一种流化床气化装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种流化床气化装置，涉及煤气化技术领域。为解决现有的灰渣冷却装置容易导致排渣异常或冷却均匀性较低的问题而发明。本发明的流化床气化装置包括气化炉，所述气化炉连接有排渣管，所述排渣管连接有渣斗，所述渣斗上穿设有至少一根排渣进气管，所述排渣进气管位于所述渣斗内灰渣的上方，用于通入气化剂，所述气化剂可由所述渣斗进入所述排渣管并沿所述排渣管进入所述气化炉，以控制所述气化炉的排渣速度并冷却灰渣。本发明流化床气化装置可用于防止排渣异常，同时提高冷却均匀性。
【专利说明】
一种流化床气化装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种流化床气化装置。【背景技术】
[0002]在煤气化技术领域中，流化床气化装置可产生高温灰渣，为了避免此灰渣损坏运输设备，或对操作人员造成伤害，需对流化床气化装置排出的高温灰渣进行冷却处理。
[0003]示例的，现有技术中的一种冷却处理方法为将流化床气化装置排出的灰渣通入冷却器中进行冷却，如图1所示，流化床气化装置包括气化炉01，气化炉01连接有排渣管02,排渣管02连接有渣斗03,煤粉在气化炉01中发生气化反应后产生的灰渣可经排渣管02落入渣斗03内，排渣管02的侧壁上穿设有排渣进气管04,排渣进气管04可向排渣管02内通入向气化炉01流动的气体，以控制气化炉01的排渣速度。为了实现灰渣的冷却，渣斗0 3的排渣口 031连接有冷却器05,冷却器05可实现灰渣的冷却，冷却后的灰渣可由冷却器05的出料口 06 排出。其中，冷却器05的结构可以为如图2所示，参照图2，冷却器05包括壳体051，壳体051上设有进料口 07和出料口 06，壳体051内设有螺杆052，螺杆052的一端连接有驱动电机053，驱动电机053可驱动螺杆052旋转以将进料口 07进入的灰渣推送至出料口 06排出，壳体051的外壁绕设有冷却管054,冷却管054内循环通入有冷却水，螺杆052包括有空心轴0521，空心轴0521内循环通入有冷却水，由此灰渣在螺旋冷却器中传送的过程中，可与壳体051内壁以及空心轴0521外壁进行热交换以冷却灰渣。但是，此冷却器在冷却高温灰渣时，气化炉01内高温高压气体会与灰渣一起进入冷却器中，在高温高压的内部环境中，冷却器的各连接部位的密封处容易发生泄漏，而且高温容易通过螺杆052或此泄漏处传递至驱动电机053,驱动电机053在高温环境下容易失灵，容易出现机械故障而无法正常工作，由此导致流化床气化装置排渣异常。
[0004]又示例的，现有技术中的另一种冷却处理方法为不采用冷却器05,直接由图1中的排渣进气管04通入气化剂以在控制气化炉01的排渣速度的同时冷却灰渣。由于未采用带机械运动部件的冷却器，因此可避免在高温高压下由于冷却器泄漏以及机械故障而出现气化系统排渣异常的情况。但是，由于排渣管02的直径相对较小，因此气化剂进入排渣管02内还未实现均匀分布便由排渣管02进入到气化炉01内，因此通过气化剂冷却灰渣的均匀性较低，因此冷却效果较差。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种流化床气化装置，能够避免在高温高压下由于冷却器泄漏以及机械故障而导致排渣异常的情况，同时能够提高灰渣冷却的均匀性，提高冷却效果。[〇〇〇6]为达到上述目的，本发明提供了一种流化床气化装置，包括气化炉，所述气化炉连接有排渣管，所述排渣管连接有渣斗，所述渣斗上穿设有至少一根排渣进气管，所述排渣进气管位于所述渣斗内灰渣的上方，用于通入气化剂，所述气化剂可由所述渣斗进入所述排渣管并沿所述排渣管进入所述气化炉，以控制所述气化炉的排渣速度并冷却灰渣。
