CN110564454B - 干法排渣流化床气化反应装置 - Google Patents

干法排渣流化床气化反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了干法排渣流化床气化反应装置，包括外壳体，所述外壳体顶壁固定设有向下开口的内筒，所述外壳体顶壁还贯穿设置有向所述内筒内部空间开口的进料口，所述外壳体内腔下端设有分布器和与所述分布器连接的气化剂入口，所述外壳体的底部设有排渣口，所述排渣口连接有排渣***，所述外壳体的侧壁还设有排气口，所述排气口连接有过滤***，所述排渣***包括旋转料斗和冷却室，所述旋转料斗包括位于内腔的转动轴，所述转动轴上设有若干叶轮，且所述转动轴与位于旋转料斗外侧的驱动装置电连接，所述旋转料斗上端设有料斗入口，所述旋转料斗下端设有料斗出口。本发明提高了碳转化率，且提高了操作和运行稳定性。

Description

干法排渣流化床气化反应装置
技术领域
本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及干法排渣流化床气化反应装置。
背景技术
由于半干法灰融聚排渣方式的前提是在反应器内形成局部高温区，并同时形成团聚流场，使颗粒相互碰撞粘结后通过环形排渣管排出。在这样的操作条件，导致排渣管长期处于高温高压和熔融态灰渣粘附等恶劣工况下，严重影响排渣管的使用寿命，因此必须经常进行更换或维修，由于使用材料价格昂贵，维修和维护费用较高，且停车频率过高导致生产成本大幅提高。
根据现有流化床气化工业应用和运行情况发现，流化床气化技术由于其反应温度相比低于燃料灰熔点以下操作，且停留时间低于固定床，所以碳转化率一直处于较低水平，很难达到气流床和固定床气化反应器碳转化率99％的水平。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了干法排渣流化床气化反应装置，提高了碳转化率，且提高了操作和运行稳定性。
本发明提出的干法排渣流化床气化反应装置，包括外壳体，所述外壳体顶壁固定设有向下开口的内筒，所述外壳体顶壁还贯穿设置有向所述内筒内部空间开口的进料口，所述外壳体内腔下端设有分布器和与所述分布器连接的气化剂入口，所述外壳体的底部设有排渣口，所述排渣口连接有排渣***，所述外壳体的侧壁还设有排气口，所述排气口连接有过滤***。
优选地，所述排渣***包括旋转料斗和冷却室，所述旋转料斗包括位于内腔的转动轴，所述转动轴上设有若干叶轮，且所述转动轴与位于旋转料斗外侧的驱动装置电连接，所述旋转料斗上端设有料斗入口，所述料斗入口与所述外壳体的排渣口连接，所述旋转料斗下端设有料斗出口，所述料斗出口与所述冷却室连接；
所述冷却室包括运输带，所述运输带贯穿位于所述冷却室一侧的冷却室出口，所述运输带将冷却室分割为上腔室和下腔室，所述料斗出口与所述上腔室连通，所述下腔室一侧分别设有冷却液入口和冷却液出口。
优选地，所述上腔室顶壁设有喷淋***
优选地，所述喷淋***的喷淋液为水和/气体。
优选地，所述下腔室中充满冷却液，所述冷却液为水或混有冷却剂的水溶液。
优选地，所述分布器包括若干横管和纵管，且所述横管与所述纵管的连接部设有喷气管。
优选地，所述喷气管包括位于下端的喷气管入口，所述喷气管下端呈锥形，且所述喷气管的内腔中设有浮球，所述喷气管的顶壁上设有若干通孔。
优选地，所述过滤***包括过滤室和清洁室，所述过滤室与所述清洁室直接设有分隔板，所述过滤室内设有若干滤网，所述滤网一端与所述过滤室的侧壁连接，所述滤网另一端贯穿所述分隔板，所述过滤室一侧还设有过滤室进气管和过滤室出气管，所述过滤室进气管位于所述滤网的下方，所述过滤室出气管位于所述滤网的下方；
