用于锅炉的螺旋排渣装置与排渣方法与流程

本发明涉及锅炉技术领域，尤其是涉及一种用于锅炉的螺旋排渣装置与排渣方法。

背景技术：

一般地，锅炉排出的废渣温度较高。在采用螺旋排渣机对锅炉进行排渣时，对螺旋排渣机的螺旋轴和壳体的耐高温要求较高，螺旋排渣机的加工难度较大，加工成本较高。另外，若锅炉排出的热渣温度过高而使壳体尤其是螺旋轴温度过高时，容易造成螺旋排渣机的卡壳现象,不利于废渣的排出。

技术实现要素：

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

为了避免螺旋排渣机在高温下工作出现的问题，相关技术中一般通过在螺旋排渣机的装载炉膛底部向螺旋轴内芯通冷却水以冷却螺旋轴，该方法虽可降低螺旋轴等内部件的温度，不会出现卡壳的现象，但该方式只能对螺旋轴周围的热渣冷却，不能冷却距螺旋轴较远的热渣，同时由于螺旋轴外表面受限，热渣处理量和冷却深度较小，导致其排焦出力较小；另一些方法是采用在螺旋排渣机前面安装一个冷渣器，利用冷渣器将热渣冷却成冷渣后再利用螺旋排渣机排渣，该方法虽可降低螺旋排渣机的工作温度，但螺旋排渣机上没有安装冷却装置，当冷渣器冷渣效果不好时，难以避免螺旋排渣机在较高的温度下工作出现的问题。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于锅炉的螺旋排渣装置，可降低进入螺旋排渣机的废渣的温度，有效地改善螺旋排渣机的工作温度。

本发明还提出一种用于锅炉的螺旋排渣方法。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣装置，包括：用于对废渣进行冷却的冷渣器，所述冷渣器设有入口和出口，所述入口与所述排渣口相连；螺旋排渣机，所述螺旋排渣机包括壳体、螺旋轴和用于对所述壳体内的废渣进行冷却的冷却流路，所述壳体上设有进料口和出料口，所述进料口与所述出口相连，所述冷却流路具有冷却水入口和冷却水出口，所述螺旋轴可转动地设在所述壳体内以朝向所述出料口输送所述废渣。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣装置，一方面通过在螺旋排渣机的进料口和锅炉的排渣口之间设置冷渣器以对废渣进行初步冷却，从而降低进入螺旋排渣机的废渣的温度，有效地改善螺旋排渣机的工作温度，避免了因进入到螺旋排渣机的废渣的温度过高，而要求螺旋排渣机的螺旋轴和壳体的材质具有较好的耐高温性，同时可降低螺旋排渣机的加工难度和加工成本，避免了螺旋排渣机产生卡壳的现象；另一方面在螺旋排渣机内设置冷却流路以对废渣二次冷却，不但可进一步降低废渣的温度，而且当冷渣器出现故障而不能对废渣进行初步冷却或对废渣的初步冷却效果不佳时，还有利于保证螺旋排渣机工作的可靠性，在一定程度上避免螺旋排渣机在较高的温度下工作出现的卡壳等问题。

根据本发明的一些实施例，所述冷却流路包括位于所述壳体的侧壁内的第一子流路。

根据本发明的一些实施例，所述冷渣器包括具有盛放空间的外壳和用于流动冷却液的流动空间，所述流动空间位于所述盛放空间外侧以对所述盛放空间的废渣进行冷却，所述流动空间具有进液口和出气口。

进一步地，所述盛放空间设有冷却风进口和冷却风出口，从所述冷却风口排入所述盛放空间的冷却风与所述盛放空间内的废渣换热后从所述冷却风出口排出。

进一步地，所述进液口与所述冷却水出口连通。

进一步地，排渣装置还包括处理装置，所述处理装置设有气体进口、气体出口、液体进口和液体出口，所述气体进口与所述冷却风出口连通，所述气体出口与所述冷却风进口连通，所述液体进口与所述冷却水出口连通，所述液体出口与所述进液口连通，从所述气体进口排入的冷却风与从所述液体进口排入的液体进行换热。

具体地，所述出气口适于与锅炉的气化剂进气管连通。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，上述螺旋排渣装置可采用所述螺旋排渣方法进行排渣，所述螺旋排渣方法包括如下步骤：将从锅炉排出的废渣首先排入到冷渣器内进行第一次冷却；将经过第一次冷却的废渣排入到螺旋排渣机内，所述螺旋排渣机包括螺旋轴和冷却流路，在所述螺旋轴的推动下所述废渣朝向所述螺旋排渣机的出料口移动且被所述冷却流路冷却。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，有利于提高对废渣的冷却效率。

