CN106433793A - 气流床气化炉进料*** - Google Patents

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蒋芹
彭敏
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Abstract

本发明提供一种气流床气化炉进料***。该***，包括：用于储存煤粉的第一煤粉仓、输送装置、用于将上述第一煤粉仓中的煤粉均匀传输给输送装置的均匀给料装置和用于提供将输送装置中的煤粉传输至气化炉的惰性气体的气源装置；其中，输送装置包括容置腔和与容置腔分别连通的第一接口、第二接口和第三接口；第一煤粉仓的输出端与均匀给料装置的输入端连接，均匀给料装置的输出端与第一接口连接，气源装置的出口端与第二接口连接，第三接口通过输送管道与气化炉连接。本发明的技术方案，气源装置将输送装置中的煤粉通过输送管道持续、均匀地吹入气化炉中，进而实现对常低压气流床气化炉的均匀给料。

Description

气流床气化炉进料***
技术领域
本发明涉及气化炉技术，尤其涉及一种气流床气化炉进料***。
背景技术
气流床气化是利用气化剂将煤粉夹带入气化炉，并在1600至1800℃高温下将煤进一步转化为CO、H2、CO2等气体，其中残渣以熔渣形式排出气化炉。技术人员在该领域进行了大量的研究，目前比较成熟的气流床气化技术有shell煤气化工艺和华东理工大学SE东方炉煤气化工艺等。
现有的粉煤气化工艺，其进料***均采用“倒罐形式”给料，即首先使粉仓的煤粉倒入中间料罐。接着，用惰性气体对中间料罐充压，使得中间料罐的压力和气化炉给料罐的压力一致，此时关闭中间料罐充压阀，打开中间料罐和给料罐的均压阀。然后，打开中间料罐的下料阀，使得中间料灌给给料罐进料，等进料完成后，关闭中间料罐和给料罐的均压阀，关闭中间料罐的下料阀，并打开中间料罐的泄压阀，将中间料罐的压力泄到与粉仓的压力一致。重复上述过程，从而完成整个进料的过程。
但在实际使用过程中发现，使用“倒罐形式”的进料***给常低压粉煤气化炉进料时无法避免压力波动对给料罐给料状况的影响，使得进料不均匀，进而增加了***的不稳定性。同时，“倒罐形式”的进料方式，其操作复杂，通常需要配置大量的气动阀来协调工作，这样无疑增加了煤气的生产成本。因此，如何实现对常低压粉煤气化炉的有效进料成为技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种气流床气化炉进料***，用于解决现有的“倒罐形式”的进料***由于与常低压气流床气化炉不匹配，进而无法实现对常低压气流床气化炉均匀进料的问题。
本发明提供一种气流床气化炉进料***，包括：用于储存煤粉的第一煤粉仓、输送装置、用于将所述第一煤粉仓中的煤粉均匀传输给所述输送装置的均匀给料装置和用于提供将所述输送装置中的煤粉传输至所述气化炉的惰性气体的气源装置；其中，所述输送装置包括容置腔和与所述容置腔分别连通的第一接口、第二接口和第三接口；
所述第一煤粉仓的输出端与所述均匀给料装置的输入端连接，所述均匀给料装置的输出端与所述第一接口连接，所述气源装置的出口端与所述第二接口连接，所述第三接口通过输送管道与所述气化炉连接。
进一步地，所述均匀给料装置包括定量给料装置，所述定量给料装置的输入端与所述第一煤粉仓的输出端连接，所述定量给料装置的输出端与所述第一接口连接。
进一步地，所述气源装置的出口端管道上设置有压力表A，所述输送管道上设置有压力表B；
其中，所述压力表A用于测量所述气源装置的出口端处的气体压力值，所述压力表B用于测量所述输送管道内的气体压力值。
进一步地，所述均匀给料装置还包括稳流装置和计量装置；
所述稳流装置的输入端与所述定量给料装置的输出端连接，所述稳流装置的输出端与所述计量装置的输入端连接，所述计量装置的输出端与所述第一接口连接。
可选地，所述均匀给料装置还包括第二煤粉仓，所述第二煤粉仓的输入端与所述计量装置的输出端连接，所述第二煤粉仓的输出端与所述第一接口连接。
进一步地，所述输送管道包括直管和扩径管，所述扩径管的第一端与所述第三接口连接，所述扩径管的第二端通过所述直管与所述气化炉连接，所述第一端的直径小于所述第二端的直径。
可选地，所述定量给料装置为圆盘给料机或者旋转给料机。
可选地，所述输送装置为螺旋输送泵或者喷射器。
