气化炉以及气化炉进料装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种气化炉进料装置，包括煤锁和过渡仓。所述过渡仓具有与所述煤锁相连的入口和与气化炉的炉体的内腔连通的出口。原料煤供应到所述煤锁中，并经由所述过渡仓进入所述炉体的内腔中。所述气化炉进料装置还包括流量调节机构，所述流量调节机构用于控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤从所述过渡仓连续地供应到所述气化炉的炉体的内腔中。此外，本发明还公开了一种包括前述气化炉进料装置的气化炉。在本发明中，通过设置的流量调节机构来控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，使得原料煤从气化炉的过渡仓连续地供应到气化炉的炉体的内腔中。这样，可以使得气化炉的粗煤气出口的气体温度保持稳定，消除了粗煤气出口的气体温度的周期性波动。
【专利说明】
气化炉以及气化炉进料装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种气化炉进料装置以及包括该气化炉进料装置的气化炉。【背景技术】
[0002]加压固定床气化需要从常压状态下进料，一般是采用煤锁进行间歇进料，工艺叙述如下:
[0003]当煤锁上阀打开时，常压来的煤自由落入煤锁，当煤锁落满时上阀关闭；测试关闭严格后，采用气体对煤锁充压，直至达到气化运行时的压力，此时打开煤锁下阀，煤通过重力进入过渡仓后落入气化炉；当煤锁落空后，关闭煤锁下阀，对煤锁进行泄压，直至外侧空气压力，重新打开煤锁上阀，进入下一循环加煤操作。
[0004]加煤的时间及单锁加煤的量直接影响气化炉气化的能力，因此根据设计气化煤量能力的不同，常规配套有单煤锁及双煤锁(如图1所示)。过渡仓是密闭容器，内部煤的堆积高度不可见，运行中可能出现过渡仓已空，气化炉内上部缺煤的现象，或者气化炉本身设计就为半炉料操作，在此两种情况下外界常温的原料煤会通过煤锁直接落入气化炉。
[0005]固定床气化是一种逆流气化，气化炉下部为气化区，产生的合成气上行通过气化炉粗煤气出口排出，温度常规在500°C左右。在下煤过程中，下落的冷煤与上行的高温合成气迅速换热，导致合成气被降温，同时下煤又为间断性操作，使得粗煤气出口的气体温度成周期性的曲线上下波动，且波动温度差较大，给气化炉操作及后续工艺处理带来如下难度:
[0006](1)温度波动导致气流速度忽高忽低，增加了气流煤粉的携带量，加大后系统洗涤的难度；
[0007](2)较大的温度波动还会导致同等质量的气体的体积也发生较大的变化，这会冲击合成气管网，对后续操作带来不利影响；
[0008](3)温度波动幅度过大时容易导致气化炉联锁跳车；
[0009](4)操作参数的波动也不利于操作人员的判断，容易引起误判，引起事故。
【发明内容】
[0010]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。[〇〇11]根据本发明的一个方面，提供一种气化炉进料装置，包括:煤锁和过渡仓。所述过渡仓具有与所述煤锁相连的入口和与气化炉的炉体的内腔连通的出口。原料煤供应到所述煤锁中，并经由所述过渡仓进入所述炉体的内腔中。所述气化炉进料装置还包括流量调节机构，用于控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤从所述过渡仓连续地供应到所述气化炉的炉体的内腔中。
[0012]根据本发明的一个实例性的实施例，所述流量调节机构包括:锥阀，设置在气化炉的过渡仓的出口处;和控制机构，用于控制所述锥阀的开度，从而控制从所述气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量。
[0013]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述控制机构包括:阀杆，与所述锥阀相连;摆动臂，与所述阀杆相连;和驱动装置，用于驱动所述摆动臂在第一极限位置和第二极限位置之间摆动，其中，当所述摆动臂摆动到所述第一极限位置时，所述锥阀的开度为零； 当所述摆动臂摆动到所述第二极限位置时，所述锥阀的开度为100%。