所述清洁室内设有与所述滤网数量相配的拉杆，所述拉杆一端与所述滤网固定连接，所述拉杆远离所述滤网的一端贯穿所述清洁室的侧壁并与位于所述清洁室外侧的驱动装置电连接，所述清洁室顶壁外侧设有电机，所述电机输出轴连接有风扇，所述风扇位于所述清洁室内腔中，且所述清洁室的顶壁设有若干透气孔；
所述清洁室下端与所述过滤室的下端均与回渣管连通，所述回渣管与位于所述外壳体侧壁上的回渣口连通，所述过滤室上的过滤室进气管与所述外壳体上的排气口连通。
优选地，所述过滤网与所述分隔板的连接处设有密封件。
优选地，所述滤网与所述分隔板的连接部还设有毛刷，所述毛刷位于所述滤网的下端且固定在分隔板上。
优选地，所述外壳体的内腔中还设有缓冲板，所述缓冲板位于所述分布器上方。
优选地，从所述气化剂入口进入外壳体内的气化剂为空气、氧气、水蒸气或氢气中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
(1)物料进入外壳体后，从分布器喷射的气化剂能够与物料充分接触，极大地提高了物料的气化程度，且提高了气化效率；
(2)喷气嘴内设有浮球，当不进行气化剂的添加时，浮球会将喷气管入口封住，避免了外壳体内的颗粒或气体沿着分布器逆流；
(3)外壳体一侧还设有过滤***，能够将煤气中的颗粒截留下来，并重新输送至外壳体内进行重复气化，进一步提高了物料的气化率，且节约了资源；
(4)过滤室一侧设有的清洁室能够对过滤室内的滤网进行清洁，无需将滤网拆卸即可实现清洁，自动化程度高；
(5)外壳体内部设置的缓冲板能够对下落的物料起到缓冲的效果，进一步提高物料与气化剂的充分接触；
(6)排渣***包括旋转料斗，实现了灰渣的连续排放，旋转料斗下端设有的冷却室能够对排出的灰渣进行冷却，解决了因灰渣温度过高而对接触材料的高要求的问题。
附图说明
图1为本发明提出的干法排渣流化床气化反应装置的结构示意图；
图2为本发明提出的排渣***的结构示意图；
图3为本发明提出的过滤***的结构示意图；
图4为本发明提出的进气***的结构示意图；
图5为本发明提出的喷气管的结构示意图。
图中：1-外壳体、2-内筒、3-保温层、4-排气口、5-过滤***、51-拉杆、52-清洁室、53-回渣管、54-过滤室进气管、55-滤网、56-过滤室、57-过滤室出气管、58-透气孔、59-电机、510-风扇、6-回渣口、7-缓冲板、8-分布器、81-横管、82-纵管、83-喷气管、831-喷气管入口、832-浮球、833-通孔、9-旋转料斗、91-料斗入口、92-转动轴、93-叶轮、94-冷却室、95-上腔室、96-冷却室出口、97-运输带、98-下腔室、99-冷却液出口、910-冷却液入口、911-料斗出口；
A-进料口、B-煤气出口、C-气化剂入口、D-排渣口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参考图1-5，本发明提出的干法排渣流化床气化反应装置，包括外壳体，所述外壳体顶壁固定设有向下开口的内筒，所述外壳体顶壁还贯穿设置有向所述内筒内部空间开口的进料口，所述外壳体内腔下端设有分布器和与所述分布器连接的气化剂入口，所述外壳体的底部设有排渣口，所述排渣口连接有排渣***，所述外壳体的侧壁还设有排气口，所述排气口连接有过滤***。物料从进料口进入外壳体内，通过高温配合从分布器喷射的气化剂使物料发生气化，气化产生的煤气从排气口进入过滤***进行过滤，过滤下来的颗粒再经过回渣口重新进入外壳体内进行重复气化，提高了资源的利用率，外壳体内气化后的灰渣从底部的排渣口进入排渣***。
