如可理解的， 夾帶緩解機構(gòu)的相對大小、形狀以及幾何形狀可變化。夾帶緩解機構(gòu)可在最初的制造期間 用在激冷室中，或者夾帶緩解機構(gòu)可改型翻新到現(xiàn)有的激冷單元中。此外，夾帶緩解機構(gòu)可 基于運行參數(shù)調(diào)節(jié)，運行參數(shù)例如為含碳燃料的類型、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)負載、或環(huán)境條件等， 以獲得期望的流阻尼量。本書面說明書使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使得本領(lǐng)域技術(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)，并執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可授 予專利的范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類 其它示例具有無異于權(quán)利要求書的字面語言的結(jié)構(gòu)性元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求 書的字面語言并無實質(zhì)性區(qū)別的等價結(jié)構(gòu)性元件，則此類其它示例意在處在權(quán)利要求書的 范圍內(nèi)。盡管本文僅說明并描述了本發(fā)明的某些特征，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多改型 和改變。因此應(yīng)該理解的是，所附權(quán)利要求書意圖覆蓋落入本發(fā)明真實精神之內(nèi)的所有此 類變更和改變。
權(quán)利要求
一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，在其中燃燒可燃燒燃料以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物，具有液體冷卻劑(32)的激冷室(16)設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游，浸漬管(38)，其將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述激冷室(16)上，并構(gòu)造成將合成氣從所述燃燒室(14)引向所述激冷室(16)以接觸所述液體冷卻劑(32)并產(chǎn)生冷卻的合成氣；非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)，其靠近所述激冷室(16)的出口路徑(52)設(shè)置，并構(gòu)造成從被引導通過所述浸漬管(38)和所述激冷室(16)之間流向所述出口路徑(52)的所述冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括彎曲的末端部分(60)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括偏轉(zhuǎn)的末端部分(74)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括構(gòu)造成從所述冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物的一個或多個角板(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括構(gòu)造成從所述冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物的階梯狀部分(118)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括具有封閉的底部部分(196)的有小面的或圓形的擋板(194)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器(10)，其特征在于，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)包 括延伸部(270)，所述延伸部(270)構(gòu)造成使從所述冷卻的合成氣去除的夾帶的液體容納 物轉(zhuǎn)向，其中，所述延伸部(270)設(shè)置成沿所述擋板(54)的內(nèi)圓周(272)的一部分延伸。
8.一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，在其中燃燒可燃燒燃料以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物， 具有液體冷卻劑的激冷室(16)設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游， 浸漬管(38)，其將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述激冷室(16)上，并構(gòu)造成將合成氣從所 述燃燒室(14)引向所述激冷室(16)以接觸所述液體冷卻劑并產(chǎn)生冷卻的合成氣； 吸出管(46)，其環(huán)繞所述浸漬管(38)，并在兩者之間限定環(huán)形通道(50)； 非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)設(shè)置成靠近所述激冷室(16)的出口路徑(86)； 偏轉(zhuǎn)板(76)設(shè)置在所述液體冷卻劑和所述激冷室(16)的所述出口路徑(86)之間； 其中，所述非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)和偏轉(zhuǎn)板(76)構(gòu)造成從被引導穿過所述環(huán)形通 道(50)流向所述出口路徑(86)的所述冷卻的合成氣去除夾帶的液體容納物，并防止液體 容納物潑濺到所述出口路徑(86)上。
9.一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，在其中燃燒可燃燒燃料以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物， 具有液體冷卻劑的激冷室(16)設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游， 浸漬管(38)，其將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述激冷室(16)上，并構(gòu)造成將合成氣從所 述燃燒室(14)引向所述激冷室(16)以接觸所述液體冷卻劑并產(chǎn)生冷卻的合成氣；吸出管(46)，其環(huán)繞所述浸漬管(38)，并在兩者之間限定具有不同橫截面面積的環(huán)形 通道(50)；非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)，其靠近所述激冷室(16)的出口路徑(86)設(shè)置，并構(gòu)造成從 被引導通過所述環(huán)形通道(50)流向所述出口路徑(86)的所述冷卻的合成氣去除夾帶的液 體容納物。
10. 一種氣化器(10)，包括燃燒室(14)，在其中燃燒可燃燒燃料以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物， 具有液體冷卻劑的激冷室(16)設(shè)置在所述燃燒室(14)的下游， 浸漬管(38)，其將所述燃燒室(14)聯(lián)接到所述激冷室(16)上，并構(gòu)造成將合成氣從所 述燃燒室(14)引向所述激冷室(16)以接觸所述液體冷卻劑并產(chǎn)生冷卻的合成氣； 吸出管(46)，其環(huán)繞所述浸漬管(38)，并在兩者之間限定環(huán)形通道(50)； 渦旋發(fā)生器(174)，其設(shè)置在所述環(huán)形通道(50)中，并構(gòu)造成對被引導通過所述環(huán)形 通道(50)的所述冷卻的合成氣引起旋轉(zhuǎn)運動；非對稱或?qū)ΨQ的擋板(54)，其靠近所述激冷室(16)的出口路徑(86)設(shè)置，并構(gòu)造成從 被引導通過所述環(huán)形通道(50)流向所述出口路徑(86)的所述冷卻的合成氣去除夾帶的液 體容納物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于氣化器的激冷室組件，具體而言，一種氣化器包括燃燒室，在其中燃燒可燃燒燃料以產(chǎn)生合成氣和顆粒狀固體殘留物。具有液體冷卻劑的激冷室設(shè)置在該燃燒室的下游。浸漬管設(shè)置成將燃燒室聯(lián)接到激冷室上。合成氣從燃燒室經(jīng)由浸漬管引向激冷室以接觸液體冷卻劑并產(chǎn)生冷卻的合成氣。吸出管環(huán)繞浸漬管設(shè)置，使得在吸出管和浸漬管之間形成環(huán)形通道。非對稱或?qū)ΨQ的擋板設(shè)置成靠近激冷室的出口路徑。冷卻的合成氣被引導通過該環(huán)形通道，并沖擊在非對稱或?qū)ΨQ的擋板上，以便在冷卻的合成氣被引導通過出口通道前從該冷卻的合成氣中去除夾帶的液體容納物。
文檔編號C10J3/48GK101935552SQ20101022694
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A·J·希門尼斯-許克, G·M·拉斯科夫斯基, H·B·H·克洛科, J·B·科里, J·L·莫耶, K·哈德卡斯爾, P·蒂瓦里, S·C·拉塞爾, S·R·佩倫特, S·S·拜索拉, Y·S·莫辛 申請人:通用電氣公司