根据本发明的一些实施例，还包括如下步骤：采用处理装置对从所述冷渣器排出的冷却介质和从所述冷却流路排出的冷却介质进行换热。

根据本发明的一些实施例，还包括如下步骤：采集从所述冷渣器排出的蒸汽的热量，并将回收的热量排向所述锅炉以作为气化反应的能量。

附图说明

图1是根据本发明一些实施例的螺旋排渣装置的示意图；

图2是根据本发明另一些实施例的螺旋排渣装置的示意图；

图3是根据本发明再一些实施例的螺旋排渣装置的示意图；

图4是根据本发明一些实施例的冷渣器的示意图；

图5是根据本发明一些实施例的螺旋排渣机的示意图。

附图标记：

锅炉1000；

螺旋排渣装置100；冷渣器1；入口11；出口12；盛放空间13；冷却风进口131；冷却风出口132；流动空间14；进液口141；出气口142；螺旋排渣机2；壳体21；进料口211；出料口212；螺旋轴22；冷却水入口231；冷却水出口232；第一子流路233；处理装置3；气体进口31；气体出口32；液体进口33；液体出口34；冷却介质处理设备4；返料器5；

排渣口200；气化剂进气管300。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100，螺旋排渣装置100可用于锅炉1000例如气化炉内废渣的排出。具体地，锅炉1000设有排渣口200和气化剂进气管300，锅炉1000内的废渣可通过排渣口200从锅炉1000内排出，气化剂例如气化空气可从气化剂进气管300进入到锅炉1000内。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100，可以包括用于对废渣进行冷却的冷渣器1和螺旋排渣机2。

具体地，冷渣器1设有入口11和出口12，入口11与排渣口200相连，由此，锅炉1000内的废渣可通过排渣口200排出后，经过入口11排入冷渣器1内，以便于冷渣器1对进入冷渣器1内的废渣进行初步冷却。

具体地，如图1-图3和图5所示，螺旋排渣机2例如夹套水冷式排渣机，可以包括壳体21、螺旋轴22和用于对壳体21内的废渣进行冷却的冷却流路，壳体21上设有进料口211和出料口212，进料口211与出口12相连例如进料口211与出口12通过连接管焊接连接，冷却流路具有冷却水入口231和冷却水出口232，螺旋轴22可转动地设在壳体21内以朝向出料口212输送废渣。可选地，冷却水入口231可与冷却液管路例如水管连通。

具体而言，经过冷渣器1初步冷却的废渣可从出口12排出，并经过进料口211进入到螺旋排渣机2的壳体21内，壳体21内的废渣在螺旋轴22的作用下不断地朝向出料口212的方向移动，与此同时从冷却水入口231进入到冷却流路中的冷却液例如冷却水与壳体21内的废渣换热以实现对废渣的二次冷却，从而进一步降低废渣的温度，随后废渣从出料口212排出，冷却流路中换热后的冷却水可从冷却水出口232排出。

由此，一方面通过在螺旋排渣机2的进料口211和锅炉1000的排渣口200之间设置冷渣器1以对废渣进行初步冷却，从而降低进入螺旋排渣机2内的废渣的温度，有效地改善螺旋排渣机2的工作温度，避免了因进入到螺旋排渣机2内的废渣的温度过高而要求螺旋排渣机2的螺旋轴22和壳体21的材质具有较好的耐高温性，同时可降低螺旋排渣机2的加工难度和加工成本，避免了螺旋排渣机2产生卡壳的现象，另外还避免了相关技术中因对废渣的冷却深度小而导致的对废渣的冷却效果差以及废渣处理量小的问题；另一方面在螺旋排渣机2内设置冷却流路以对废渣进行二次冷却，不但可进一步降低废渣的温度，而且当冷渣器1出现故障而不能对废渣进行初步冷却或对废渣的初步冷却效果不佳时，还有利于保证螺旋排渣机2工作的可靠性，在一定程度上避免螺旋排渣机2在较高的温度下工作出现的卡壳等问题。

可选地，螺旋排渣机2的出料口212可与废渣外运设备对应，从出料口212排出的废渣可直接排入废渣外运设备中，以便于废渣外运设备运输废渣。

根据本发明实施例的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100，一方面通过在螺旋排渣机2的进料口211和锅炉1000的排渣口200之间设置冷渣器1以对废渣进行初步冷却，从而降低进入螺旋排渣机2的废渣的温度，有效地改善螺旋排渣机2的工作温度，避免了因进入到螺旋排渣机2的废渣的温度过高，而要求螺旋排渣机2的螺旋轴22和壳体21的材质具有较好的耐高温性，同时可降低螺旋排渣机2的加工难度和加工成本，避免了螺旋排渣机2产生卡壳的现象，有利于提高螺旋排渣机2的排渣量；另一方面在螺旋排渣机2内设置冷却流路以对废渣二次冷却，不但可进一步降低废渣的温度，而且当冷渣器1出现故障而不能对废渣进行初步冷却或对废渣的初步冷却效果不佳时，还有利于保证螺旋排渣机2工作的可靠性，在一定程度上避免螺旋排渣机2在较高的温度下工作出现的卡壳等问题。

根据本发明的一些实施例，如图1-图3和图5所示，冷却流路包括位于壳体21的侧壁内的第一子流路233。由此，壳体21内的废渣在螺旋轴22的作用下不断地朝向出料口212的方向移动的过程中可与第一子流路233内的冷却液例如冷却水进行换热，以冷却壳体21内的废渣。

具体地，冷却流路包括位于螺旋轴22的轴体内的第二子流路(图未示出)。由此，第二子流路的设置不但有利于对废渣的二次冷却，同时还可以起到冷却螺旋轴22的作用，避免因螺旋轴22的温度过高而造成的卡壳等现象。