[0014]根据本发明的另一个实例性的实施例，当所述摆动臂摆动到所述第一极限位置和所述第二极限位置之间的中间位置时，所述锥阀的开度为50%。
[0015]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述驱动装置为液压驱动装置或者电动驱动装置。
[0016]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述控制机构还包括套管，所述套管固定至所述过渡仓的内壁上;所述阀杆安装在所述套管中，可沿所述套管上下移动，以便调节与其相连的锥阀的开度。
[0017]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述锥阀具有倾斜的锥面，使得从所述过渡仓的出口下落的原料煤在所述锥阀的倾斜的锥面的引导下、朝远离所述炉体的中心线的方向均匀地向四周散落。
[0018]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述流量调节机构根据所述气化炉的粗煤气出口的气体温度来控制从所述气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，使得所述气化炉的粗煤气出口的气体温度保持在预设温度。
[0019]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述控制机构根据所述气化炉的粗煤气出口的气体温度来控制所述锥阀的开度，从而控制从所述气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，使得所述气化炉的粗煤气出口的气体温度保持在预设温度。
[0020]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述气化炉进料装置还包括:温度传感器， 用于检测所述气化炉的粗煤气出口处的气体温度，其中，所述控制机构根据所述温度传感器检测到的气体温度来控制所述锥阀的开度，使得所述气化炉的粗煤气出口的气体温度保持在预设温度。
[0021]根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述气化炉的过渡仓上设置有一个检修孔，以便通过该检修孔对过渡仓中的部件进行维护。
[0022]根据本发明的另一个方面，还提供一种气化炉，包括前述气化炉进料装置。
[0023]在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，通过设置的流量调节机构来控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，使得煤炭从气化炉的过渡仓连续地供应到气化炉的炉体的内腔中。这样，可以使得气化炉的粗煤气出口的气体温度保持稳定，消除了粗煤气出口的气体温度的周期性波动。
[0024]此外，在本发明的一些实例性的实施例中，可以根据检测到的气化炉的粗煤气出口的气体温度来控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，使得气化炉的粗煤气出口的气体温度保持在预设温度。[〇〇25]通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。【附图说明】
[0026]图1显不一种典型的气化炉的不意图；和
[0027]图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的气化炉进料装置的示意图。【具体实施方式】
[0028]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。[〇〇29]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0030]根据本发明的一个总体技术构思，提供一种气化炉进料装置，包括:煤锁和过渡仓。所述过渡仓具有与所述煤锁相连的入口和与气化炉的炉体的内腔连通的出口。原料煤供应到所述煤锁中，并经由所述过渡仓进入所述炉体的内腔中。所述气化炉进料装置还包括流量调节机构，用于控制从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤从所述过渡仓连续地供应到所述气化炉的炉体的内腔中。