进一步地，所述第一煤粉仓的输出端、所述定量给料装置的输出端、所述稳流装置的输出端、所述计量装置的输出端和所述第二煤粉仓的输出端均设置有用于使煤粉均匀流动的惰性气体流化装置。
本发明提供的气流床气化炉进料***，通过设置用于储存煤粉的第一煤粉仓、输送装置、用于将第一煤粉仓中的煤粉均匀传输给输送装置的均匀给料装置和用于提供将输送装置中的煤粉传输至气化炉的惰性气体的气源装置，并通过将第一煤粉仓的输出端与均匀给料装置的输入端连接，均匀给料装置的输出端与第一接口连接，气源装置的出口端与第二接口连接，第三接口通过输送管道与气化炉连接，进而使得气源装置将输送装置中的煤粉通过输送管道持续、均匀地吹入气化炉中，使得均匀的煤粉在气化炉中与反应气均匀接触发生反应，从而提高了整个气化炉的反应稳定性和反应效率，同时提高了煤粉与反应气的接触面积，进而提高了煤粉的燃烧率。并且本发明的气流床气化炉进料***，其结构简单，整个***中无需配备煤粉流量计和角阀等昂贵的设备，进而降低了煤气生产的投资和运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例一的结构示意图；
图2为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例二的结构示意图；
图3为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例三的结构示意图。
附图标记说明：
100：气流床气化炉进料***；
10：第一煤粉仓；
11：第一煤粉仓的输出端
20：均匀给料装置；
21：均匀给料装置的输入端；
22：均匀给料装置的输出端；
30：输送装置；
31：第一接口；
32：第二接口；
33：第三接口；
34：容置腔；
40：气源装置；
41：气源装置的出口端；
42：阀组；
35：输送管道；
350：直管；
360：扩径管；
361：扩径管的第一端；
362：扩径管的第二端；
50：气化炉；
60：定量给料装置；
61：定量给料装置的输入端；
62：定量给料装置的输出端；
70：稳流装置；
71：稳流装置的输入端；
72：稳流装置的输出端；
80：计量装置；
81：计量装置的输入端；
82：计量装置的输出端；
90：第二煤粉仓；
91：第二煤粉仓的输入端；
92：第二煤粉仓的输出端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
需要说明的是，本实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于方便描述，不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供的气流床气化炉进料***，可以为各种型号的常低压气流床气化炉给料，用于解决现有的“倒罐形式”的进料***由于与常低压气流床气化炉不匹配，进而无法实现对常低压气流床气化炉均匀进料的问题。
本发明的的技术方案，通过在第一煤仓上连接的均匀给料装置和气源装置，使得气源装置可以将均匀给料装置输出的煤粉持续、均匀地吹入常低压气流床气化炉中，进而实现了对常低压气流床气化炉的均匀给料。本发明的气流床气化炉进料***，大大简化了气化炉的给料工艺，其结构简单，无需配备煤粉流量计和角阀等昂贵的设备，进而大大降低了煤气生产的投资和运行成本。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例的气流床气化炉进料***100包括：用于储存煤粉的第一煤粉仓10、输送装置30、用于将所述第一煤粉仓10中的煤粉均匀传输给所述输送装置30的均匀给料装置20和用于提供将所述输送装置30中的煤粉传输至所述气化炉50的惰性气体的气源装置40；其中，所述输送装置30包括容置腔34和与所述容置腔34分别连通的第一接口31、第二接口32和第三接口33；所述第一煤粉仓10的输出端11与所述均匀给料装置20的输入端21连接，所述均匀给料装置20的输出端22与所述第一接口31连接，所述气源装置40的出口端41与所述第二接口32连接，所述第三接口33通过输送管道35与所述气化炉50连接。
需要说明的是，在本实施例中，气源装置40中的气源主要是工艺惰性气体(例如氮气、氩气等)，而该惰性气体与煤粉以及气化炉50中的反应气不发生反应，只起到对煤粉的推动作用。
