CN106010611A - 一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置，包括：立管给料室、水平送料室、溢流出料室，水平送料室的底部设有布风板，在立管给料室侧壁上靠近布风板处设有送料气体喷嘴，水平送料室布风板的下方设有松动风室和流化风室，布风板上设有孔结构；溢流出料室是由出料溢流堰和出料斜管组成的，出料溢流堰分别与布风板和出料斜管相连接。本发明装置内无任何机械转动部件，机构简单、坚固耐用无需备件、能够灵活调整和控制输送固体颗粒物料循环量大小、可有效防止物料反窜倒流情况的发生，保障了低温干馏炉运行效率和安全性，比传统机械输料装置更适用于高温、高压条件下，连续、稳定、安全地输送大量小颗粒物料。

Description

一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置

技术领域

本发明属于物料输送技术领域，涉及一种高温、高压条件下，设备内大量小颗粒物料输送装置，特别是涉及一种低阶粉煤（褐煤）进行快速低温干馏过程中，高温、高压条件下，小颗粒物料输料装置。

背景技术

通常干馏炉内大量小颗粒物料的输料装置多是机械阀，随着低温干馏向着连续性加压生产方向发展，输料装置将长期在高温、高压的环境下输送大量的小颗粒物料，由于机械阀内部的机械活动部件在这种恶劣工作环境下容易发生磨蚀，变形，卡塞等问题，大大降低了输料装置对固体物料流动的控制性能和气密性能，增加了设备检修工作量和装置运营成本，同时还增加了设备操作的安全风险：设备内危险气体一旦反窜倒流并沿给料立管进入分离器，不但大大降低了物料分离装置的工作效率，造成大量物料损失，而且严重影响干馏煤气质量，此外，燃烧区向非燃烧区反窜倒流情况的发生还有发生***的安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置，该装置为非机械方式流动式密封输料装置，在该装置内无任何机械转动部件，机构简单、坚固耐用无需备件、能够灵活调整和控制输送固体颗粒物料循环量大小、通过料封的结构设计有效防止物料反窜倒流情况的发生，有效地保障低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉运行效率和安全性，相比较机械式输料装置更适用于高温、高压条件下，连续、稳定、安全地输送大量小颗粒物料。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置，包括：

立管给料室，用于向输料装置输送循环颗粒物料；

水平送料室，水平送料室的底部设有布风板，在立管给料室侧壁上靠近布风板处设有送料气体喷嘴，用于向水平送料室中通入高压气体，水平送料室布风板的下方设有通过布风板与水平送料室连通的松动风室和流化风室，松动风室和流化风室对称分布，松动风室位于送料气体喷嘴一侧，布风板上设有用于使松动风室上方形成密相区、使流化风室上方形成疏相区的孔结构；

溢流出料室，溢流出料室是由出料溢流堰和出料斜管组成的，出料溢流堰分别与布风板和出料斜管相连接，出料斜管向下/上倾斜30-60°，当出料斜管向上倾斜设置时，需要在出料斜管中设置辅助流化松动风，以克服***压差；

其中，立管给料室、水平送料室和溢流出料室内壁上依次铺设有绝热材料层和耐磨材料层。

作为一种优选实施方式，布风板的底部中心区域低于周边区域，所述周边区域为倾斜面，所述倾斜面的径向与水平面的夹角为10-45°，出料溢流堰的高度比水平送料室最大高度高出(0.57-1)Φ_出料斜管+(100-150)mm（Φ_出料斜管为出料斜管直径），即：h_{出料溢流堰的高度}=h_{水平送料室最大高度}+(0.57-1)Φ_出料斜管+(100-150)mm。

作为一种优选实施方式，所述孔结构采用风帽/风孔结构。

作为一种优选实施方式，所述孔结构采用密孔板结构。

优选地，当采用风帽/风孔结构时，水平送料室下方还设有卸料排渣管，卸料排渣管位于松动风室和流化风室之间，松动风室上方的风帽/风孔开孔面积小于流化风室上方的风帽/风孔开孔面积；较佳地，流化风室上方的风帽/风孔开孔面积与松动风室上方的风帽/风孔开孔面积之比为(1.2-3):1。