[0007]本发明提供的一种流化床气化装置，煤粉在气化炉中发生气化反应后产生的灰渣沿排渣管落入渣斗内，由于气化装置采用排渣进气管通入气化剂进行冷却，未采用带机械运动部件的冷却器，因此可避免在高温高压下由于冷却器泄漏以及机械故障而出现气化系统排渣异常的情况。同时，由于排渣进气管通入的气体首先进入渣斗并经过渣斗缓冲后再进入排渣管内，渣斗的内部空间较大，可实现气体的均匀分布，因此可提高进入排渣管的气化剂的均匀性，使灰渣能够得到均匀冷却。而且，气化剂由渣斗进入排渣管后再沿排渣管进入气化炉，相比于现有技术中直接由排渣管进入气化炉的方案，冷却路径较长，冷却效果更优。【附图说明】
[0008]为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0009]图1为现有技术流化床气化装置与冷却器的连接结构示意图；
[0010]图2为现有技术冷却器的结构示意图；
[0011]图3为本发明实施例流化床气化装置的第一种结构示意图；
[0012]图4为本发明实施例流化床气化装置的第二种结构示意图；
[0013]图5为图3中截面A-A的结构示意图；
[0014]图6为本发明实施例流化床气化装置中通气孔在灰渣导流管侧壁上的开设位置示意图。[0〇15] 其中:〇1—气化炉，02—排渣管，03 —渣斗，04 —排渣进气管，031—排渣口，05—冷却器，06—出料口，07—进料口，08—中心射流管，051 —壳体，052 —螺杆，053—驱动电机， 054—冷却管，0521—空心轴，1 一气化炉，2—排渣管，3 —渣斗，4 一排渣进气管，5 —灰渣导流管，6 —通气孔，7 —密封罩，8 —激冷装置，81 —环管，82 —充液装置，821 —进液管，10 —扩口，9 —中心射流管，91—第一管段，92 —第二管段，93 —弯折部。【具体实施方式】[〇〇16]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，所描述的实施例仅仅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做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。[〇〇17]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]参照图3,图3为本发明实施例流化床气化装置的一个具体实施例，本实施例的流化床气化装置包括气化炉1，所述气化炉1连接有排渣管2,所述排渣管2连接有渣斗3,所述渣斗3上穿设有至少一根排渣进气管4，所述排渣进气管4位于所述渣斗3内灰渣的上方，用于通入气化剂，所述气化剂可由所述渣斗3进入所述排渣管2并沿所述排渣管2进入所述气化炉1，以控制所述气化炉1的排渣速度并冷却灰渣。
[0019]本发明提供的一种流化床气化装置，煤粉在气化炉1中发生气化反应后产生的灰渣沿排渣管2落入渣斗3内，由于气化装置采用排渣进气管4通入气化剂进行冷却，未采用带机械运动部件的冷却器，因此可避免在高温高压下由于冷却器泄漏以及机械故障而出现气化系统排渣异常的情况。同时，由于排渣进气管4通入的气体首先进入渣斗3并经过渣斗3缓冲后再进入排渣管2内，渣斗3的内部空间较大，可实现气体的均匀分布，因此可提高进入排渣管2的气化剂的均匀性，使灰渣能够得到均匀冷却。而且，气化剂由渣斗3进入排渣管2后再沿排渣管2进入气化炉1，相比于现有技术中直接由排渣管2进入气化炉1的方案，冷却路径较长，冷却效果更优。