具体的，如图1所示，本实施例的气流床气化炉进料***100，第一煤粉仓10的输出端11与均匀给料装置20的输入端21连接，均匀给料装置20的输出端22与输送装置30的第一接口31连接，气源装置40的出口端41与输送装置30的第二接口32连接，输送装置30的第三接口33通过输送管道35与气化炉50连接。其中，第一煤粉仓10用于存储煤粉，均匀给料装置20用于将第一煤粉仓10输出的煤粉进行均匀处理，并将经过均匀处理后的煤粉通过第一接口31源源不断的输送到输送装置30的容置腔34中。其中，该输送装置30的容置腔34与第一接口31、第二接口32和第三接口33分别连通，而第二接口32与气源装置40的出口端41连接，进而使得气源装置40中的带压惰性气体通过第二接口32进入到输送装置30的容置腔34中，并将容置腔34中的煤粉通过第三接口33和输送管道35持续、均匀地吹入气化炉50中，使得均匀的煤粉在气化炉50中与反应气均匀接触发生反应，进而实现对常低压气流床气化炉的均匀给料，并且提高了整个气化炉50的反应稳定性和反应效率，同时提高了煤粉与反应气的接触面积，进而提高了煤粉的燃烧率。
需要说明的是，本实施例，气源装置40可以根据输送管道35的长度和、煤粉的含量以及实际生产需要来调整出口端输出的惰性气体的流量和压力。例如，当输送管道35较长时，为了保证可以将输送装置30中的煤粉按照预设的速度吹入到气化炉50中，则需要增大气源装置40的出口端41输出的惰性气体的流量和压力，使得该惰性气体可以按照生产需要将煤粉持续、均匀地吹入到气化炉50中。
可选的，本实施例的均匀给料装置20可以是任意可以控制煤粉流量的装置，本实施例对均匀给料装置20的具体结构不做限制。
可选的，本实施例的气流床气化炉进料***100还可以包括分布式控制***(Distributed Control System，简称DCS)，用于实时的对气流床气化炉进料***100进行远程的调节和监视。同时，本实施例中各装置之间设置连锁，可以实现相互之间的反馈调节。
举例说明，当气化炉50检测到输入的煤粉的流速大于预设的值时，气化炉50向DCS发送当前时刻煤粉的流速，DCS根据当前时刻煤粉的流速来调整气源装置40的出口端41输出的惰性气体的流速，进而降低进入气化炉50中的煤粉的流速。即本实施例，通过在气流床气化炉进料***100中设置DCS，方便操作人员对气化炉50生产过程的实时监控，进而提高了气化炉50的生产可靠性。
本实施例的气流床气化炉进料***100，其结构简单，整个***中无需配备煤粉流量计和角阀等昂贵的设备，进而降低了煤气生产的投资和运行成本。
本发明提供的气流床气化炉进料***，通过设置用于储存煤粉的第一煤粉仓、输送装置、用于将第一煤粉仓中的煤粉均匀传输给输送装置的均匀给料装置和用于提供将输送装置中的煤粉传输至气化炉的惰性气体的气源装置，并通过将第一煤粉仓的输出端与均匀给料装置的输入端连接，均匀给料装置的输出端与第一接口连接，气源装置的出口端与第二接口连接，第三接口通过输送管道与气化炉连接，进而使得气源装置将输送装置中的煤粉通过输送管道持续、均匀地吹入气化炉中，使得均匀的煤粉在气化炉中与反应气均匀接触发生反应，进而实现对常低压气流床气化炉的均匀给料，并且提高了整个气化炉的反应稳定性和反应效率，同时提高了煤粉与反应气的接触面积，进而提高了煤粉的燃烧率。并且本发明的气流床气化炉进料***，其结构简单，整个***中无需配备煤粉流量计和角阀等昂贵的设备，进而降低了煤气生产的投资和运行成本。
图2为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例二的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例的均匀给料装置20可以包括定量给料装置60，所述均匀给料装置20的输入端21与所述第一煤粉仓10的输出端11连接，所述均匀给料装置20的输出端22与所述第一接口31连接。
具体的，如图2所示，为了进一步提高均匀给料装置20的均匀给料性，则本实施例的均匀给料装置20可以包括定量给料装置60，其中，该定量给料装置60的输入端61与第一煤粉仓10的输出端11连接，定量给料装置60的输出端62与第一接口31连接，用于持续、均匀地为输送装置30输出煤粉，并使得该持续、均匀的煤粉在气源装置40的作用下持续、均匀地进入气化炉50，进而实现了对常低压气流床气化炉的均匀给料。