在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，冷渣器1包括具有盛放空间13的外壳和用于流动冷却液的流动空间14，流动空间14位于盛放空间13外侧以对盛放空间13的废渣进行冷却，流动空间14具有进液口141和出气口142。由此，从排渣口200排出的废渣可经过入口11进入到冷渣器1的盛放空间13内，与此同时，冷却液例如水可从进液口141进入到流动空间14内，流动空间14内的冷却液与盛放空间13的废渣可进行换热以对废渣进行初步冷却，随后，废渣可从出口12排出冷渣器1，换热后的冷却液汽化成气体并从出气口142排出流动空间14。

当然，本发明不限于此，在其它实施例中，流动空间14还可以位于盛放空间13内，盛放空间13内的废渣可与流动空间14的外侧壁接触以实现流动空间14内的冷却液与废渣之间的换热。

具体地，如图2-图4所示，外壳的外周壁上缠绕有冷水管以限定出流动空间14，从而有利于增大流动空间14与外壳之间的接触面积，以提高流动空间14内的冷却液与盛放空间13内的废渣的换热效果。

可选地，如图3所示，盛放空间13设有冷却风进口131和冷却风出口132，从冷却风进口131排入盛放空间13的冷却风与盛放空间13内的废渣换热后从冷却风出口132排出。具体而言，从排渣口200排出的废渣可经过入口11进入到冷渣器1的盛放空间13内，与此同时，冷却风从冷却风进口131进入盛放空间13内以起到流化风的作用，废渣在冷却风的作用下呈流化状态并与冷却风和从进液口141进入到流动空间14内的冷却液例如水进行换热，换热后的废渣可从出口12排出冷渣器1，换热后的冷却液汽化成气体并从出气口142排出流动空间14，换热后的冷却风从冷却风出口132排出。由此，通过盛放空间13内的冷却风和流动空间14内的冷却液同时冷却盛放空间13内的废渣，可有效地提高对废渣的冷却效率。可以理解的是，盛放空间13内的冷却风有利于提高流动空间14内的冷却液与盛放空间13的废渣之间的换热效果。

可选地，排入盛放空间13内的冷却风可以为氮气。

具体地，如图2-图3所示，进液口141与冷却水出口232连通，由此，冷却流路中与壳体21内的废渣换热后的冷却水可从冷却水出口232排出，并经过进液口141进入到流动空间14内以对盛放空间13内的废渣进行初步冷却，从而实现冷却水的多重利用。

进一步地，为了避免因从冷却水出口232流出的换热后的冷却水的温度过高而导致的换热后的冷却水经过进液口141进入到流动空间14对废渣的冷却效果不佳，可使得一部分新鲜的低温冷却水与换热后的冷却水一起经过进液口141进入到流动空间14内，从而保证进入到流动空间14内的冷却水对废渣的冷却效果。

具体地，如图3所示，用于锅炉1000的螺旋排渣装置100还包括处理装置3，处理装置3设有气体进口31、气体出口32、液体进口33和液体出口34，气体进口31与冷却风出口132连通，气体出口32与冷却风进口131连通，液体进口33与冷却水出口232连通，液体出口34与进液口141连通，从气体进口31排入的冷却风与从液体进口33排入的液体进行换热。由此，从冷却风出口132排出的冷却风可经过气体进口31进入到处理装置3内，从冷却水出口232排出的换热后的冷却液例如冷却水可经过液体进口33进入到处理装置3内，且进入到处理装置3内的冷却水可与冷却风进行换热，换热后的冷却风可经过气体出口32排出，并经过冷却风进口131进入到盛放空间13内，从而形成冷却风循环，换热后的冷却水可经过液体出口34排出，并经过进液口141进入到流动空间14内，从而实现冷却水的多重利用。

可以理解的是，从冷却水出口232排出的换热后的冷却水可与一部分新鲜的低温冷却水一起经过液体进口33进入到处理装置3内，以确保进入到处理装置3内的冷却水与冷却风之间的可靠换热。

从液体出口34排出的冷却水可与一部分新鲜的冷却水一起经过进液口141进入到流动空间14内，以确保进入到流动空间14内的冷却水对废渣的冷却效果。

可选地，如图3所示，冷渣器1被构造成使得废渣的流动方向与冷却风的流动方向相反。由此，有利于提高废渣与冷却风之间的换热效果，以实现冷却风对废渣的可靠冷却。

在本发明的一些实施例中，如图1-图3所示，出气口142适于与锅炉1000的气化剂进气管300连通。由此，通过进液口141进入到流动空间14内的冷却液例如冷却水在与废渣换热后，可气化成蒸汽，并从出气口142排出流动空间14，随后与气化剂例如气化空气一起经过气化剂进气管300排入到锅炉1000内，从而可使得废渣的热量以蒸汽显热的方式参与到锅炉1000内的气化反应中，以实现热量的回收，实现了节能减排，从而提高锅炉1000的热效率。

进一步地，螺旋排渣装置100还包括冷却介质处理设备4，冷却介质处理设备4设在出气口142和气化剂进气管300之间以用于回收从出气口142排出的蒸汽的热量，冷却介质处理设备4回收的从出气口142排出的蒸汽的热量可用于锅炉1000内的气化反应。由此，简单可靠。