[0020]在上述实施例中，排渣管2的截面形状可以为圆形、三角形、方形等等，在此不做具体限定。但是，为了减少磨损，优选排渣管2的截面形状为圆形，相比于其他截面形状，圆形截面的排渣管2沿周向均匀受力，磨损较小。[〇〇21]同理，排渣进气管4的截面形状可以为圆形、三角形、方形等等，在此不做具体限定。但是，为了减小磨损，优选排渣进气管4的截面形状为圆形，相比于其他截面形状，圆形截面的排渣进气管4沿周向均匀受力，受力状态较好，无需另外增加支撑，且内壁光滑，流通阻力较小。
[0022]在图3所示的实施例中，排渣进气管4的数量可以为一根，也可以为多根，在此不做具体限定。
[0023]在图3所示的实施例中，为了使排渣进气管4通入的气化剂均匀分布于渣斗3内灰渣的上方空间，优选的，如图5所示，排渣进气管4为多根，多根排渣进气管4围绕渣斗3的一周均匀设置，由此通过多根均匀设置的排渣进气管4同时进气，提高了渣斗3内灰渣上方空间中气化剂分布的均匀性，从而进一步提高了进入排渣管2内的气化剂的分布均匀性，使灰渣得到均匀冷却。
[0024]其中，排渣进气管4的数量可以为奇数，也可以为偶数，在此不做具体限定，只要通过此多个排渣进气管4能够向渣斗3内均匀通入气化剂即可。
[0025]为了避免灰渣进入渣斗3后向渣斗3内壁或排渣进气管4扩散，如图3所示，渣斗3内设有灰渣导流管5,此灰渣导流管5的一端与渣斗3上的灰渣入口连接，另一端向下延伸至渣斗3的底部，由此将进入渣斗3内的灰渣直接导入至渣斗3的底部，避免灰渣向渣斗3内壁或排气管扩散，从而利于灰渣在渣斗3内的稳定下落。其中，在渣斗3内设置灰渣导流管5的情况下，为了将气化剂由渣斗3均匀通入排渣管2内，灰渣导流管5的侧壁开设有多个通气孔6， 渣斗3内的气化剂可由此通气孔6进入灰渣导流管5内，并沿灰渣导流管5向排渣管2流动，为了保证气化剂均匀进入排渣管2内，多个通气孔沿灰渣导流管5的侧壁轴向均匀设置。
[0026]其中，灰渣导流管5的截面形状可以为圆形、三角形、方形等等，在此不做具体限定。但是，为了减小磨损，优选排渣进气管4的截面形状为圆形，相比于其他截面形状，圆形截面的排渣进气管4沿周向均匀受力，流通阻力较小。
[0027]另外，灰渣导流管5的直径可以与排渣管2的直径相等，也可以略大于排渣管2的直径，在此不做具体限定。
[0028]再者，通气孔6的数量可以为2个、3个、7个等等，在此不做具体限定。且多个通气孔 6可以呈单列排布于灰渣导流管5的侧壁一周，也可以呈阵列排布于灰渣导流管5的侧壁一周，在此不做具体限定，只要通气孔6沿灰渣导流管5的侧壁一周均匀分布即可。其中，当多个通气孔6呈阵列排布于灰渣导流管5的侧壁一周时，可以阵列设置于灰渣导流管5中的某一预设管段的侧壁一周，也可以阵列于整个灰渣导流管5的侧壁一周，在此不做具体限定。 其中，预设管段可以为灰渣导流管5的上段、中段或者下段，在此不做具体限定。另外，通气孔6在灰渣导流管5侧壁上的分布方式可以为等三角形分布，也可以为正方形分布，在此不做具体限定，但是，为了通过此多个通气孔6实现均匀布气，优选通气孔6的分布方式为正三角形。
[0029]在上述实施例中，优选通气孔6的直径为3?6毫米，当通气孔6的直径小于3毫米时，通气孔6的直径较小，开孔数量较多，制作复杂；当通气孔6的直径大于6毫米时，通气孔6 的直径较大，开孔数量较少，不利于均匀布气。
[0030]为了防止灰渣导流管5内的灰渣堵塞通气孔6，优选的，气化剂通过通气孔6进入灰渣导流管5内时的速度大于3米/秒，气化剂在此速度范围内时，可防止灰渣导流管5内的灰渣进入通气孔6内而堵塞通气孔6。
