用于在氣化設備中利用直接冷卻進行碳黑水卸壓的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于卸壓碳黑水的裝置，所述碳黑水在固體但是也在液體燃料的氣流式氣化時以剩余急冷水出現，其中在溫度達到1900°C和壓力達到1MPa (10bar)時實現氣化，并且其中碳黑水具有相同的壓力和達到260°C的溫度。
【背景技術】
[0002]在具有不同的碳化程度的煤炭的氣流式氣化時產生的熱的原始氣體和在此出現的液體熔渣在急冷腔室中通過注入過量急冷水驟然冷卻。熔渣凝結并且通過順序排出從急冷器堆中析出。原始氣體根據壓力和出現的溫度水蒸氣飽和地離開急冷腔室。在此產生的多余的剩余急冷水和同時從原始氣體沖洗器的第一級產生的沖洗水加注液位調節地從急冷器中排出并且在第二或者第三級的閃蒸系統(Flashsystem)中卸壓并且在此間接冷卻。如此冷卻的碳黑水在碳黑水處理中滲入凝結劑，以便在濃縮器(Eindicker) /薄片式凈化器(Lamellenkiarer)中通過沉淀分離出固體，所述固體脫水地從所述過程中排出。濃縮器/凈化器的澄清相(Klarphase)連同來自閃蒸系統的卸壓蒸汽的冷凝劑一起到達循環水容器，在那里其中一部分為了避免在工藝用水循環中的濃縮而從所述系統中排出。所保留的凈化水在工藝用水循環中引回。該循環水被加壓并且被補充給急冷水容器，所述急冷水容器用作用于急冷工藝的接收容器。在碳黑水設備之后循環水具有40°C至80°C的溫度。為了在原始氣體中達到高的蒸汽/氣體比例，力求較高的急冷水溫度進而也較高的循環水溫度。為此，在第一閃蒸級中僅進行從0.8MPa至0.3MPa (8bar至3bar)的卸壓。在該壓力時，應該利用循環水冷凝的蒸汽具有足夠的溫度以便加熱所述循環水。
[0003]在到目前為止的設計方案中，像在圖5中示意地示出的那樣，間接通過汽化冷卻和通過冷卻/冷凝低固體含量的蒸汽進行載有固體的懸浮物(碳黑水)的冷卻，這有以下優點，即大量載有固體的液體不與冷卻表面接觸并且進而進一步避免弄污。因為所述蒸汽也隨身帶有細顆粒和碳黑成分，在蒸汽冷凝器(閃蒸冷卻器1、2)中在較長的使用時間之后也出現弄污現象。在蒸汽冷凝中為了改善設備效率的加熱循環水在第一閃蒸系統3.1中要求較高的壓力，所述壓力必須相應地調節。第二閃蒸級3.2在真空中工作，以便達到溫度下降到70°C至85°C。這里以冷卻水21冷凝蒸汽。具有卸壓閥、調節閥、冷卻器和產生真空的兩個閃蒸級造成具有意味著維護和維修費用和配件供應的高的機構費用。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的問題是，給出用于卸壓碳黑水的裝置，該技術方案一方面避免了載有固體的碳黑水伴隨著產生的蒸汽的冷卻而發生多級壓力降低，另一方面實現了碳黑水懸浮物的低干擾和無堵塞的運輸以及能在必要時進行良好的清潔。
[0005]上述問題通過用于卸壓碳黑水的裝置得到解決，其中:
[0006]-所述碳黑水在固體或者液體燃料的氣流式氣化時作為剩余急冷水出現；
[0007]-在氣流式氣化器中提供達到1900°C的氣化溫度和達到1MPa的氣化壓力；
[0008]-碳黑水具有所述氣化壓力并且達到260°C的溫度；
[0009]-布置碳黑水冷卻器(2)，以便將碳黑水冷卻到低于85°C的溫度；并且
[0010]-緊接著碳黑水冷卻器(2)布置用于卸壓碳黑水的閃蒸容器(3)。
[0011]按照本實用新型，僅在一個機構中以一個步驟進行從在入口處在250°C至180°C之間的溫度到要求的低于85°C的碳黑水最終溫度的碳黑水冷卻，其中使用螺旋式熱交換器、螺旋管式熱交換器或者雙管式熱交換器作為所述機構。在此使得載有固體的碳黑水I到該機構的接觸最小化，所述機構必要時得到良好的清潔。