作为一种优选实施方式，送料气体喷嘴与送料气体管线连通，并在送料气体管线上设有调节阀；在松动风室上连通有松动气体管线，并在其管线上设有调节阀；在流化风室上连通有流动气体管线，并在其管线上设有调节阀；在卸料排渣管上连通有膨化、流化气体管线，并在其管线上设有调节阀。

为了更好地控制松动风室、流化风室、卸料排渣管的排渣情况，可以在松动风室和流化风室上分别设有排渣管，并在松动风室排渣管、流化风室排渣管、卸料排渣管上分别是由开关阀门。

还可以在卸料排渣管调节阀内置有松动风喷口，当输料装置正常运行时，通过该设置配入一定速度的气体，流化和吹出进入卸、排渣管线的灰渣，防止灰渣在管内累积堵塞，并起到补充水平送料室松动气体和流化气体的作用；当输料装置出现故障时，起到膨化、松动灰、渣蓬料，加速排渣、卸料过程的作用。

循环物料在立管给料室中形成一定的料位，实现料封，可有效防止低温干馏装置内高压烟气、氧气反串进入另一侧造成烟气短路，破坏装置内部气固两相的正常流动，以及低温干馏炉内正常的燃烧和传热，然后将循环物料输送至在水平送料室中，高压气体形成的高压风分别通过相应管线和调节阀进入松动风室和流化风室，通过布风板上的孔结构，松动膨化、流化水平送料室的循环物料，并在松动风室上形成循环物料密相区、在流化风室形成循环物料疏相区，形成水平方向密度差；高压风通过管路及调节阀后，通过送料气体喷嘴使高压气体喷射进入水平送料室，为循环物料水平循环送料提供驱动力和较高的动量。在松动风和流化风作用下的膨化、流化的循环物料快速通过水平送料室，在料位压力差、密度差的共同作用下，使超出溢流堰一定高度的循环物料从水平送料室送入到溢流出料室，克服压力差，通过料封实现低温干馏工艺中，低压侧向高压侧连续稳定流动式密封熟料的过程。另外，通过对进入水平送料室、松动风室、流化风室中的送料气体、松动气体和流化气体组合方式进行调整，可灵活的调节和控制循环物料量，使低温干馏装置具有更宽泛的操作弹性。

在本发明的低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置中，进入水平送料室、松动风室、流化风室中的送料气体、松动气体和流化气体组合方式进行调整，可灵活的调节和控制循环物料量，所述输料装置的使用方法，是通过如下步骤实现的：

a.送料气体管线上的调节阀关闭，维持松动风量为定值，通过调整流化气体风量控制循环物料量的调整组合；

b.松动气体管线上的调节阀关闭，通过调整送料气体和流化气体风量，实现控制循环物料量的调节组合；

c.维持流化气体和松动气体风量为定值，调整送料气体风量,实现控制循环物料量的调节组合；

d.先调整流化气体，使送料室的循环物料先流化起来，再由小到大调节松动风和送料风的气量，最终实现控制物料量的调节组合。

上述发明装置调整方法中各气体管道流量调节及开关由相应管线调节阀完成。

上述发明装置中高压气体通过送料气体喷嘴以较高气流流速高速水平喷射进水平送料室的，高压气体喷入方向与物料水平段流动方向一致，具有较高的速度和较高的动量，可以增加固体灰、渣通过水平送料室的驱动力，提高送料风的水平浸透能力，增强对松动、膨化及流化循环物料的携带能力，增加循环物料的循环流速，使其快速离开水平孔道，减少该部位结渣可能性，强化密封输送效果。

上述发明装置中，布风板的底部中心区域低于周边区域，所述周边区域为倾斜面，所述倾斜面的径向与水平面的夹角为10-45°，具体角度的选定，还需要考虑循环物料量和气量等因素。这一设计可以有效改善输料装置内部松动、流化质量和输料输送效果，消除因死角、死区结焦的发生而对输灰装置稳定连续输料的不利影响。