排渣***包括旋转料斗和冷却室，所述旋转料斗包括位于内腔的转动轴，所述转动轴上设有若干叶轮，且所述转动轴与位于旋转料斗外侧的驱动装置电连接，所述旋转料斗上端设有料斗入口，所述料斗入口与所述外壳体的排渣口连接，所述旋转料斗下端设有料斗出口，所述料斗出口与所述冷却室连接；
所述冷却室包括运输带，所述运输带贯穿位于所述冷却室一侧的冷却室出口，所述运输带将冷却室分割为上腔室和下腔室，所述料斗出口与所述上腔室连通，所述下腔室一侧分别设有冷却液入口和冷却液出口。
本申请的排渣***包括旋转料斗，实现了灰渣的连续排放，由于外壳体内的温度较高，灰渣如果直接运输出去的话对装置的材料要求很高，因此本申请在旋转料斗的下方设置一冷却室，可以通过上腔室顶壁设有喷淋***，喷淋***的喷淋液为水和/气体，对灰渣边运输边冷却，还可以在下腔室中充满冷却液，所述冷却液为水或混有冷却剂的水溶液，下腔室中的冷却液采用循环的方式，该方式与换热器的原理相同。
分布器包括若干横管和纵管，且所述横管与所述纵管的连接部设有喷气管。
喷气管包括位于下端的喷气管入口，所述喷气管下端呈锥形，且所述喷气管的内腔中设有浮球，所述喷气管的顶壁上设有若干通孔。分布器上的若干喷气管在向外壳体内喷射气化剂的时候，会吹动下落的物料，使物料产生沸腾的效果，从而提高了物料与气化剂的接触面积与接触时间，物料气化更充分，气化产生的灰渣从分布器的空格中落下，然后从底部的排渣口进入排渣***。
过滤***包括过滤室和清洁室，所述过滤室与所述清洁室直接设有分隔板，所述过滤室内设有若干滤网，所述滤网一端与所述过滤室的侧壁连接，所述滤网另一端贯穿所述分隔板，所述过滤室一侧还设有过滤室进气管和过滤室出气管，所述过滤室进气管位于所述滤网的下方，所述过滤室出气管位于所述滤网的下方；
所述清洁室内设有与所述滤网数量相配的拉杆，所述拉杆一端与所述滤网固定连接，所述拉杆远离所述滤网的一端贯穿所述清洁室的侧壁并与位于所述清洁室外侧的驱动装置电连接，所述清洁室顶壁外侧设有电机，所述电机输出轴连接有风扇，所述风扇位于所述清洁室内腔中，且所述清洁室的顶壁设有若干透气孔；
所述清洁室下端与所述过滤室的下端均与回渣管连通，所述回渣管与位于所述外壳体侧壁上的回渣口连通，所述过滤室上的过滤室进气管与所述外壳体上的排气口连通。
过滤室主要是将从外壳体排出的煤气中的未气化完全的颗粒截留下来，然后重新输送至外壳体内进行重复气化，从而保证物料的充分利用，而清洁室主要是对过滤室中的滤网进行清洁，可以通过对控制程序进行设计，当过滤室内的滤网过滤一端时间后，通过驱动装置带动拉杆向远离清洁室的方向运动，拉杆带动滤网运动至其完全位于清洁室内，由于滤网与分隔板的接触部设有密封圈，能够将滤网下端的颗粒去除一部分，为了避免在去除颗粒的过程中滤网的网孔被堵住，本申请还在清洁室的上端设有一风扇，通过风扇进一步的将滤网上的颗粒吹下，从而达到清洁的目的；为了进一步提高自动化的程度，至少设置两组滤网，每次清洗时，从下至上逐个清洗，当最下端被清洗时，其余的滤网仍能继续进行过滤，当清洁后的滤网复位后，再进行下一个滤网的过滤工作，这样可以保证在清洁滤网时，过滤室仍可以继续工作，实现了连续生产。
为了防止煤气进入清洁室，然后从清洁室上端的透气孔排出，本申请在过滤网与所述分隔板的连接处设有密封件，且在清洁的过程中，滤网远离拉杆的一端仍然与密封件接触，保证滤网与分隔板的接触部不透气即可。
为了进一步提高滤网的清洁效果，在滤网与所述分隔板的连接部还设有毛刷，所述毛刷位于所述滤网的下端且固定在分隔板上，在滤网向清洁室中运动时，毛刷对滤网进行清洁，此外还可以将毛刷设置在清洁室内，或者清洁室和过滤室内均设置毛刷。
为了进一步提高气化剂与物料的接触时间，以提高气化效率，外壳体的内腔中还设有缓冲板，所述缓冲板位于所述分布器上方。