[0012]為了在僅僅一個機構2中并且在一個步驟中實施全部冷卻，所述用于冷卻的鍋爐給水10達到低于碳黑水I的期望的出口溫度的溫度，這能夠借助預冷卻器4、冷卻水冷卻器或者空氣冷卻器實現。因此，載有固體的碳黑水伴隨著產生的蒸汽的冷卻的二級或者多級壓力降低不是必需的。
[0013]在根據圖2的一種特別的設計方案中，使用預冷卻的循環水5用于也借助預冷卻器4、冷卻水冷卻器或者空氣冷卻器冷卻碳黑水1，其中在一方面待冷卻的碳黑水量和其入口溫度和另一方面循環水5的可用的、待引回的和待加熱的量之間則存在一定的關系。
[0014]本實用新型利用以下作用，即在所述裝置中為了以僅少數或者總體僅一個通道/管道在積聚區域中熱交換，提高碳黑水的流速，由此達到消蝕所述積聚并且進而自凈。在按照本實用新型的裝置中為了借助將所述流在熱交換器面之前分配到僅一個、兩個或者到非常少的通道或者管道上的熱交換，即達到自凈效果，所述自凈效果基于如下事實，即在形成堵塞時構成提高的流速，所述流速于是引起堵塞的消蝕。總體低干擾和無堵塞地完成碳黑水懸浮物I的運輸。
[0015]根據本實用新型的另一種技術方案，在螺旋管式熱交換器的情況下特別地，能夠在多管道方案中避免具有附帶的堵塞或者沉淀物的碳黑水流(I)的可能的未受控的流量分配，方法是單獨通過各個獨自的閃蒸器件(11)調節每個螺旋管并且進而能夠針對性地在各個管道中控制在沉淀和侵蝕之間要求的速度范圍，其中如此實現螺旋管的設計，即每個螺旋占有相同的長度。附加地，這有以下優點，即也能夠考慮冗余，這確保了設備的需要的可用性。在另一種設計方案中，在放棄使用在急冷腔室(13)和熱交換器(2)之間的分配件的情況下，每個螺旋管能夠單獨地連接在氣化器的急冷腔室上，也就是說在急冷腔室上碳黑水出口(13)的數量等于螺旋管的數量。由此從急冷腔室(13)直到閃蒸器(3)存在不具有死區和分支的直接的路徑。
[0016]在根據本實用新型的另一種設計方案中，螺旋管結構上如此布置，從而例如像在圖3中示出的那樣通過螺旋管的同心布置，每個螺旋管能夠單獨地向上地從熱交換器抽出，所述機構以此表現出維修方便。
[0017]在根據本實用新型的另一種設計方案中，碳黑水冷卻器(2)如此設計為螺旋管式熱交換器，從而不僅對于碳黑水(1)，也對于循環水(5)得出螺旋狀的流動狀況并且進而根據逆流原理實現熱交換。在循環水側(5)上這通過循環水的特殊的切向流入和流出實現，在碳黑水側上這通過管道幾何學預先確定。
[0018]在根據本實用新型的另一種設計方案中，如此實現碳黑水冷卻器(2)裝配為螺旋管式熱交換器，從而從急冷腔室管接頭(13)直到閃蒸容器(3)的完整的碳黑水路徑(I)始終為下降走向。
[0019]根據本實用新型的一種技術方案，為了清潔或者為了最小化所述附著，由碳酸鹽沉積決定地，在碳黑水冷卻器(2)上布置酸洗回路，以此在在此期間的停機時能夠清潔熱交換器面。
[0020]根據本實用新型的一種技術方案，所述用于冷卻的鍋爐給水10能夠在卸壓至飽和蒸汽9之后變換用于其他介質像例如循環水的加熱。這意味著碳黑水冷卻2和循環水加熱14的有利的解耦，以此在同時有效的能量回收時實現對于碳黑水卸壓過程的高的靈活性和獨立性。
[0021]根據本實用新型的一種技術方案，在急冷腔室中的加注液位調節能夠并非如前所述的通過閃蒸閥(11)實現，而是通過加注(12)循環水到急冷腔室中實現。這有如下優點，即碳黑水質量流量(I)設為恒定并且進而在碳黑水冷卻器(2)中的流速能夠同樣恒定地設置成最優的運行點。
【附圖說明】
[0022]以下作為實施例以對于理解來說必要的篇幅借助附圖詳細闡述本實用新型。在此附圖示出:
[0023]圖1是按照本實用新型的用于卸壓碳黑水的第