干法排焦装置的制作方法

本实用新型涉及排焦技术领域，具体而言，涉及一种干法排焦装置。

背景技术：

目前，煤加氢气化过程是在一定温度和压力下煤粉与过量氢气发生气化反应生成富甲烷的合成气、轻质油品和半焦的过程。在煤加氢气化气流床气化炉运行过程中，随着反应的进行，半焦会逐渐堆积在气化炉的底部，需要及时定量排出，以防止较高的堆积高度可能造成的半焦被更多地携带到后续净化系统，增大后续净化系统的负荷，严重时，还会造成气化炉堵塞，发生超压风险。由于该半焦具有一定的疏水特性，湿法排焦时，很难与水混合均匀，会一直存在部分半焦漂浮在水面上或黏附在气化炉壁上难以排出，同时，湿法排焦也产生黑水处理难题。干法排焦易排干净且不会产生黑水，但目前干法排焦一般采用管道直排，主要依靠半焦自身的重力推动下料，容易发生堵塞，存在可能导致反应器压力不稳的问题。如何能保障气化反应过程的压力稳定是目前干法排渣需要解决的主要问题。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种干法排焦装置，旨在解决控制气化炉内的料位高度，以保障气化炉在气化反应过程中的压力稳定的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种干法排焦装置，包括：气化炉，所述气化炉包括设置在所述气化炉内下部的气环、设置在所述气化炉上部侧壁上的产品气出口，所述气环与所述产品气出口连通，所述产品气出口用于将所述气化炉内产生的产品气输出至所述气环，所述气环与半焦下落方向相对的一侧设置有出气口。

进一步地，所述出气口包括出气孔，所述气环上均匀的开设有预设数量的所述出气孔，所述出气孔的出气方向与所述气化炉的中轴线方向保持预设角度的夹角。

进一步地，所述气环沿水平方向设置，所述气环的中轴线与所述气化炉的中轴线重合。

进一步地，所述出气孔包括预设数量的第一出气口和第二出气口，其中，所述第一出气口的出气方向向所述气化炉的中轴线方向倾斜，并与所述气化炉的中轴线保持预设角度的夹角；所述第二出气口的出气方向向所述气化炉的侧壁方向倾斜，并与所述气化炉的侧壁保持预设角度的夹角。

进一步地，所述第一出气口和第二出气口环形排列设置。

进一步地，所述气化炉下端设置有L型管道，所述气化炉通过所述L型管道与半焦收集罐连通，所述L型管道与所述产品气出口连通，所述L型管道的出气方向，与所述L型管道内的所述半焦的运动方向相反。

进一步地，所述气化炉的底部开设有出焦管口，所述气环设置在所述出焦管口上方，且两者保持预设距离。

进一步地，所述L型管道包括竖直管和水平管，其中，所述竖直管的上端与所述出焦管口连通，下端与所述水平管的一端连通，所述水平管的另一端与所述半焦收集罐连通。

进一步地，所述水平管的另一端还与一逆向气体管道的一端连通，所述逆向气体管道的另一端与所述产品气出口连通，所述逆向气体管道用于向所述水平管内输入所述产品气，所述产品气的输入方向与进入所述水平管内的所述半焦的运动方向相反。

进一步地，所述竖直管和水平管连接处的切线，与所述出焦管口的中轴线保持预设角度的夹角。

进一步地，所述干法排焦装置还包括气环供气管，所述气环供气管的一端与所述气环连通，另一端与所述产品气出口连通。

本实用新型的有益效果在于：通过在气化炉内部下侧设置用于松动半焦的气环，并将产品气出口与气环连接，利用循环返回气化炉的部分产品气作为松动气，在不影响气化炉内反应气组成的情况下，有效地对堆积在气化炉底部区域的半焦进行松动，从而防止半焦在气化炉内出现堵塞现象，使得气化炉能够连续稳定排焦，极大地保障气化炉内压力的稳定。同时，还有效的避免了因气化炉内半焦堆积高度过高，而使得半焦通过产品气出口，被更多地传送到后续的净化系统中，进而增大后续净化系统的负荷。

