一种冷渣器及流化床气化炉的排渣系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种冷渣器及流化床气化炉的排渣系统。


背景技术：

2.煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式。流化床气化炉因炉内温度均匀，气固混合均匀、接触佳，气化效率高等原因广泛应用于煤气化工艺。加压流化床气化炉因单炉处理量大、产生高压粗煤气更好的与后续系统匹配、无需二次加压等，近年来得到更多的利用。 但加压流化床气化炉因操作压力、温度较高，产生的高温、高压气化灰渣排出气化炉后为后续排渣系统带来一定难度。
3.现有加压流化床气化技术中操作压力较低（1mpa以下）的u
‑
gas、灰融聚气化技术均采用干法排渣工艺，普遍存在排渣设备及阀门磨损严重、长周期稳定运行困难等问题，而操作压力较高的加压流化床气化技术则采用湿法排渣工艺，以规避干法排渣工艺中高温高压灰渣引发的设备、阀门选型困难问题，同时避免干法排渣带来的扬尘污染问题，但湿法排渣系统存在水耗高、渣水输运困难、灰渣堵塞设备、阀门磨损等问题。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型提出了一种冷渣器及流化床气化炉的排渣系统，旨在解决现有干法排渣系统难以长周期稳定运行的问题。
5.本实用新型提出了一种冷渣器，包括：壳体及位于所述壳体内部的下渣筒和多组落渣管；其中，所述下渣筒位于所述壳体上部且自所述壳体入口向内部呈扩口结构，所述下渣筒的进口与气化炉的高温高压灰渣出口连通，用以将所述高温高压灰渣分散至各所述落渣管中；各所述落渣管沿所述壳体的轴向间隔设置在所述下渣筒的下方，且各所述落渣管的进口与所述下渣筒的出口连通；所述壳体上有脱盐水进口，用以将脱盐水输送至各组所述落渣管的外壁周围，从而对所述高温高压灰渣进行降温。
6.进一步地，上述冷渣器中，所述落渣管的内壁上沿周向分布有多个导热片，各所述导热片与所述落渣管的内壁呈夹角设置。
7.进一步地，上述冷渣器中，所述下渣筒呈锥形结构，且所述锥形结构的锥角为30
‑
60
°
。
8.进一步地，上述冷渣器中，所述下渣筒的内壁上沿壳体的轴向间隔设置有若干组脱盐水喷射器，相邻两组所述脱盐水喷射器相互错开设置。
9.进一步地，上述冷渣器中，各组所述脱盐水喷射器的喷射压力自上而下逐渐增大。
10.进一步地，上述冷渣器中，所述脱盐水喷射器为多组，每组所述脱盐水喷射器分别与对应的脱盐水管线连通。
11.进一步地，上述冷渣器中，所述壳体包括：相连接的上部圆形封头、中部圆柱形筒体和下部倒锥形封头。
12.进一步地，上述冷渣器中，所述上部圆形封头上开设有蒸汽出口；所述中部圆柱形筒体上开设有脱盐水进口；所述下部倒锥形封头的上部开设有松动风进口，用以向各所述落渣管中通入松动风。
13.进一步地，上述冷渣器中，所述下部倒锥形封头的锥角为20
‑
90
°
。
14.本实用新型还提供了一种流化床气化炉的排渣系统，包括：变压灰锁、常压灰斗和上述任一项所述的冷渣器；其中，所述冷渣器的进口与流化床气化炉的排渣口连通，所述冷渣器的出口与变压灰锁的进口连通；所述常压灰斗的进口与所述变压灰锁的出口连通，用以收集和存储降温降压后的灰渣，并将其排出至后续处理单元。
15.本实用新型提供的流化床气化炉的排渣系统，通过冷渣器对高温高压灰渣经进行充分降温，将降温后的高压低温灰渣定量排出至变压渣锁进行降压处理，最后将降温降压处理的灰渣经常压灰斗排出系统，有利于保证气化炉中高温高压灰渣的安全排放及系统的稳定运行。
附图说明
16.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：
