用于在气化设备中利用直接冷却进行碳黑水卸压的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于卸压碳黑水的装置，所述碳黑水在固体但是也在液体燃料的气流式气化时以剩余急冷水出现，其中在温度达到1900°C和压力达到1MPa (10bar)时实现气化，并且其中碳黑水具有相同的压力和达到260°C的温度。
【背景技术】
[0002]在具有不同的碳化程度的煤炭的气流式气化时产生的热的原始气体和在此出现的液体熔渣在急冷腔室中通过注入过量急冷水骤然冷却。熔渣凝结并且通过顺序排出从急冷器堆中析出。原始气体根据压力和出现的温度水蒸气饱和地离开急冷腔室。在此产生的多余的剩余急冷水和同时从原始气体冲洗器的第一级产生的冲洗水加注液位调节地从急冷器中排出并且在第二或者第三级的闪蒸系统(Flashsystem)中卸压并且在此间接冷却。如此冷却的碳黑水在碳黑水处理中渗入凝结剂，以便在浓缩器(Eindicker) /薄片式净化器(Lamellenkiarer)中通过沉淀分离出固体，所述固体脱水地从所述过程中排出。浓缩器/净化器的澄清相(Klarphase)连同来自闪蒸系统的卸压蒸汽的冷凝剂一起到达循环水容器，在那里其中一部分为了避免在工艺用水循环中的浓缩而从所述系统中排出。所保留的净化水在工艺用水循环中引回。该循环水被加压并且被补充给急冷水容器，所述急冷水容器用作用于急冷工艺的接收容器。在碳黑水设备之后循环水具有40°C至80°C的温度。为了在原始气体中达到高的蒸汽/气体比例，力求较高的急冷水温度进而也较高的循环水温度。为此，在第一闪蒸级中仅进行从0.8MPa至0.3MPa (8bar至3bar)的卸压。在该压力时，应该利用循环水冷凝的蒸汽具有足够的温度以便加热所述循环水。
[0003]在到目前为止的设计方案中，像在图5中示意地示出的那样，间接通过汽化冷却和通过冷却/冷凝低固体含量的蒸汽进行载有固体的悬浮物(碳黑水)的冷却，这有以下优点，即大量载有固体的液体不与冷却表面接触并且进而进一步避免弄污。因为所述蒸汽也随身带有细颗粒和碳黑成分，在蒸汽冷凝器(闪蒸冷却器1、2)中在较长的使用时间之后也出现弄污现象。在蒸汽冷凝中为了改善设备效率的加热循环水在第一闪蒸系统3.1中要求较高的压力，所述压力必须相应地调节。第二闪蒸级3.2在真空中工作，以便达到温度下降到70°C至85°C。这里以冷却水21冷凝蒸汽。具有卸压阀、调节阀、冷却器和产生真空的两个闪蒸级造成具有意味着维护和维修费用和配件供应的高的机构费用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的问题是，给出用于卸压碳黑水的装置，该技术方案一方面避免了载有固体的碳黑水伴随着产生的蒸汽的冷却而发生多级压力降低，另一方面实现了碳黑水悬浮物的低干扰和无堵塞的运输以及能在必要时进行良好的清洁。
[0005]上述问题通过用于卸压碳黑水的装置得到解决，其中:
[0006]-所述碳黑水在固体或者液体燃料的气流式气化时作为剩余急冷水出现；
[0007]-在气流式气化器中提供达到1900°C的气化温度和达到1MPa的气化压力；
[0008]-碳黑水具有所述气化压力并且达到260°C的温度；
[0009]-布置碳黑水冷却器(2)，以便将碳黑水冷却到低于85°C的温度；并且
[0010]-紧接着碳黑水冷却器(2)布置用于卸压碳黑水的闪蒸容器(3)。
[0011]按照本实用新型，仅在一个机构中以一个步骤进行从在入口处在250°C至180°C之间的温度到要求的低于85°C的碳黑水最终温度的碳黑水冷却，其中使用螺旋式热交换器、螺旋管式热交换器或者双管式热交换器作为所述机构。在此使得载有固体的碳黑水I到该机构的接触最小化，所述机构必要时得到良好的清洁。