可选的，本实施例的定量给料装置60可以是圆盘给料机或者旋转给料机，可选的，本实施例的定量给料装置60还可以是为输送装置30输出持续、均匀煤粉的其他装置，本实施例对定量给料装置60的具体结构不做限制。其中，本实施例可以通过调节定量给料装置60中电机的运行频率来调节定量给料装置60的给料量。
可选的，本实施例中的输送装置30可以是螺旋输送泵或者喷射器，可选的，本实施例的输送装置30还可以是其他结构输料装置，本实施例对输送装置30的具体结构不做限制。
可选的，本实施例的气源装置40采用惰性气体作为气源，装置形式可以采用鼓风机对常压气源进行加压，也可以直接采用工厂公用管道带压气源，使得煤粉在该惰性气体的推动下均匀地进入到气化炉50中。可选的，本实施例还可以在气源装置40的输出管道上设置一个阀组42，用于控制气源装置40输出的气源的流量。
进一步地，如图2所示，本实施例的气流床气化炉进料***100，在气源装置40的出口端41设置有压力表A，在输送管道35上设置有压力表B，其中，压力表A用于测量气源装置40的出口端41处的气体压力值，压力表B用于测量输送管道35内的气体压力值。
需要说明的是，在本实施例中，压力表A和压力表B与DCS连接，并将测量的气源装置40的出口端41处的气体压力值和输送管道35内的气体压力值实时传输给DCS，使得DCS根据该压力表A值和压力表B值，实时掌握气化炉50内的煤粉的流速和压力。当压力表B测量的输送管道35内的气体的压力值小于预设值时，则DCS控制气源装置40上的阀组42调大气源装置40输出的气体(即惰性气体)的流量和压力，进而使得气源装置40的出口端41输出的惰性气体可以按照生产要求，将输出装置中的煤粉持续、均匀地吹入气化炉50中，从而实现了对常低压气流床气化炉50的均匀的给料，进一步提高了气化床的反应效率和稳定性。
本发明提供的气流床气化炉进料***，通过在均匀给料装置中设置定量给料装置，使得该定量给料装置通过第一接口为输送装置持续、均匀给料，进而使得输送装置中的煤粉在气源装置的作用下均匀地、源源不断地进入到气化炉中，进而实现了对常低压气流床气化炉的均匀给料，从而提高了常低压气流床气化炉的工作效率和可靠性。同时，本实施例，还在气源装置的出口端设置有压力表A，在输送管道上设置有压力表B，用于实时监控气流床气化炉进料***中煤粉的流动情况，并实现DCS对煤粉流动的智能监控和调节，进而进一步提高了气流床气化炉进料***的可靠性。
图3为本发明提供的气流床气化炉进料***实施例三的结构示意图。在上述实施例的基础上，为了进一步提高对常低压气流床气化炉50的均匀进料，如图3所示，本实施例的均匀给料装置20还可以包括稳流装置70和计量装置80，其中，所述稳流装置70的输入端71与所述定量给料装置60的输出端62连接，所述稳流装置70的输出端72与所述计量装置80的输入端81连接，所述计量装置80的输出端82与所述第一接口31连接。
具体的，如图3所示，本实施例的均匀给料装置20还可以包括稳流装置70和计量装置80，稳流装置70的输入端71与所述定量给料装置60的输出端62连接，稳流装置70的输出端72与计量装置80的输入端81连接，计量装置80的输出端82与第一接口31连接。该稳流装置70用于为对定量给料装置60输出的煤粉进行进一步均匀，计量装置80用于对经过均匀化的煤粉进行称重，保证进入输送装置30的煤粉的量是相同。
即，本实施例的稳流装置70用于均匀煤粉的进料流量，防止煤粉的进料流量产生大的波动，为后续计量装置的准确计量创造条件。计量装置80具体用于对煤粉的质量流量进行控制，防止进入气化炉50的煤粉的质量流量不相同，造成无法对气化炉50均匀给料，进而降低气化炉50的反应效果的问题产生。
本实施例的技术方法，将稳流装置70和计量装置80相结合，实现对煤粉质量流量的实时控制，在生产过程中，保证不同时刻进入气化炉50的煤粉的流量是相同的，进而实现了对常低压气流床气化炉50的持续、均匀给料，从而进一步提高了常低压气流床气化炉50的反应效率和稳定性。
可选的，本实施例的计量装置80可以采用高精度的计量装置，例如科氏力称，可选的，本实施例的计量装置80还可以采用其他传统的计量方法，本实施例对计量装置80的具体选择不做限制。
继续参照图3，本实施的均匀给料装置20还可以包括第二煤粉仓90，该第二煤粉仓90的输入端91与计量装置80的输出端82连接，该第二煤粉仓90的输出端92与第一接口31连接。