具体地，螺旋排渣装置100还包括返料器5，返料器5设在锅炉1000的排渣口200和冷渣器1的入口11之间，返料器5可将排渣口200排出的废渣稳定的送入冷渣器1内。

下面参考图1-图3对本发明一些具体实施例的螺旋排渣装置100的结构进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例中的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100包括用于对废渣进行冷却的冷渣器1、螺旋排渣机2和冷却介质处理设备4。

具体地，冷渣器1设有入口11和出口12，入口11与排渣口200相连，由此，锅炉1000内的废渣可通过排渣口200排出后，经过入口11排入冷渣器1内，以便于冷渣器1对进入冷渣器1内的废渣进行初步冷却。

具体地，如图1和图5所示，螺旋排渣机2包括壳体21、螺旋轴22和用于对壳体21内的废渣进行冷却的冷却流路，冷却流路包括位于壳体21的侧壁内的第一子流路233。壳体21上设有进料口211和出料口212，进料口211与出口12相连，第一子流路233具有冷却水入口231和冷却水出口232，螺旋轴22可转动地设在壳体21内以朝向出料口212输送废渣。

如图1所示，冷渣器1包括具有盛放空间13的外壳和用于流动冷却液的流动空间14，流动空间14位于盛放空间13外侧以对盛放空间13的废渣进行冷却，流动空间14具有进液口141和出气口142。具体地，如图4所示，外壳的外周壁上缠绕有冷水管以限定出流动空间14，从而有利于增大流动空间14与外壳之间的接触面积，以提高流动空间14内的冷却液与盛放空间13内的废渣的换热效果。

如图1所示，出气口142适于与锅炉1000的气化剂进气管300连通。进一步地，冷却介质处理设备4设在出气口142和气化剂进气管300之间以用于回收从出气口142排出的蒸汽的热量，冷却介质处理设备4回收的从出气口142排出的蒸汽的热量可用于锅炉1000内的气化反应。

具体而言，从排渣口200排出的废渣可经过入口11进入到冷渣器1的盛放空间13内，与此同时，冷却液例如水可从进液口141进入到流动空间14内，流动空间14内的冷却液与盛放空间13的废渣可进行换热以对废渣进行初步冷却，随后，废渣可从出口12排出冷渣器1，换热后的冷却液汽化成气体并从出气口142排出流动空间14以排入冷却介质处理设置，冷却介质处理设备4回收气体中的热量，并将热量重新用到用于锅炉1000内的气化反应。从出口12排出的废渣经过进料口211进入到螺旋排渣机2的壳体21内，壳体21内的废渣在螺旋轴22的作用下不断地朝向出料口212的方向移动，与此同时从冷却水入口231进入到冷却流路中的冷却水与壳体21内的废渣换热以实现对废渣的二次冷却，从而进一步降低废渣的温度，随后废渣从出料口212排出，冷却流路中换热后的冷却水可从冷却水出口232排出。

实施例2

如图2所示，本实施例中的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100包括用于对废渣进行冷却的冷渣器1和螺旋排渣机2。

具体地，冷渣器1设有入口11和出口12，入口11与排渣口200相连，由此，锅炉1000内的废渣可通过排渣口200排出后，经过入口11排入冷渣器1内，以便于冷渣器1对进入冷渣器1内的废渣进行初步冷却。

具体地，如图2和图5所示，螺旋排渣机2包括壳体21、螺旋轴22和用于对壳体21内的废渣进行冷却的冷却流路，冷却流路包括位于壳体21的侧壁内的第一子流路233。壳体21上设有进料口211和出料口212，进料口211与出口12相连，第一子流路233具有冷却水入口231和冷却水出口232，螺旋轴22可转动地设在壳体21内以朝向出料口212输送废渣。

如图2和图4所示，冷渣器1包括具有盛放空间13的外壳和用于流动冷却液的流动空间14，流动空间14位于盛放空间13外侧以对盛放空间13的废渣进行冷却，流动空间14具有进液口141和出气口142。具体地，外壳的外周壁上缠绕有冷水管以限定出流动空间14，从而有利于增大流动空间14与外壳之间的接触面积，以提高流动空间14内的冷却液与盛放空间13内的废渣的换热效果。

如图2所示，出气口142适于与锅炉1000的气化剂进气管300连通，进液口141与冷却水出口232连通。

具体而言，锅炉1000内产生的900℃的高温半焦废渣从锅炉1000的排渣口200排出并经过入口11进入到冷渣器1的盛放空间13内，与此同时，从螺旋排渣机2的冷却水出口232流出的温度约为70℃的冷却水与温度约为25℃的新鲜的冷却水混合成温度约为40℃的冷却水从进液口141进入到流动空间14内，并与盛放空间13的废渣进行换热以对废渣进行初步冷却，换热后的冷却水汽化成约170℃的常压过热蒸汽并从出气口142排出且与气化空气一起经过气化剂进气管300排入到锅炉1000内，从而使得废渣的热量以蒸汽显热的方式参与到锅炉1000内的气化反应中，以实现热量的回收，从而提高锅炉1000的热效率。从出口12排出的温度约为200℃的废渣经过进料口211进入到螺旋排渣机2的壳体21内，壳体21内的废渣在螺旋轴22的作用下不断地朝向出料口212的方向移动，与此同时从冷却水入口231进入到冷却流路中的温度约为25℃的冷却水与壳体21内的废渣换热以实现对废渣的二次冷却，从而进一步降低废渣的温度，随后二次冷却后的废渣温度约为60℃，并从出料口212排出，冷却流路中换热后的冷却水可从冷却水出口232排出并与新鲜的冷却水混合后从进液口141进入到流动空间14内。