上述发明装置中布风板的设计，要求应保证该输料装置底部充气能均匀进入输料装置底部截面，保证固体颗粒实现良好的传输过程，可以采用风帽型布气形式，或者采用密孔板型布气形式，当然也可以采用其他形式。风帽/风孔尽量安排在直角边、角等易产生死区的位置附近布置，风帽/风孔按照等边三角形错列在布风板上布置。

上述发明装置中，由于松动风室上方的水平送料室部分需要形成密相区，流化风室上方的水平送料室部分需要形成疏相区，这就要求由于流化风室上方布风板部分的通气量相比较松动风室上方布风板部分的通气量要大；当采用风帽/风孔结构时，可以通过使松动风室上方布风板部分的风孔孔径小于流化风室上方布风板部分的风孔孔径实现，相应地，松动风室上方布风板部分的风帽面积小于流化风室上方布风板部分的风帽面积；当采用密孔板结构时，可以通过使松动风室上方布风板部分的孔密度小于流化风室上方布风板部分的孔密度实现。

在本发明装置中，在水平送料室底部中心区域设置有卸料排渣管及开关阀门，用于卸料、排渣或由于内衬材料脱落以及输料装置内结渣造成堵塞导致其不能正常运行时，排除故障时使用。

本发明装置内壁敷设有绝热材料和耐磨材料，可提高发明装置在高温、高压、高浓度小颗粒物料气流条件下耐高温、耐磨性能。

上述发明装置中送料气体、流化气体和松动气体可采用独立高压供气设计，也可采用低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置已脱除焦油的粗煤气通过热载体加热炉燃烧后的高温烟气预热后循环使用。考虑到压降问题，这部分循环气需要加压后返回***。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的平面结构示意图。

图2为图1中A-A截面剖视图。

图中：1.立管给料室；2.水平送料室；3.溢流出料室；4.松动风室；5.流化风室；6.布风板；7.风帽/风孔；8.出料溢流堰；9.送料气体喷嘴；10.高压风总管；11.卸料排渣管；12.第一调节阀；13.第二调节阀；14.第三调节阀；15.第四调节阀；16.第一开关阀门；17.第二开关阀门；18.第三开关阀门；21.小气体通量风帽/风孔；22.绝热材料层；23.耐磨材料层；24.大气体通量风帽/风孔；25.卸料排渣口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示的低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置，包括：立管给料室1、水平送料室2、溢流出料室3，立管给料室1、水平送料室2、溢流出料室3的内壁上依次铺设有绝热材料层22和耐磨材料层23；立管给料室1用于向输料装置输送循环颗粒物料；水平送料室2的底部设有布风板6，在立管给料室1侧壁上靠近布风板6处设有一组送料气体喷嘴9，用于向水平送料室2中通入高压气体，水平送料室2布风板6的下方设有通过布风板6与水平送料室2连通的松动风室4和流化风室5，松动风室4和流化风室5对称分布，松动风室4位于送料气体喷嘴9一侧，布风板6上设有用于使松动风室4上方水平送料室2部分形成密相区、使流化风室5上方水平送料室2部分形成疏相区的风帽/风孔7结构；溢流出料室3是由出料溢流堰8和出料斜管组成的，出料溢流堰8分别与布风板6和出料斜管相连接，出料斜管26向下45°；其中，布风板6的底部中心区域低于周边区域，所述周边区域为倾斜面，所述倾斜面的径向与水平面的夹角为25°；出料溢流堰8的高度为水平送料室最大高度的基础上再加上0.6Φ_出料斜管+100mm；水平送料室2下方还设有卸料排渣管11，卸料排渣管11位于松动风室4和流化风室5之间，流化风室5上方的风帽面积与松动风室4上方的风帽开孔面积之比为2:1；送料气体喷嘴9与送料气体管线连通，并在送料气体管线上设有第一调节阀12；在松动风室4上连通有松动气体管线，并在其管线上设有第二调节阀13；在流化风室5上连通有流动气体管线，并在其管线上设有第三调节阀14；在卸料排渣管上连通有膨化、流化气体管线，并在其管线上设有第四调节阀15，并在松动风室4和流化风室5上分别设有排渣管，并在松动风室排渣管、流化风室排渣管、卸料排渣管上分别设有第一开关阀门16、第二开关阀门17和第三开关阀门18。