继续参照图3，本实施例的输送管道35包括直管350和扩径管360，该扩径管360的第一端361与输送装置30的第三接口33连接，该扩径管360的第二端362通过直管350与气化炉50连接，其中，该扩径管360的第一端361的直径小于扩径管360的第二端362的直径。这样，当气源装置40中的气体进入输送装置30，并通过直径较小的扩径管360的第一端361向直径较大的扩径管360的第二端362吹出气体时，对输送装置30中的煤粉有一定的推动力，使得输送装置30中的煤粉更加有效地进入输送管的直管350，并通过直管350进入气化炉50中。
可选的，为了防止煤粉的板结和架桥现象的产生，本实施例的气流床气化炉进料***100，在第一煤粉仓10的输出端11、定量给料装置60的输出端62、稳流装置70的输出端72、计量装置80的输出端82和第二煤粉仓90的输出端92均设置有用于使煤粉均匀流动的惰性气体流化装置(图中未示出)。该惰性气体流化装置可以产生带压的惰性气体流，可以将上述各装置出口处的煤粉推入到下一个装置中，防止煤粉在下降的过程中在上述装置的出口处堆积，造成板结和架桥的现象产生，进而实现了气流床气化炉进料***100给气化炉50的均匀给料。可选的，本实施例，还可以在气流床气化炉进料***100中各下料管道和输送管道35中设置惰性气体流化装置。
本发明提供的气流床气化炉进料***，通过在均匀给料装置中设置稳流装置和计量装置，该稳流装置的输入端与所述定量给料装置的输出端连接，稳流装置的输出端与计量装置的输入端连接，计量装置的输出端与第一接口连接，用于对煤粉的质量流量进行控制，在生产过程中，保证不同时刻进入气化炉的煤粉的质量流量是相同的，进而实现了对常低压气流床气化炉的持续、均匀给料，从而进一步提高了常低压气流床气化炉的反应效率和稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种气流床气化炉进料***，其特征在于，包括：用于储存煤粉的第一煤粉仓、输送装置、用于将所述第一煤粉仓中的煤粉均匀传输给所述输送装置的均匀给料装置和用于提供将所述输送装置中的煤粉传输至所述气化炉的惰性气体的气源装置；其中，所述输送装置包括容置腔和与所述容置腔分别连通的第一接口、第二接口和第三接口；
所述第一煤粉仓的输出端与所述均匀给料装置的输入端连接，所述均匀给料装置的输出端与所述第一接口连接，所述气源装置的出口端与所述第二接口连接，所述第三接口通过输送管道与所述气化炉连接。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述均匀给料装置包括定量给料装置，所述定量给料装置的输入端与所述第一煤粉仓的输出端连接，所述定量给料装置的输出端与所述第一接口连接。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述气源装置的出口端管道上设置有压力表A，所述输送管道上设置有压力表B；
其中，所述压力表A用于测量所述气源装置的出口端处的气体压力值，所述压力表B用于测量所述输送管道内的气体压力值。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述均匀给料装置还包括稳流装置和计量装置；
所述稳流装置的输入端与所述定量给料装置的输出端连接，所述稳流装置的输出端与所述计量装置的输入端连接，所述计量装置的输出端与所述第一接口连接。
5.根据权利要求4所示的***，其特征在于，所述均匀给料装置还包括第二煤粉仓，所述第二煤粉仓的输入端与所述计量装置的输出端连接，所述第二煤粉仓的输出端与所述第一接口连接。
6.根据权利要求5所示的***，其特征在于，所述输送管道包括直管和扩径管，所述扩径管的第一端与所述第三接口连接，所述扩径管的第二端通过所述直管与所述气化炉连接，所述第一端的直径小于所述第二端的直径。
7.根据权利要求2-6任一项所述的***，其特征在于，所述定量给料装置为圆盘给料机或者旋转给料机。
8.根据权利要求1-6任一项所述的***，其特征在于，所述输送装置为螺旋输送泵或者喷射器。
9.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述第一煤粉仓的输出端、所述定量给料装置的输出端、所述稳流装置的输出端、所述计量装置的输出端和所述第二煤粉仓的输出端均设置有用于使煤粉均匀流动的惰性气体流化装置。
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