[0012]为了在仅仅一个机构2中并且在一个步骤中实施全部冷却，所述用于冷却的锅炉给水10达到低于碳黑水I的期望的出口温度的温度，这能够借助预冷却器4、冷却水冷却器或者空气冷却器实现。因此，载有固体的碳黑水伴随着产生的蒸汽的冷却的二级或者多级压力降低不是必需的。
[0013]在根据图2的一种特别的设计方案中，使用预冷却的循环水5用于也借助预冷却器4、冷却水冷却器或者空气冷却器冷却碳黑水1，其中在一方面待冷却的碳黑水量和其入口温度和另一方面循环水5的可用的、待引回的和待加热的量之间则存在一定的关系。
[0014]本实用新型利用以下作用，即在所述装置中为了以仅少数或者总体仅一个通道/管道在积聚区域中热交换，提高碳黑水的流速，由此达到消蚀所述积聚并且进而自净。在按照本实用新型的装置中为了借助将所述流在热交换器面之前分配到仅一个、两个或者到非常少的通道或者管道上的热交换，即达到自净效果，所述自净效果基于如下事实，即在形成堵塞时构成提高的流速，所述流速于是引起堵塞的消蚀。总体低干扰和无堵塞地完成碳黑水悬浮物I的运输。
[0015]根据本实用新型的另一种技术方案，在螺旋管式热交换器的情况下特别地，能够在多管道方案中避免具有附带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，方法是单独通过各个独自的闪蒸器件(11)调节每个螺旋管并且进而能够针对性地在各个管道中控制在沉淀和侵蚀之间要求的速度范围，其中如此实现螺旋管的设计，即每个螺旋占有相同的长度。附加地，这有以下优点，即也能够考虑冗余，这确保了设备的需要的可用性。在另一种设计方案中，在放弃使用在急冷腔室(13)和热交换器(2)之间的分配件的情况下，每个螺旋管能够单独地连接在气化器的急冷腔室上，也就是说在急冷腔室上碳黑水出口(13)的数量等于螺旋管的数量。由此从急冷腔室(13)直到闪蒸器(3)存在不具有死区和分支的直接的路径。
[0016]在根据本实用新型的另一种设计方案中，螺旋管结构上如此布置，从而例如像在图3中示出的那样通过螺旋管的同心布置，每个螺旋管能够单独地向上地从热交换器抽出，所述机构以此表现出维修方便。
[0017]在根据本实用新型的另一种设计方案中，碳黑水冷却器(2)如此设计为螺旋管式热交换器，从而不仅对于碳黑水(1)，也对于循环水(5)得出螺旋状的流动状况并且进而根据逆流原理实现热交换。在循环水侧(5)上这通过循环水的特殊的切向流入和流出实现，在碳黑水侧上这通过管道几何学预先确定。
[0018]在根据本实用新型的另一种设计方案中，如此实现碳黑水冷却器(2)装配为螺旋管式热交换器，从而从急冷腔室管接头(13)直到闪蒸容器(3)的完整的碳黑水路径(I)始终为下降走向。
[0019]根据本实用新型的一种技术方案，为了清洁或者为了最小化所述附着，由碳酸盐沉积决定地，在碳黑水冷却器(2)上布置酸洗回路，以此在在此期间的停机时能够清洁热交换器面。
[0020]根据本实用新型的一种技术方案，所述用于冷却的锅炉给水10能够在卸压至饱和蒸汽9之后变换用于其他介质像例如循环水的加热。这意味着碳黑水冷却2和循环水加热14的有利的解耦，以此在同时有效的能量回收时实现对于碳黑水卸压过程的高的灵活性和独立性。
[0021]根据本实用新型的一种技术方案，在急冷腔室中的加注液位调节能够并非如前所述的通过闪蒸阀(11)实现，而是通过加注(12)循环水到急冷腔室中实现。这有如下优点，即碳黑水质量流量(I)设为恒定并且进而在碳黑水冷却器(2)中的流速能够同样恒定地设置成最优的运行点。
【附图说明】
[0022]以下作为实施例以对于理解来说必要的篇幅借助附图详细阐述本实用新型。在此附图示出:
[0023]图1是按照本实用新型的用于卸压碳黑水的第