实施例3

如图3所示，本实施例中的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100包括用于对废渣进行冷却的冷渣器1、返料器5、处理装置3和螺旋排渣机2。

具体地，冷渣器1设有入口11和出口12，返料器5设在锅炉1000的排渣口200和冷渣器1的入口11之间以将排渣口200排出的废渣稳定的送入冷渣器1内。由此，锅炉1000内的废渣通过排渣口200排入返料器5后，可经过入口11排入冷渣器1内，以便于冷渣器1对进入冷渣器1内的废渣进行初步冷却。

具体地，如图3和图5所示，螺旋排渣机2包括壳体21、螺旋轴22和用于对壳体21内的废渣进行冷却的冷却流路，冷却流路包括位于壳体21的侧壁内的第一子流路233。壳体21上设有进料口211和出料口212，进料口211与出口12相连，第一子流路233具有冷却水入口231和冷却水出口232，螺旋轴22可转动地设在壳体21内以朝向出料口212输送废渣。

如图3和图4所示，冷渣器1包括具有盛放空间13的外壳和用于流动冷却液的流动空间14，流动空间14位于盛放空间13外侧以对盛放空间13的废渣进行冷却，流动空间14具有进液口141和出气口142，出气口142适于与锅炉1000的气化剂进气管300连通。

具体地，外壳的外周壁上缠绕有冷水管以限定出流动空间14，从而有利于增大流动空间14与外壳之间的接触面积，以提高流动空间14内的冷却液与盛放空间13内的废渣的换热效果。

如图3所示，盛放空间13设有冷却风进口131和冷却风出口132，从冷却风进口131排入盛放空间13的氮气与盛放空间13内的废渣换热后从冷却风出口132排出。

处理装置3设有气体进口31、气体出口32、液体进口33和液体出口34，气体进口31与冷却风出口132连通，气体出口32与冷却风进口131连通，液体进口33与冷却水出口232连通，液体出口34与进液口141连通，从气体进口31排入的高温氮气与从液体进口33排入的水进行换热。如图3所示，冷渣器1被构造成使得废渣的流动方向与氮气的流动方向相反。由此，有利于提高废渣与氮气之间的换热效果，以实现氮气对废渣的可靠冷却。

具体而言，锅炉1000内产生的900℃的高温半焦废渣从锅炉1000的排渣口200经过返料器5排入到冷渣器1的盛放空间13内，与此同时，温度约为80℃的氮气从冷却风进口131进入到盛放空间13内以作为流化风使用，废渣在氮气的作用下呈流化状态，流化状态的废渣与氮气和从进液口141进入到流动空间14的温度约为50℃的冷却水进行换热以对废渣进行初步冷却，换热后的冷却水汽化成约140℃的过热蒸汽并从出气口142排出且与气化空气一起经过气化剂进气管300排入到锅炉1000内，从而使得废渣的热量以蒸汽显热的方式参与到锅炉1000内的气化反应中，以实现热量的回收；换热后的氮气受热变成温度约为170℃的高温氮气依次经过冷却风出口132和气体进口31进入到处理装置3。初步冷却后的废渣约为200℃，废渣从出口12排出并经过进料口211进入到螺旋排渣机2的壳体21内，壳体21内的废渣在螺旋轴22的作用下不断地朝向出料口212的方向移动，与此同时从冷却水入口231进入到冷却流路中的温度约为25℃的冷却水与壳体21内的废渣换热以实现对废渣的二次冷却，从而进一步降低废渣的温度，随后二次冷却后的废渣温度约为50℃，并从出料口212排出，冷却流路中换热后的冷却水升温成40℃，并从冷却水出口232排出且与25℃的新鲜冷却水混合成28℃的冷却水后从液体进口33进入到处理装置3内。

进入到处理装置3内的高温氮气和从液体进口33进入的冷却水在处理装置3内的进行换热，换热后的氮气被冷却至60℃并经过气体出口32排出，并经过冷却风进口131进入到盛放空间13内，从而形成冷却风循环，换热后的冷却水升温成约70℃的高温水并经过液体出口34排出，从液体出口34排出的高温水与温度约为25℃的新鲜水混合成50℃的冷却水并经过进液口141进入到流动空间14内，从而实现冷却水的多重利用。

下面描述根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，其中，锅炉具有上述的螺旋排渣装置，螺旋排渣装置可采用螺旋排渣方法进行排渣。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，包括如下步骤：