[0031]图1显示了一种典型的气化炉的示意图。
[0032]如图1所示，在图示的实施例中，该气化炉主要包括煤锁100、过渡仓200和炉体 300。煤锁100具有设置在其入口的入口阀110和设置在其出口处的出口阀120。过渡仓200的入口 210与煤锁100的出口相连，过渡仓200的出口与炉体300的内腔301连通。炉体300上设置有粗煤气出口 310。
[0033]加压固定床气化炉需要从常压状态下进料，一般是采用煤锁100进行间歇进料，工艺叙述如下:
[0034]当煤锁100的入口阀110打开时，常压来的煤自由落入煤锁100，当煤锁100落满煤炭时，入口阀110关闭；测试关闭严格后，采用气体对煤锁100充压，直至达到气化运行时的压力，此时打开煤锁100的出口阀120，煤通过重力进入过渡仓200后落入气化炉的炉体300 的内腔301中；当煤锁100中的煤炭已经全部落空后，关闭煤锁100的出口阀120，对煤锁100 进行泄压，直至等于外侧空气压力，重新打开煤锁100的入口阀110,进入下一循环的加煤操作。
[0035]加煤的时间及单个煤锁100加煤的量直接影响气化炉气化的能力，因此根据设计气化煤量能力的不同，常规配套有单个煤锁1〇〇及双煤锁(如图1所示)。过渡仓200是密闭容器，内部煤的堆积高度不可见，运行中可能出现过渡仓200已空，气化炉内上部缺煤的现象， 或者气化炉本身设计就为半炉料操作，在此两种情况下，外界常温的原料煤会通过煤锁100 经由过渡仓200直接落入气化炉的炉体300中。[〇〇36]固定床气化是一种逆流气化，气化炉下部为气化区，产生的合成气上行通过气化炉粗煤气出口310排出，温度常规在500°C左右。在下煤过程中，下落的冷煤与上行的高温合成气迅速换热，导致合成气被降温，同时从煤锁100下煤又为间断性操作，使得粗煤气出口 310的气体温度成周期性的曲线上下波动，且波动温度差较大，给气化炉操作及后续工艺处理带来如下难度:
[0037] (1)温度波动导致气流速度忽高忽低，增加了气流煤粉的携带量，加大后系统洗涤的难度；
[0038] (2)较大的温度波动还会导致同等质量的气体的体积也发生较大的变化，这会冲击合成气管网，对后续操作带来不利影响；
[0039](3)温度波动幅度过大时容易导致气化炉联锁跳车；
[0040](4)操作参数的波动也不利于操作人员的判断，容易引起误判，引起事故。
[0041]正是为了克服前述技术问题，本发明对气化炉的过渡仓进行了改造设计，在气化炉的过渡仓处增加了一套流量调节机构，以控制从气化炉的过渡仓200的出口 220下落的煤流的流量，以便使原料煤从过渡仓200连续地供应到气化炉的炉体300的内腔301中，而不是以间歇性的方式供应到气化炉的炉体300的内腔301中，从而能够保证气化炉的粗煤气出口的气体温度保持稳定，消除了粗煤气出口的气体温度的周期性波动。[〇〇42]图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的气化炉进料装置的示意图。
[0043]如图1和图2所示，在图示的实施例中，气化炉进料装置主要包括煤锁100、过渡仓 200和流量调节机构201、202、203、204、205。过渡仓200具有与所述煤锁(100)相连的入口 210和与气化炉的炉体300的内腔301连通的出口 220。原料煤供应到煤锁100中，并经由过渡仓200进入炉体300的内腔301中。[〇〇44]如图2所示，在本发明的一个实例性的实施例中，前述流量调节机构201、202、203、 204、205用于控制从气化炉的过渡仓200的出口 220下落的煤流的流量，以便使原料煤从过渡仓200连续地供应到气化炉的炉体300的内腔301中。这样，就能够保证气化炉的粗煤气出口的气体温度保持稳定，消除了粗煤气出口的气体温度的周期性波动。[〇〇45] 在本发明的一个实例性的实施例中，流量调节机构201、202、203、204、205可以根据气化炉的粗煤气出口 310的气体温度来控制从气化炉的过渡仓200的出口 220下落的煤流的流量，使得气化炉的粗煤气出口 310的气体温度保持在预设温度。