[0031]为了使进入灰渣导流管5的气化剂能够较大程度地沿灰渣导流管5向上流动，以用于控制排渣速度，并与高温灰渣逆流接触以冷却灰渣，优选的，如图6所示，通气孔6的出口朝向灰渣导流管5连通排渣管的一侧，由此，当气化剂通过通气孔6进入灰渣导流管5时，可向连通排渣管的一侧喷射出，由此使气化剂较大程度地沿灰渣导流管5和排渣管流入至气化炉内，以用于控制排渣速度，并与高温灰渣逆流接触以冷却灰渣。示例的，通气孔6的出口朝向与灰渣导流管5内壁之间的夹角0可以为45°。
[0032]为了将气化剂集中由通气孔6通入灰渣导流管5内，避免将气化剂通入渣斗3内较大的空间以造成冷量浪费，优选的，如图3所示，围绕灰渣导流管5的外壁一周设有密封罩7， 多个通气孔6均位于密封罩7内，排渣进气管4的出气端与密封罩7内部连通，由此通过在密封罩7与灰渣导流管5外壁之间形成一个相对较小的密封腔体以将气化剂集中由通气孔6送入灰渣导流管5内，避免了冷量的浪费，同时此密封腔体也可对气化剂起到缓冲作用以实现均匀进气。
[0033]在如图3所示的实施例中，由于排渣进气管4的中部穿设于渣斗3的侧壁上，且进气端连接于密封罩7的壳体上，因此为了防止热膨胀造成排渣进气管4变形甚至损坏，优选的， 位于渣斗3内壁与密封罩7外壁之间的排渣进气管4中串接有膨胀节，此膨胀节可消除热膨胀的影响。
[0034]为了进一步冷却灰渣，流化床气化装置可以制作为如图3所示结构，即还包括激冷装置8，此激冷装置8可向灰渣导流管5内喷射激冷水，此激冷水与灰渣接触时可迅速冷却灰渣，并伴随产生水蒸气，此水蒸气可作为气化剂沿灰渣导流管5和排渣管2进入气化炉1内参与气化反应。[〇〇35]具体的，激冷装置8可以包括沿灰渣导流管5内壁一周设置的环管81，此环管81上均匀设有多个喷孔(图中未示出)，环管81连接有充液装置82,此充液装置82用于向环管81 内充入激冷水，此激冷水可由多个喷孔喷射出以冷却灰渣，由于环管81沿灰渣导流管5的内壁一周设置，且多个喷孔均匀设置于环管81上，由此可使激冷水能够均匀地冷却灰渣。
[0036]为了使激冷水较大程度地冷却灰渣，同时避免因喷射的激冷水过多而使激冷水打湿灰渣使灰渣粘接，优选的，如图3所示，渣斗3内设有温度检测单元(图中未示出)，用于检测灰渣温度，温度检测单元、充液装置82均与控制单元(图中未示出)连接，控制单元可根据温度检测单元的检测结果，控制充液装置82的充液量的大小，具体的控制过程可以为:当温度检测单元检测到灰渣的温度大于预设阈值时，可控制增大充液装置82的充液量，以降低灰渣的温度；当温度检测单元检测到灰渣的温度等于预设阈值时，可将充液装置82的充液量稳定于当前状态，以防止过多的激冷水打湿灰渣。[〇〇37]为了均匀快速地冷却灰渣，优选的，环管81为多个，多个环管81沿灰渣导流管5的延伸方向均匀设置，由此通过多个环管81同时喷射激冷水，以均匀快速地冷却灰渣。[〇〇38] 其中，多个环管81可以一一对应设置多个充液装置82,也可以设置一个充液装置 82，多个环管81同时与此充液装置82连接，在此不做具体限定。[〇〇39]另外，充液装置82可以制作为如图3或图4所示结构，S卩，包括进液管821，进液管 821的一端连通激冷水供给装置(图中未示出)，激冷水供给装置用于供给激冷水，另一端连通环管81，进液管821中串接有充液栗(图中未示出)，通过此充液栗可将激冷水供给装置中的激冷水沿进液管充入至环管81内。此结构简单，容易实现。具体的，充液栗可以为计量栗。