进一步地，本装置通过在气化炉和半焦收集罐之间设置L型管道，使两者连通，即在气化炉底部的出焦管口到半焦收集罐之间采用类似L型的管道进行连接，并在该L型管道的水平管道段的末端设置逆向气体管道，将循环返回气化炉的部分产品气输送至L型管道内，使得L型管道内有气体流通，气体的逆向流通对半焦的流动产生一定阻力，可以减缓排焦速率，维持半焦产生速率与排焦速率之间的平衡，保障气化炉内半焦料位的稳定，从而可以更好地实现连续稳定排焦，保障气化炉内压力的稳定。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的干法排焦装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的干法排焦装置的气化炉横切示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1所示，其为本实用新型实施例提供的干法排焦装置的结构图。本实施例提供了一种干法排焦装置，包括气化炉1，气化炉1包括设置在气化炉1内部靠近下部位置的气环3、设置在气化炉1上部侧壁上的产品气出口101，气环3与产品气出口101连通，两者可通过管道连通，以进行气体传输，具体的，气化炉1内进行干法排焦，产生产品气，产品气由产品气出口101排出，排出的产品气输出至气环3，气环3与半焦下落方向相对的一侧设置有出气口，出气口排出产品气，通过排出的产品气对气化炉1内的半焦进行松动，同时，通过向半焦下落方向相对的方向输出产品气，能够有效的降低半焦的下落速度，避免半焦下落速度过快而损坏气化炉1内的各部件。

具体而言，气环3可沿水平方向设置，气环3的中轴线与气化炉1的中轴线a重合。气环3的设置方向与气化炉1内半焦的下落方向相垂直设置，且半焦的下落方向与气化炉的中轴线a的方向相同，具体气环3只需满足沿与半焦下落的方向相垂直的方向设置即可。气环3设置在气化炉1底部的位置，并且气环3与气化炉的炉底不接触，且与炉底之间保持预设的间距，间距的大小可根据实际情况进行设置。

具体而言，出气口包括出气孔4，气环3上均匀的开设有预设数量的出气孔4，出气孔4的出气方向与气化炉1的中轴线方向保持预设角度的夹角。具体的，气环3的上部均匀的开设有预设数量的出气孔4，出气孔4的出气方向向气化炉1的中轴线a的方向倾斜，且与气化炉1的中轴线a保持预设角度的夹角，即，出气孔4内输出的产品气全部吹向气化炉1的中轴线a。还可以理解的是，气环3可以为一环状结构，出气孔4环形排列在气环3的上部，所有的出气孔4均向气化炉1的中轴线a的方向输出产品气，即，出气孔4斜向设置，所有出气孔4的中轴线均向气化炉1的中轴线a的方向倾斜，且所有出气孔4的中轴线的延长线均与气化炉1的中轴线a的某一点交汇。

具体而言，所有出气孔4的间距均为1-2cm，还可以理解的是，所有出气孔4之间的间距可以根据气环3的周长进行均匀的排列设置，其间距可根据实际情况进行设置，在此只作为示例性说明，并不是对本实施例的具体限定。

结合图2所示，其为本实用新型实施例提供的干法排焦装置的气化炉横切示意图。出气孔4包括预设数量的第一出气口31和第二出气口32，其中，第一出气口31的出气方向向气化炉1的中轴线a的方向倾斜，并与气化炉1的中轴线a保持预设角度的夹角；第二出气口32的出气方向向气化炉1的侧壁方向倾斜并与气化炉1的侧壁保持预设角度的夹角。