其中，如图2所示的水平送料室2的水平剖视图，很清楚的展示了在松动风室4、卸料排渣管11（图2中仅展示了卸料排渣管11的卸料排渣口25）和流化风室5上方布风板6的风帽/风孔7结构，其中，松动风室4上方布风板分布的为按照等边三角形错列布置的小气体通量风帽/风孔21，流化风室5上方布风板分布的为按照等边三角形错列布置的大气体通量风帽/风孔24，卸料排渣口25周边布置有小、大气体通量风帽/风孔21、24。

循环物料在立管给料室中形成一定的料位，实现料封，可有效防止低温干馏炉内高压烟气、氧气反串进入另一侧造成烟气短路，破坏装置内部气固两相的正常流动，以及低温干馏炉内正常的燃烧和传热，然后将循环物料输送至在水平送料室中，高压气体形成的高压风分别通过相应管线和调节阀进入松动风室和流化风室，通过布风板上的孔结构，松动膨化、流化水平送料室的循环物料，并在松动风室上形成循环物料密相区、在流化风室形成循环物料疏相区，形成水平方向密度差；高压风通过管路及调节阀后，通过送料气体喷嘴使高压气体喷射进入水平送料室，为循环物料水平循环送料提供驱动力和较高的动量。在松动风和流化风作用下的膨化、流化的循环物料快速通过水平送料室，在料位压力差、密度差的共同作用下，使超出出料溢流堰一定高度的循环物料从水平送料室送入到溢流出料室，克服压力差，通过料封实现低温干馏工艺中，低压侧向高压侧连续稳定流动式密封熟料的过程。另外，通过对进入水平送料室、松动风室、流化风室中的送料气体、松动气体和流化气体组合方式进行调整，可灵活的调节和控制循环物料量，使低温干馏装置具有更宽泛的操作弹性。

循环物料在立管给料室中形成一定的料位，实现料封，高压气体形成的高压风分别通过松动气体管线及第二调节阀13、流动气体管线及第三调节阀14进入松动风室4和流化风室5，通过布风板6上的风帽/风孔7，松动膨化、流化由立管给料室1送入水平送料室2的循环物料，由于布风板6上的风帽/风孔7的独特设计，流化风室5上方布风板部分的通气量相比较松动风室4上方布风板部分的通气量要大，因此，在水平送料室2按照进料方向形成循环物料密相区和循环物料疏相区，形成水平方向密度差，并将高压气体通过送料气体管线及第一调节阀12通过送料气体喷嘴9喷射进水平给料室2，为循环物料水平循环送料提供驱动力和较高的动量，使松动风和流化风作用下的膨化、流化的循环物料快速通过水平送料室2，在料位压力差、密度差的作用下，使超出出料溢流堰8一定高度的循环物料从水平送料室2送入到溢流出料室3，进而送至低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置另一侧装置。输料装置正常运行时，通过卸料排渣管内置的松动风喷口配入一定速度的气体，流化和吹出进入卸、排渣管线的灰渣，防止灰渣在管内累积堵塞，并起到补充水平送料室松动气体和流化气体的作用；当输料装置出现故障停车时，打开第三开关阀门18，通过卸料排渣管内置的松动风喷口配入一定速度的气体，起到膨化、松动灰、渣蓬料，加速排渣、卸料过程的作用。进入松动风室4和流化风室5的飞灰定期分别通过松动气体管线及第一开关阀门16、和流动气体管线及第二开关阀门17排灰。低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置已脱除焦油的粗煤气通过热载体加热炉燃烧后的高温烟气预热后通过加压后进入高压风总管10，通过各自管线及相应的第一调节阀12、第二调节阀13、第三调节阀14、第四调节阀15按照需要调节后，用作本发明装置高压送料气、松动气、流化气使用。