[0040]为了防止灰渣导流管5内的灰渣堵塞喷孔，优选的，激冷水由喷孔喷出时的速度大于3米/秒，激冷水在此速度范围内时，可防止灰渣导流管5内的灰渣进入喷孔内而堵塞喷孔。[〇〇41]为了避免灰渣在渣斗3内局部堆积而造成排渣困难，优选的，如图3或图4所示，灰渣导流管5伸入渣斗3底部的一端设有扩口 10,灰渣通过此扩口 10后可分散下落至渣斗3的底部，由此避免了灰渣在渣斗3底部产生局部堆积而造成排渣困难。[〇〇42]在图1所示的现有技术中，流化床气化装置通常还包括中心射流管08,中心射流管 08位于排渣管02内，且位于排渣进气管04的上方，在排渣管02内高温气固流的冲刷下，容易产生冲刷磨损，尤其是中心射流管05的弯折部位，磨损最为严重。为了避免上述问题，如图4 所示，优选的，流化床气化装置还包括中心射流管9,中心射流管9用于向气化炉1内通入气化剂，中心射流管9包括第一管段91和第二管段92,第一管段91穿设于渣斗3的壳体上，第二管段92位于排渣管2和灰渣导流管5内，第一管段91与第二管段92之间形成弯折部93,弯折部93位于灰渣导流管5上的通气孔6的下方，由此避免了气固流对弯折部93产生冲刷磨损。
[0043]在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0044]以上所述，仅为本发明的【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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种流化床气化装置，其特征在于，包括气化炉，所述气化炉连接有排渣管，所述排 渣管连接有渣斗，所述渣斗上穿设有至少一根排渣进气管，所述排渣进气管位于所述渣斗 内灰渣的上方，用于通入气化剂，所述气化剂可由所述渣斗进入所述排渣管并沿所述排渣 管进入所述气化炉，以控制所述气化炉的排渣速度并冷却灰渣。2.根据权利要求1所述的流化床气化装置，其特征在于，所述渣斗内设有灰渣导流管， 所述灰渣导流管的一端与所述渣斗上的灰渣入口连接，另一端向下延伸至所述渣斗的底 部，所述灰渣导流管的侧壁上开设有多个通气孔。3.根据权利要求2所述的流化床气化装置，其特征在于，围绕所述灰渣导流管的外壁一 周设有密封罩，多个所述通气孔沿灰渣导流管轴向均匀分布且均位于所述密封罩内，所述 排渣进气管的出气端与所述密封罩内部连通。4.根据权利要求2所述的流化床气化装置，其特征在于，还包括激冷装置，所述激冷装 置可向所述灰渣导流管内喷射激冷水。5.根据权利要求4所述的流化床气化装置，其特征在于，所述激冷装置包括沿所述灰渣 导流管内壁一周设置的环管，所述环管上均匀设有多个喷孔，所述环管连接有充液装置，所 述充液装置用于向所述环管内充入激冷水，所述激冷水可由多个所述喷孔喷射出。6.根据权利要求5所述的流化床气化装置，其特征在于，所述渣斗内设有温度检测单 元，用于检测灰渣温度，所述温度检测单元、所述充液装置均与控制单元连接，所述控制单 元可根据所述温度检测单元的检测结果，控制所述充液装置的充液量的大小。7.根据权利要求5所述的流化床气化装置，其特征在于，所述环管为多个，多个所述环 管沿所述灰渣导流管的延伸方向均匀设置。8.根据权利要求5所述的流化床气化装置，其特征在于，所述激冷水由所述喷孔喷出时 的速度大于3米/秒。9.根据权利要求2所述的流化床气化装置，其特征在于，所述灰渣导流管伸入所述渣斗 底部的一端设有扩口。10.根据权利要求2所述的流化床气化装置，其特征在于，还包括中心射流管，所述中心 射流管用于向所述气化炉内通入气化剂，所述中心射流管包括第一管段和第二管段，所述 第一管段穿设于所述渣斗的壳体上，所述第二管段位于所述排渣管和所述灰渣导流管内， 所述第一管段与所述第二管段之间形成弯折部，所述弯折部位于所述灰渣导流管上的所述 通气孔的下方。
【文档编号】C10J3/72GK105950222SQ201610430769
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】李克忠, 湛月平, 刘雷, 武恒
【申请人】新奥科技发展有限公司