具体而言，气环3为环形结构，在气环3上部的侧壁上均匀的开设预设数量的第一出气口31和第二出气口32，第一出气口31和第二出气口32分别环形排列设置，且第二出气口32将第一出气口31围设其中。第一出气口31设置在气环3上部的侧壁靠近气环3中轴线的位置，第二出气口32设置在气环3上部的侧壁靠近靠近气化炉1侧壁的位置，并且，所有第一出气口31的出气方向均向气化炉1的中轴线a的方向倾斜，即，所有第一出气口31的中轴线的延长线均与气化炉1的中轴线a上的某一点交汇，所有第一出气口31均向此交汇点输出产品气；第二出气口32的出气方向向气化炉1的侧壁方向倾斜，即，所有第二出气口32的中轴线的延长线分别与气化炉1的侧壁上的某一点交汇，每一第二出气口32对应侧壁上一相应的交汇点，所有的交汇点沿侧壁的同一水平面均匀的排列，每一第二出气口32向与其相对的侧壁上的交汇点输出产品气。通过设置第一出气口31和第二出气口32，在气化炉1内输出两个方向的产品气，分别对气化炉1内靠近中部和靠近边缘的下落的半焦进行逆向吹气，以减缓半焦的下落速度，防止半焦下落时对气化炉体造成损坏，同时，还可以同时对两个方向的堆积的半焦进行松动，防止半焦在气化炉1内出现堵塞现象，使得气化炉1内能够连续稳定排焦，极大地保障了气化炉1内压力的稳定。

具体而言，气化炉1的底部开设有出焦管口11，气环3设置在出焦管口11的上方，且两者保持预设高度。气化炉1底部的底面上开设有出焦管口11，出焦管口11为一通孔，其用于排出气化炉1内的半焦，且出焦管口11的直径只需能够使半焦顺利通过即可，在此不做赘述。具体的，出焦管口11可以设置在气环3的正下方，出焦管口11的中心轴线与气环3的中轴线，以及气化炉1的中轴线a重合设置，还可以使出焦管口11的中心轴线与气环3的中轴线不重合，即，出焦管口11设置在气环3的正下方偏左或偏右的位置，出焦管口11具体设置在什么位置，只需使其能够使半焦顺利通过即可。

具体而言，气环3与产品气出口101通过气环供气管5连通，通过气环供气管5将气化炉1内产生的产品气，经由产品气出口101输出至气环3，并由第一出气口31和第二出气口32输入到气化炉1内。

可以理解的是，本实施例所述的干法排焦装置，通过在气化炉1内部下侧设置用于松动半焦的气环3，并将产品气出口101与气环3连接，利用循环返回气化炉1的部分产品气作为松动气，在不影响气化炉1内反应气组成的情况下，有效地对堆积在气化炉1底部区域的半焦的进行松动，从而防止半焦在气化炉1内出现堵塞现象，使得气化炉1内能够连续稳定排焦，极大地保障气化炉1内压力的稳定。同时，还有效的避免了因气化炉1内半焦堆积高度过高，而使得半焦通过产品气出口101，被更多地传送到后续的净化系统中，进而增大后续净化系统的负荷，造成气化炉1的堵塞，导致气化炉1出现超压的风险。

继续参阅图1所示，上述干法排焦装置还包括一半焦收集罐13，半焦收集罐13设置在气化炉1的下方，气化炉1和半焦收集罐13之间通过设置在两者之间的L型管道12连通，L型管道12的一端与气化炉1的下端连通，另一端与半焦收集罐13的上端连通。L型管道12还与产品气出口101连通，通过产品气出口101向L型管道12内输入产品气，L型管道12的出气方向，与L型管道12内的半焦的运动方向相反。

具体而言，L型管道12包括竖直管121和水平管122，其中，竖直管121的上端与出焦管口11连通，下端与水平管122的一端连通；水平管122的另一端与半焦收集罐13连通。具体的，竖直管121沿气化炉1的中轴线a的方向设置，水平管122可以沿与气化炉1的中轴线a相垂直或者水平相交的方向设置。