将从锅炉排出的废渣首先排入到冷渣器内进行第一次冷却。也就是说，锅炉内的废渣可经过上述排渣口排出锅炉，随后经过入口排入到冷渣器内以便于实现对废渣的第一次冷却。

将经过第一次冷却的废渣排入到螺旋排渣机内，也就是说，在废渣经过第一次冷却之后可从冷渣器排出，并排入到螺旋排渣机内进行第二次冷却。具体地，螺旋排渣机包括螺旋轴和冷却流路，进入到螺旋排渣机内的废渣在螺旋轴的推动下，可朝向螺旋排渣机的出料口移动且被冷却流路冷却，从而实现对废渣的第二次冷却。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，有利于提高对废渣的冷却效率。

根据本发明的一些实施例，在用于锅炉的螺旋排渣方法中还包括如下步骤：采用处理装置对从冷渣器排出的冷却介质和从冷却流路排出的冷却介质进行换热。具体而言，参照图3所示，从冷渣器排出的冷却风和从冷却流路排出的冷却液例如冷却水可同时进入到处理装置内，并在处理装置内进行换热，换热后的冷却风和冷却液分别从处理装置排出，从而便于冷却风和冷却液的循环再利用。

根据本发明的一些实施例，在用于锅炉的螺旋排渣方法中还包括如下步骤：采集从冷渣器排出的蒸汽的热量，并将回收的热量排向锅炉以作为气化反应的能量，由此，可使得废渣的热量以蒸汽显热的方式参与到锅炉内的气化反应中，以实现热量的回收，从而提高锅炉的热效率。

下面描述根据本发明实施例的螺旋排渣装置100与排渣方法。

根据本发明实施例的用于锅炉1000的螺旋排渣装置100，包括：用于将锅炉1000所排热渣进行初步冷却并回收其热量的冷渣器1和用于对热渣再次冷却并排出的螺旋排渣机2及冷却介质处理设备3。

冷渣器1主要包括冷渣器本体和换热器，其中，若冷却介质和热渣直接换热则不用安装换热器。换热器或置于换热器本体内部，或位于换热器本体侧壁。

冷渣器1的进渣管11与锅炉1000的排渣管相连，冷渣器1的出渣管12与螺旋排渣机2进渣管211相连，进冷却介质管141与冷却介质管网系统相连，出冷却介质管142与冷却介质处理设备4的进冷却介质管或与锅炉1000相连。

螺旋排渣机2为夹套冷却式的螺旋排渣机，主要包括螺旋轴22和壳体21,冷却介质夹套既可以位于壳体上，也可以位于螺旋轴22内，或二者均有。

冷却介质处理设备4上有进冷却介质管和出冷却介质管，出冷却介质管与锅炉1000或冷却介质管网系统相连。

冷却介质处理设备4的进冷却介质管或与冷渣器1的出冷却介质管142相连，或与螺旋排渣机2出冷却介质管232相连，或与冷却介质管网系统相连。

螺旋排渣机2的进渣管211与冷渣器1出渣管12相连，螺旋排渣机2的出渣管212与冷渣外运设备相连，进冷却介质管231与供冷却介质管网系统相连，出冷却介质管232或与冷渣器1的进冷却介质管141相连，或与冷却介质管网系统相连，或其他设备相连。

冷渣器1可以是冷却介质与热渣直接接触换热方式的冷渣器，也可以间接换热方式的冷渣器，间接换热时，冷却介质流动的空间既可以内置于冷渣器，也外置包裹于冷凝器。

冷渣器1可以是固定床方式的换热器，也可以是流化床或其他方式的换热器，即热渣在冷渣器1内被冷却时既可以不流动态存在，也可以流动态存在。

如图1所示，上述螺旋排渣装置可采用螺旋排渣方法进行排渣，螺旋排渣方法包括如下步骤：将从锅炉1000的排渣管排出的高温热渣首先经进渣管11排入到冷渣器1内并与从进冷却介质管141来的温度较低的冷却介质以通过换热器间接方式或者二者直接接触方式换热，换热后热渣被冷却降温成温度较低的初冷渣并经排渣管12从冷渣器1内排出，同时冷却介质受热变成高温冷却介质并经出冷却介质管142从冷渣器1内排出，热渣的显热被转移至冷却介质内。

从冷渣器1内排出的高温冷却介质经进冷却介质管进入到冷却介质处理设备4内，处理后进冷却介质变成冷却介质，冷却介质或通入锅炉1000内或通入冷渣器1或通入螺旋排渣器2内循环利用，而显热进入到锅炉1000内，从而将热渣的显热回收利用。

从冷渣器1排出的初冷渣经进渣管211进入到螺旋排渣机2内并与从进冷却介质管231来的低温冷却介质通过冷却介质夹套换热，换热后初冷渣被冷却降温成低温渣并在螺旋轴22的作用下通过排渣管222从螺旋排渣机2内排出，排出的低温渣用冷渣外运设备运出后集中处理。而换热后的低温冷却介质变成高温冷却介质并经出冷却介质管232从螺旋排渣机2内排出，高温冷却介质或通入冷渣器1内作为冷却介质使用，或经过处理后循环使用。