17.图1为本实用新型实施例中冷渣器的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的流化床气化炉的排渣系统的结构示意图。
具体实施方式
19.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。
20.参阅图1，本实用新型实施例的冷渣器包括：壳体1及位于所述壳体1内部的下渣筒2和多组落渣管3；其中，所述下渣筒2位于所述壳体1上部且自所述壳体1入口向内部呈扩口结构，所述下渣筒2的进口与气化炉的高温高压灰渣出口连通，用以将所述高温高压灰渣分散至各所述落渣管3中；各所述落渣管3沿所述壳体1的轴向间隔设置在所述下渣筒2的下方，且各所述落渣管3的进口与所述下渣筒2的出口连通；所述壳体1上有脱盐水进口121，用以将脱盐水输送至各组所述落渣管3的外壁周围，从而对所述高温高压灰渣进行降温。
21.具体而言，壳体1包括：相连接的上部圆形封头11、中部圆柱形筒体12和下部倒锥形封头13。其中：上部圆形封头11的中心部位开设有高温高压灰渣入口110，并通过下渣管线与上游气化炉直接连通。上部圆形封头11的两侧还开设有蒸汽出口111，用于将冷渣器壳程副产的热蒸汽排出系统。
22.中部圆柱形筒体12为金属壁面结构，其上部开设有脱盐水进口121，脱盐水进口121可以为多个，例如可以在相对的两侧对称设置两个脱盐水进口121，使得脱盐水经各脱
盐水进口121进入冷渣器中，与落渣管3中的热灰渣间接接触进行换热。
23.下部倒锥形封头13的锥角为20
‑
90
°
，优选为30
‑
60
°
，以便于灰渣的顺畅下落，而不至堆积在壳体1下部。
24.进一步的，下部倒锥形封头13的上部开设有松动风进口131，用以向各所述落渣管3中通入松动风，这样可以避免落渣管3内灰渣出现堆积、架桥现象从而导致下落不畅。实际中，松动风管线可以自松动风进口伸入中部圆柱形筒体12底部，且松动风管线上与各组落渣管3对应的位置开设有出风口，以向各落渣管3中输送松动风。为了保证灰渣的顺利下落，还可以在圆柱形筒体中部或上部位置开设松动风进口，用于向各组落渣管3的上部、中部位置送入松动风。
25.此外，下部倒锥形封头13的底部中心位置设置有高压低温灰渣出口132，通过该出口将各组落渣管3内的灰渣排出。
26.下渣筒2可以自上部封头延伸至中部圆柱形筒体12中，其进口直接与高温高压灰渣入口110连通，其口径自上部封头向中部圆柱形筒体12逐渐增大。即下渣筒2可以呈锥形结构，且所述锥形结构的锥角为30
‑
60
°
，对下落的灰渣起到定位引导作用，以使得高温高压灰渣均匀分散至各组落渣管3中。
27.各组所述落渣管3的上端通过上管板6与所述壳体1相连，各组所述落渣管3的下端通过下管板7与所述壳体1相连，形成管壳式结构。经上部下渣筒2下落的部分降温的灰渣，进入落渣管3中与壳程中的脱盐水换热降温。壳程中为气液两相形式，经圆柱形筒体中上部设置的脱盐水进口121进入的脱盐水进入壳程，与落渣管3中的灰渣间接换热，灰渣的热量可以及时经导热片引导至落渣管3的金属壁面，落渣管3中的灰渣与壁面外围包围的脱盐水换热，进行冷却降温。同时脱盐水温度升高，副产热蒸汽，经上部圆形封头11的蒸汽出口111排出至蒸汽管网。
28.上述显然可以得出，本实施例中提供的冷渣器，通过在壳体1内部设置扩口结构的下渣筒2，以将高温高压灰渣分散至多组落渣管3中，并与壳体1中通入的脱盐水进行换热实现充分降温，结构简单，有利于高温高压灰渣的安全排放及灰渣排放系统的稳定运行。
29.上述实施例中，所述落渣管3的内壁上沿周向分布有多个导热片31，各所述导热片31与所述落渣管3的内壁呈夹角设置。