具体而言，竖直管121还可以沿与气化炉1的中轴线a相同方向，且竖直管121的下端向水平管122一端的方向倾斜设置，即，竖直管121的中轴线b的下端向气化炉1的中轴线a的方向倾斜，并与气化炉1的中轴线a保持预设角度的夹角；水平管122还可以沿与气化炉1的中轴线a相交的方向设置，且水平管122与竖直管121连接的一端高于其另一端，以便于水平管122内的半焦滑动，竖直管121和水平管122之间保持预设角度的夹角，即，竖直管121和水平管122连接拐角处的切线c与竖直管121的中轴线b保持预设角度的夹角。

具体而言，竖直管121的上端与出焦管口11连通，竖直管121的中轴线b与出焦管口11的中轴线保持预设角度的夹角。竖直管121和水平管122之间的夹角大于等于90°。竖直管121和水平管122保持预设的长度，且竖直管121和水平管122的长度不得影响两者内部的半焦顺利的滑动，两者的长度以及其直径可根据实际情况进行设置。

具体而言，上述干法排焦装置还包括产品气出口管2，产品气出口101与产品气出口管2连通，产品气出口管2用于输送产品气。气化炉1内部产生的产品气经由产品气出口101输出至产品气出口管2内，产品气出口管2再将产品气输送至下一生产单元，以及气环3和L型管道12。

具体而言，上述干法排焦装置还包括气环供气管5，气环供气管5一端与气环3连通，另一端与产品气出口管2连通，气环供气管5用于将产品气出口管2内的产品气输送至气环3。并且，半焦收集罐13上部设置有进焦口131，进焦口131用于使L型管道内的半焦进入半焦收集罐13内。进焦口131与水平管122的右端连通。进焦口131与水平管122可直接连通，可以将进焦口131的右端端部向下弯曲，以与进焦口131连通，或者，在进焦口131与水平管122的右端之间设置一连通管道123，连通管道123的上端与水平管122的右端连通，下端与进焦口131连通，以使得进焦口131与水平管122连通，以进行半焦收集。

具体而言，上述干法排焦装置还包括逆向气体管道8，水平管122的另一端还与一逆向气体管道8的一端连通，逆向气体管道8的另一端与产品气出口101连通，逆向气体管道8用于向水平管122内输入产品气，产品气的输入方向与进入水平管122内的半焦的运动方向相反。具体的，逆向气体管道8的一端与产品气出口管2连通，另一端与水平管122的靠近进焦口131的位置连通。逆向气体管道8与水平管122的连接段，沿与水平管122相同的设置方向进行设置，以便于向水平管122内输入产品气。可以理解的是，逆向气体管道8的设置方式，只需满足能够将产品气，沿与水平管122内的半焦运动方向的相反方向设置即可，即，使逆向气体管道8内的产品气的输出方向与水平管122内半焦的运动方向相反即可。

具体而言，气环供气管5与逆向气体管道8可以分别与产品气出口管2连通，即，气环供气管5和逆向气体管道8为单独设置的管道；或者，设置一共通管14，共通管14的上端与产品气出口管2连通，下端分别与气环供气管5和逆向气体管道8的一段连通，即，气环供气管5和逆向气体管道8共用同一段管道与产品气出口管2连通，与气环3和水平管122的连接段管道再分别进行设置，以节省管道资源，节约制造成本。

具体而言，气环供气管5上设置有一气环气量控制阀6，气环气量控制阀6用以控制气环3的进气量的大小，即，控制气环供气管5内的产品气的出气量大小。逆向气体管道8上设置有逆向气量控制阀7，逆向气量控制阀7用以控制L型管道12的进气量的大小，即，控制逆向气体管道8内的产品气的出气量的大小。具体的，气化炉1的侧壁上设置有半焦料位指示刻度，在上部侧壁上设置有半焦高料位指示刻度9，下部设置有半焦低料位指示刻度10，两者用以显示气化炉1内的半焦的高度，即显示气化炉1的半焦的多少。