通过本发明所提供的一种螺旋排渣装置100与方法，首先可将锅炉1000排出的高温热渣冷却降温至中低温的初冷渣，降低了进入螺旋排渣机2内的热渣的温度，从而减少了螺旋排渣机2的冷却负荷，提高螺旋排渣机2的排渣能力，并降低了螺旋排渣机2的加工制造成本金额操作成本，并且可将高温热渣的显热回收并重新用于锅炉1000，提高了锅炉系统的热效率，实现了节能减排效果。

下面参考图2和3以描述本发明的具体实施例。

实施例1

本实施例以内置水冷换热器的移动床冷渣器与螺旋冷渣机为主体的排渣装置将锅炉产生的高温半焦排出为具体实例来详细阐述本专利。其中，锅炉为气化炉。

本实施例所用的螺旋排渣装置如图2所示，主要包括冷渣器1和螺旋排渣机2。

其中的冷渣器1为移动床冷渣器，冷渣器本体内置换热器。冷渣器1进渣管与锅炉1000的排渣管相连，冷渣器1出渣管与螺旋排渣机2的进渣管211相连，进水管141与螺旋排渣机2的出水管232相连，出蒸汽管142与锅炉1000相连。

螺旋排渣机2为夹套冷却式排渣机，其进渣管221与冷渣器1的出渣管112相连，出渣管222与冷渣外运设备相连，进水管223与冷却水管网系统相连，出水管232与冷渣器1的进水管121相连。

锅炉1000内产生的900℃的高温半焦从锅炉1000排渣管41排出后经冷渣器1的进渣管11进入冷渣器1内；同时，从螺旋排渣机2的出冷却水管232来的温度约为70℃的高温冷却水及补充的温度约为25℃的新鲜水混合而成的温度约为40℃的冷却水经冷渣器的供冷却水管141进入冷渣器2内置的换热器内，冷却水通过冷渣器1的内置换热器与热渣换热并将其冷却降温，随着热渣不断下移并不断被冷却水冷却降温，当温度降至约200℃左右变成初冷渣时，从冷渣器的出渣管12排出，在热渣不断被冷却降温的同时，冷却水受热变成约170℃的常压过热蒸汽并从出蒸汽管142排出。

从冷渣器的出渣管12排出的初冷渣进入螺旋排渣机2的进渣管211，并由螺旋排渣机2的进渣管211进入螺旋排渣机本体内，在螺旋轴22的推动下不断向螺旋排渣机2的出渣管212方向移动，在移动的同时，从冷却水管网来的温度约为25℃的低温冷却水经螺旋排渣机2的进水管231进入螺旋排渣机2的冷却水夹套内并与初冷渣换热将其冷却降温成温度约60℃的低温冷渣，低温冷渣经螺旋排渣机2的排渣管212排出，而初冷渣被冷却成低温冷渣的同时，低温冷却水受热升温成温度约为40摄氏度的高温冷却水，高温冷却水经螺旋排渣机2的出水管232排出，排出后高温冷却水通入冷渣器2内作为冷却介质用于将热渣冷却成初冷渣，当冷却水不足时，向其中补充温度约为25℃的新鲜冷却水。

从冷渣器1的出蒸汽管142排出的过热蒸汽与气化空气混合后作为气化剂进入锅炉1000参与反应，将热渣冷却降温成终冷渣过程中释放的显热以蒸汽显热的形式重新参与气化反应。

与传统螺旋排渣装置与方法的工作温度为900℃工况相比，通过本实施例所用的螺旋排渣装置与方法，可将气化炉排出的900℃的高温半焦冷却至200℃左右，然后再通过螺旋排渣机2进行冷却并排渣，大幅降低了螺旋排渣机2的工作温度及冷却负荷，提高了螺旋排渣机2的排渣能力，降低了螺旋排渣机2的加工制造成本和操作环境和成本，并且可以将锅炉排出的高温热渣所携带的大部分热量回收并重新用于气化炉，提高了锅炉的热效率。

实施例2

本实施例主要阐述以内置水冷换热器的流化床冷渣器1与螺旋排渣机2为主体的螺旋排渣装置。

如图3所示，螺旋排渣装置1000主要包括冷渣器1、螺旋排渣机2和处理装置3。

其中的冷渣器1为流化床冷渣器，流化介质为氮气，冷渣器本体内置换热器。其进渣管与锅炉1000的排渣管相连，出渣管与螺旋排渣机2的进渣管211相连，进水管141与螺旋排渣机2的出水管232相连，出蒸汽管142与锅炉1000相连，进气管与处理装置3的出气管32相连，尾气管132与处理装置3的进气管31相连。

螺旋排渣机2为夹套冷却式排渣机，其进渣管211与冷渣器1的出渣管12相连，出渣管212与冷渣外运设备相连，进水管231与冷却水管网系统相连，出水管232与处理装置3的进水管33和冷却水管网系统相连。

处理装置3的进气管31与冷渣器1的尾气管132相连，出气管32与冷渣器1的进气管131相连，进水管33与螺旋排渣机2的出水管232和冷却水管网系统相连，出水管34与冷渣器1的进水管141和冷却水管网系统相连。