从气化剂入口进入外壳体内的气化剂为空气、氧气、水蒸气或氢气中的一种或几种。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，包括外壳体，所述外壳体顶壁固定设有向下开口的内筒，所述外壳体顶壁还贯穿设置有向所述内筒内部空间开口的进料口，所述外壳体内腔下端设有分布器和与所述分布器连接的气化剂入口，所述外壳体的底部设有排渣口，所述排渣口连接有排渣***，所述外壳体的侧壁还设有排气口，所述排气口连接有过滤***；
所述过滤***包括过滤室和清洁室，所述过滤室与所述清洁室直接设有分隔板，所述过滤室内设有若干滤网，所述滤网一端与所述过滤室的侧壁连接，所述滤网另一端贯穿所述分隔板，所述过滤室一侧还设有过滤室进气管和过滤室出气管，所述过滤室进气管位于所述滤网的下方，所述过滤室出气管位于所述滤网的下方；
所述清洁室内设有与所述滤网数量相配的拉杆，所述拉杆一端与所述滤网固定连接，所述拉杆远离所述滤网的一端贯穿所述清洁室的侧壁并与位于所述清洁室外侧的驱动装置电连接，所述清洁室顶壁外侧设有电机，所述电机输出轴连接有风扇，所述风扇位于所述清洁室内腔中，且所述清洁室的顶壁设有若干透气孔；
所述清洁室下端与所述过滤室的下端均与回渣管连通，所述回渣管与位于所述外壳体侧壁上的回渣口连通，所述过滤室上的过滤室进气管与所述外壳体上的排气口连通；
所述分布器包括若干横管和纵管，且所述横管与所述纵管的连接部设有喷气管；所述喷气管包括位于下端的喷气管入口，所述喷气管下端呈锥形，且所述喷气管的内腔中设有浮球，所述喷气管的顶壁上设有若干通孔；
所述气化剂入口进入外壳体内的气化剂为空气、氧气、水蒸气或氢气中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述排渣***包括旋转料斗和冷却室，所述旋转料斗包括位于内腔的转动轴，所述转动轴上设有若干叶轮，且所述转动轴与位于旋转料斗外侧的驱动装置电连接，所述旋转料斗上端设有料斗入口，所述料斗入口与所述外壳体的排渣口连接，所述旋转料斗下端设有料斗出口，所述料斗出口与所述冷却室连接；
所述冷却室包括运输带，所述运输带贯穿位于所述冷却室一侧的冷却室出口，所述运输带将冷却室分割为上腔室和下腔室，所述料斗出口与所述上腔室连通，所述下腔室一侧分别设有冷却液入口和冷却液出口。
3.根据权利要求2所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述上腔室顶壁设有喷淋***。
4.根据权利要求3所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述喷淋***的喷淋液为水和/气体。
5.根据权利要求3所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述下腔室中充满冷却液，所述冷却液为水或混有冷却剂的水溶液。
6.根据权利要求1所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述过滤网与所述分隔板的连接处设有密封件。
7.根据权利要求1所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述滤网与所述分隔板的连接部还设有毛刷，所述毛刷位于所述滤网的下端且固定在分隔板上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的干法排渣流化床气化反应装置，其特征在于，所述外壳体的内腔中还设有缓冲板，所述缓冲板位于所述分布器上方。
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