可以理解的是，上述干法排焦装置，通过在气化炉1和半焦收集罐13之间设置“L”型管道，使两者连通，即在气化炉1底部的出焦管口11到半焦收集罐13之间采用类似“L”型的管道进行连接，并在该“L”型管道的水平管122道段的末端设置逆向气体管道8，将循环返回气化炉1的部分产品气输送至“L”型管道内，使得“L”型管道内有气体流通，并且气体流动方向与半焦流动方向相反，气体的逆向流通对半焦的流动产生一定阻力，减缓排焦速率，维持半焦产生速率与排焦速率之间的平衡，保障气化炉1内半焦料位的稳定，从而实现了连续稳定排焦。

基于上述实施例所述的干法排焦装置，以煤加氢气化反应所用的气流床气化炉1所产半焦的排焦的工作过程为例，对上述装置进行详细说明。

具体而言，在以气流床气化炉作为主反应器的煤加氢气化反应过程中，煤和含氢气体从气化炉1顶部或上部通入气化炉1内，发生煤加氢气化反应，产生富含甲烷和芳烃油品的产品气和半焦，产品气由位于气化炉1中上部的产品气出口101进入后续净化分离处理系统，半焦借助自身重力作用，下落到气化炉1下部，并随着半焦的不断累积，在气化炉1内半焦的堆积高度逐渐增加，在料位计显示高于气化炉1半焦低料位指示时，将位于气化炉1底部外侧的气体管道内通入由气化炉1的产品气出口101处循环返回的产品气，进而，该气体进入位于气化炉1内底部的半焦松动气环，通过该气环上面设置的出气孔4，向上喷射而出，对堆积的半焦进行松动，促使半焦流动起来，便于排焦。

具体而言，由于出焦口处堆积的半焦受自身重力和气化炉1内压力双重作用下，很容易被压实，降低半焦流动性，为了使得气环3内喷射出的气流能够聚集在气化炉1出焦口的上方，消除出焦口的堵塞风险，使得半焦处于松散流动状态，顺利从气化炉1底部的出焦管口11进入与之相连接的排焦管道中，该气环3喷射出的气流与气化炉1中轴线间的夹角优选30-45°，气体流量可以根据半焦堆积和流动状态通过气量控制阀进行调整。气环3上的各气孔间距离均匀分布，优选1-2厘米，该气环3平面距离气化炉1内底部出焦管口11平面高度优选5-15厘米，该气环3侧壁距离气化炉1中心竖轴线距离优选5-25厘米。

具体而言，排焦管道位于气化炉1底部出焦管口11与半焦收集罐13之间，为了防止半焦在排焦口处堆积，同时便于控制半焦流动速度，设置一L型管道12，该管道呈类似“L”型，为进一步减小半焦在该管道内的滞留时间，同时减少水平逆向送入L型管道12的水平管122内的气量，减少气体通入对气化炉1压力的影响，气化炉1底部的出焦管口11与水平管122之间的竖直距离优选15-25厘米，L型管道12的管道拐角处为光滑过渡区域，该拐角处的切线与出焦管口11中轴线间的夹角优选30°-65°，L型管道12的水平管122的长度优选10-15厘米，水平管122的末端靠近进焦口131的位置设置有逆向气体管道8，逆向气体管道8内的气体采用循环返回气化炉1的部分产品气，气体喷射方向与半焦流动方向相反，气体流量可以根据半焦堆积和流动状态通过气量控制阀进行调整，在不影响半焦向前流动的前提基础上，使得气体反向流动对半焦流动方向上产生一定的阻力，减缓半焦流动速度，实现对排焦速率和时间的控制，同时，保障气化炉1内半焦堆积料位高度，防止气化炉1与排焦管道发生串气风险，保障气化炉1压力稳定。通过排焦管道的半焦，直接进入设置在L型管道12下侧的半焦收集罐13，进而进入后续处理工艺。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。