锅炉1000内产生的900℃的高温半焦经气化炉的排渣管排出，排出的高温热渣经返料器5从冷渣器的进渣管11进入冷渣器1内；同时温度为80℃的低温氮气从冷渣器1的进气管131进入冷渣器3内作为流化风使用，热渣在流化风(氮气)作用下处在流化状态。处在流化状态的热渣与流化风及通过冷渣器1的内置式换热器与从冷渣器1的进水管141来的温度约60℃的低温冷却水换热而被冷却降温，热渣被冷却成成温度约为150℃左右的初冷渣并从冷渣器1的出渣管142排出，换热后的低温氮气受热变成温度约为170℃的高温氮气并从尾气管132排出，而低温冷却水变成约140℃的过热蒸汽并从出蒸汽管142排出。

从冷渣器1的出渣管12排出的初冷渣进入螺旋排渣机2的进渣管211，并由螺旋排渣机2的进渣管211进入螺旋排渣机2内，在螺旋轴22的推动下不断向螺旋排渣机2的出渣管212方向移动，在初冷渣移动时，从冷却水管网来的温度约为25℃的低温冷却水经螺旋排渣机2的进水管231进入螺旋排渣机2的冷却水夹套内并与初冷渣换热将其冷却降温成温度约50℃的低温冷渣，低温冷渣经螺旋排渣机2的排渣管212排出，而初冷渣被冷却成终冷渣的同时，低温冷却水受热升温成温度约为40℃的高温冷却水，高温冷却水经螺旋排渣机2的出水管232排出，排出后高温冷却水通入处理装置3内作为冷却水使用。

从冷渣器1排出的高温氮气经处理装置3的进气管31进入处理装置3内；同时，从螺旋排渣机2的出水管232排出的高温冷却水及补充的温度为25℃的新鲜水混合而成的温度为28℃的低温水经处理装置3的进水管33进入处理装置3内而与高温氮气换热。高温氮气换热后被冷却成温度约为60℃的低温氮气并从处理装置3的出气管32排出，然后通过冷渣器的进气管131进入冷渣器3内作为流化风循环利用。而换热后的低温水受热升温变成温度约为70℃的高温水，高温水由处理装置3的出水管34排出后与补充的温度为25℃的低温新鲜水混合成温度为50℃的低温水经冷渣器1的进水管141进入冷渣器1内作为冷却介质循环利用。通过处理装置3对高温氮气的处理，使其满足循环再利用的条件，同时将其是吸收的热渣的热量转移至高温水的显热。

从冷渣器出蒸汽管142排出的过热蒸汽与气化空气混合后作为气化剂进入锅炉1000参与反应，将高温热渣冷却降温成终冷渣过程中释放的显热以蒸汽显热的形式重新参与气化反应。

与实施例1相比，本实施例所用螺旋排渣装置100与方法也可以大幅降低进入螺旋排渣机2的热渣温度，从而降低了螺旋排渣机2的排渣能力及制造成本，并可有效回收热渣的显热用于气化炉，提高了气化炉的热效率。

根据本发明实施例的用于锅炉的螺旋排渣方法，包括如下步骤：

将从锅炉的排渣管排出的高温热渣首先经进渣管排入到冷渣器内并与从进冷却介质管来的温度较低的冷却介质以通过换热器间接方式或者二者直接接触方式换热，换热后热渣被冷却降温成温度较低的初冷渣并经排渣管从冷渣器内排出，同时冷却介质受热变成高温冷却介质并经出冷却介质管从冷渣器内排出，热渣的显热被转移至冷却介质内。

从冷渣器内排出的高温冷却介质经进冷却介质管进入到冷却介质处理设备内，处理后却介质变成冷却介质，冷却介质或通入锅炉内或通入冷渣器或通入螺旋排渣器内循环利用，而显热进入到锅炉内，从而将热渣的显热回收利用。

从冷渣器排出的初冷渣经进渣管进入到螺旋排渣机内并与从进冷却介质管来的低温冷却介质通过冷却介质夹套换热，换热后初冷渣被冷却降温成低温渣并在螺轴的作用下通过排渣管从螺旋排渣机内排出，排出的低温渣用冷渣外运设备运出后集中处理。而换热后的低温冷却介质变成高温冷却介质并经出冷却介质管从螺旋排渣机内排出，高温冷却介质或通入冷渣器内作为冷却介质使用，或经过处理后循环使用。

具体地，锅炉排出的热渣首先进入冷渣器内进行初次冷却降温，并形成初冷渣，以降低热渣的温度，降低螺旋排渣机的热负荷，然后再将初冷渣加入到螺旋排渣机内进行再次冷却降温并排出，从而提高其排渣能力，

具体地，换热后的热渣显热被转移到冷却介质内使其变成高温冷却介质，通过将高温冷却介质直接通入锅炉或者经过处理后将冷却介质的热量重新用于锅炉系统，将热渣显热回收利用。

具体地，冷却介质在螺旋排渣机内对初冷渣采用间接式换热方式进行冷却降温，换热后产生的温度较高的冷却介质或通入冷渣器内作为冷却介质使用，或经过冷却介质处理设备处理后循环使用。

具体地，冷却介质既可以是如水等液态物质，也可以是如空气等气态物质，既可以如水蒸汽等可直接加入到锅炉的物质，也可以是如煤气等不能直接加入到锅炉内物质。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。