30.具体而言，各个导热片31沿落渣管3的周向均匀分布。导热片31可以整体沿竖直方向焊接在落渣管3的内壁上，也可以倾斜焊接在落渣管3的内壁上，优选的，各个导热片31的倾斜方向保持一致，且使得各所述导热片31围设成一倒锥形通道，便于灰渣的下落。更具体的，导热片31可以为长方形薄片。
31.上述各实施例中，所述下渣筒2的内壁上沿壳体1的轴向间隔设置有若干组脱盐水喷射器21，相邻两组所述脱盐水喷射器21相互错开设置。
32.具体而言，每组脱盐水喷射器21中脱盐水喷射器21的数量为多个，每组中的各所述脱盐水喷射器21沿所述下渣筒2的周向均匀分布。脱盐水喷射器21可以为雾化喷嘴。
33.优选的，各组所述脱盐水喷射器21的喷射压力自上而下逐渐增大。即越向下，脱盐水喷射器21的喷射压力逐步提高，有利于保证整个下渣筒2中所有区域的灰渣都能接触到脱盐水喷射器21中喷出的脱盐水，以实现与脱盐水进行直接换热和降温。
34.本实施例中，脱盐水喷射器为多组，以三组脱盐水喷射器为例，其中：位于所述下
渣筒2上部的一组脱盐水喷射器与第一脱盐水管线l1连通，用以对靠近壳体1侧壁的灰渣进行降温；位于所述下渣筒2的中部的一组脱盐水喷射器与第二脱盐水管线l2连通，用以对壳体1侧壁与壳体中心区域之间的灰渣进行降温；位于所述下渣筒2的下部的一组脱盐水喷射器与第三脱盐水管线l3连通，用以对壳体1中心区域的灰渣进行降温。
35.各个雾化喷嘴的喷射范围大于120
°
，为了使得进入所述雾化喷嘴的脱盐水呈雾化状均匀喷射，各雾化喷嘴与辅助吹送气连通，例如向各雾化喷嘴通入高压二氧化碳气体，以保证进入的脱盐水呈更好的喷射雾化效果。
36.参阅图2，本实用新型还提供了一种流化床气化炉的排渣系统，包括：变压灰锁4、常压灰斗5和上述实施例中的冷渣器；其中，所述冷渣器的进口与流化床气化炉8的排渣口连通，所述冷渣器的出口与变压灰锁4的进口连通；所述常压灰斗5的进口与所述变压灰锁的出口连通，用以收集和存储降温降压后的灰渣，并将其排出至后续处理单元。
37.本实施例中，所述冷渣器的出口与所述变压灰锁4之间设置有流量调控阀。流量调控阀可以为机械阀如旋转排料机、或非机械阀如l阀等。该实施例中的冷渣器结构可参照上述实施例，此处不再赘述。
38.本实施例中的排渣流程具体如下：加压流化床气化炉底部通过下渣管线直接与冷渣器的高温高压灰渣进口110相连，将气化炉产生的高温高压气化灰渣通过高温高压灰渣输送管线通入冷渣器中，灰渣在冷渣器的下渣筒2中与上部雾化喷嘴喷射的脱盐水直接接触换热，降低一定温度后下落进入落渣管3，与落渣管3外壳程的脱盐水间接接触换热，继续降温，得到高压低温的气化灰渣；高压低温的气化灰渣经冷渣器下部出口排出并经管线输送至后续变压灰锁中，变压灰锁4对高压低温灰渣进行泄压，得到低压低温灰渣或常压低温灰渣，并通过管线将该灰渣输送至后续常压灰斗5；常压灰斗对上述降温降压后的灰渣进行收集、存储，并在灰渣达到一定量后将其外排以及将其输送至后续的灰渣处理利用单元。
39.具体实施时，可以通过流量调控阀调节进入变压灰锁中的灰渣的流量。当变压灰锁排空后，需要对其进行充压操作，充压至同上部冷渣器压力相同后，使其继续接收冷渣器排出的高压低温灰渣。
40.综上，本实用新型提供的流化床气化炉的排渣系统，通过冷渣器对高温高压灰渣经进行充分降温，将降温后的高压低温灰渣定量排出至变压渣锁进行降压处理，最后将降温降压处理的灰渣经常压灰斗排出系统，有利于保证气化炉中高温高压灰渣的安全排放及系统的稳定运行。
41.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。