当启动本发明装置时采用的调整组合为，先调节水平送料室2的流化气体管线及第三调节阀14，使水平送料室2中的循环物料较好的流化起来，再逐步由小到大调整水平送料室2的松动气体管线及第二调节阀13，和送料气体管线及第一调节阀12，直到稳定开启本发明装置实现循环物料的流动式密封输料。本发明装置正常运行调整时，可采用维持流化气体管线及第三调节阀14和松动气体管线及第二调节阀13的开度，通过调整送料气体管线及第一调节阀12实现本发明装置循环物料的流动式密封输料。低循环量负荷运行时，可采用调整方案一：关闭松动气体管线及第二调节阀13，通过调整送料气体管线及第一调节阀12和流化气体管线及第二调节阀14，实现本发明装置低负荷下循环物料的流动式密封输料；也可采用调整方案二：关闭送料气体管线及第一调节阀12，通过调整流化气体管线及第三调节阀14和松动气体管线及第二调节阀13实现本发明装置循环物料的流动式密封输料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏炉内的输料装置，其特征在于包括：

立管给料室，用于向输料装置输送循环颗粒物料；

水平送料室，水平送料室的底部设有布风板，在立管给料室侧壁上靠近布风板处设有送料气体喷嘴，用于向水平送料室中通入高压气体，水平送料室布风板的下方设有通过布风板与水平送料室连通的松动风室和流化风室，松动风室和流化风室对称分布，松动风室位于送料气体喷嘴一侧，布风板上设有用于使松动风室上方形成密相区、使流化风室上方形成疏相区的孔结构；

溢流出料室，溢流出料室是由出料溢流堰和出料斜管组成的，出料溢流堰分别与布风板和出料斜管相连接，出料斜管向下/上倾斜30-60°；

其中，立管给料室、水平送料室和溢流出料室内壁上依次铺设有绝热材料层和耐磨材料层。

2.如权利要求1所述的输料装置，其特征在于：布风板的底部中心区域低于周边区域，所述周边区域为倾斜面，所述倾斜面的径向与水平面的夹角为10-45°，出料溢流堰的高度比水平送料室最大高度高出(0.57-1)Φ_出料斜管+(100-150)mm。

3.如权利要求2所述的输料装置，其特征在于：所述孔结构采用风帽/风孔结构。

4.如权利要求2所述的输料装置，其特征在于：所述孔结构采用密孔板结构。

5.如权利要求3所述的输料装置，其特征在于：水平送料室下方还设有卸料排渣管，卸料排渣管位于松动风室和流化风室之间，松动风室上方的风帽/风孔开孔面积小于流化风室上方的风帽/风孔开孔面积。

6.如权利要求5所述的输料装置，其特征在于：流化风室上方的风帽/风孔开孔面积与松动风室上方的风帽/风孔开孔面积之比为(1.2-3):1。

7.如权利要求5所述的输料装置，其特征在于：送料气体喷嘴与送料气体管线连通，并在送料气体管线上设有调节阀；在松动风室上连通有松动气体管线，并在其管线上设有调节阀；在流化风室上连通有流动气体管线，并在其管线上设有调节阀；在卸料排渣管上连通有膨化、流化气体管线，并在其管线上设有调节阀。

8.如权利要求7所述的输料装置，其特征在于：在松动风室和流化风室上分别设有排渣管，在松动风室排渣管、流化风室排渣管、卸料排渣管上分别是由开关阀门。

9.如权利要求7所述的输料装置，其特征在于：在卸料排渣管上内置有松动风喷口。

10.如权利要求7-9中任一所述输料装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

a.送料气体管线上的调节阀关闭，维持松动风量为定值，通过调整流化气体风量控制循环物料量的调整组合；

b.松动气体管线上的调节阀关闭，通过调整送料气体和流化气体风量，实现控制循环物料量的调节组合；

c.维持流化气体和松动气体风量为定值，调整送料气体风量,实现控制循环物料量的调节组合；

d.先调整流化气体，使送料室的循环物料先流化起来，再由小到大调节松动风和送料风的气量，最终实现控制物料量的调节组合。