[〇〇46] 在图示的实施例中，如图2所示，前述流量调节机构201、202、203、204、205主要包括锥阀201和控制机构202、203、204、205。锥阀201设置在气化炉的过渡仓200的出口 220 处。控制机构20 2、20 3、204、20 5用于控制锥阀201的开度，从而控制从气化炉的过渡仓200的出口 220下落的煤流的流量。[〇〇47] 在本发明的一个实例性的实施例中，前述控制机构202、203、204、205主要包括:阀杆202、摆动臂204和驱动装置205。阀杆202设置在过渡仓200内并与锥阀201相连。摆动臂 204设置在过渡仓200内并与阀杆202相连。驱动装置205可以为液压驱动装置或者电动驱动装置，其用于驱动摆动臂204在第一极限位置(例如，图2中所示的最上部的位置)和第二极限位置(例如，图2中所示的最下部的位置)之间摆动。[〇〇48]在图示的实施例中，如图2所示，当摆动臂204摆动到第一极限位置(最上部的位置)时，锥阀201的开度为零。此时，过渡仓200的出口 210处于被锥阀201完全关闭的状态。
[0049]在图示的实施例中，如图2所示，当摆动臂204摆动到第二极限位置(最下部的位置)时，锥阀201的开度为100 %。此时，过渡仓200的出口 210处于被完全打开的状态。
[0050]在图示的实施例中，如图2所示，当摆动臂204摆动到第一极限位置(最上部的位置)和第二极限位置(最下部的位置)之间的中间位置时，锥阀201的开度为50%。此时，过渡仓200的出口 210处于被打开一半的状态。[〇〇51 ] 这样，在本发明的前述实施例中，可以在0 %?100 %的范围内控制锥阀201的开度。[〇〇52] 在本发明的一个实例性的实施例中，如图2所示，控制机构202、203、204、205还可以包括套管203。该套管203可以固定至过渡仓200的内壁上。阀杆202安装在套管203中，可沿套管203上下移动，以便调节与其相连的锥阀201的开度。[〇〇53] 在图示的实施例中，如图2所示，在驱动装置205驱动摆动臂204摆动时，摆动臂204 带动阀杆202上下移动，同时阀杆202带动锥阀201移动，从而实现对锥阀201的开度的调节和控制。[〇〇54]在前述实施例中，如图2所示，控制机构202、203、204、205根据气化炉的粗煤气出口 310的气体温度来控制锥阀201的开度，从而控制从气化炉的过渡仓200的出口 220下落的煤流的流量，使得气化炉的粗煤气出口 310的气体温度保持在预设温度。
[0055]尽管未图示，在本发明的一个实施例中，气化炉进料装置还可以包括温度传感器。 该温度传感器可以设置在气化炉的粗煤气出口 310处，用于检测气化炉的粗煤气出口 310处的气体温度。这样，控制机构202、203、204、205可以根据温度传感器检测到的气体温度来控制锥阀201的开度，使得气化炉的粗煤气出口 310的气体温度保持在预设温度。
[0056]在本发明的一个实例性的实施例中，如图2所示，锥阀201具有倾斜的锥面，使得从过渡仓200的出口 220下落的原料煤在锥阀201的倾斜的锥面的引导下、朝远离炉体300的中心线的方向均匀地向四周散落，从而可以使煤流往远离气化炉中心位置移动，增加了煤在气化炉内的均布效果，进一步保证气化工况的稳定。[〇〇57]如图2所述，在本发明的一个实例性的实施例中，在气化炉的过渡仓200上设置有一个检修孔230，以便通过该检修孔230对过渡仓200中的部件进行维护。此外，还可以在过渡仓200中设置用于检测过渡仓200中的原料煤的堆积高度的测量装置，这样，可以根据过渡仓200中的原料煤的堆积高度来控制从煤锁100向过渡仓200中进煤的量，以防止在气化炉运行时过渡仓中的煤已经落空的现象。[〇〇58]在本发明的前述实施例中，在设置锥阀201后，整个煤锁100间断落下的煤可储存于过渡仓200中，通过控制锥阀201开度控制下落的煤流，使煤不再是直接迅速的下落，而是逐渐连续下落，同时锥阀201开度与气化炉粗煤气出口的气体温度关联，如果粗煤气出口的气体温度高于预设温度时，则增大锥阀开度;如果粗煤气出口的气体温度低于预设温度时， 则减少锥阀开度，确保连续下料的同时维持气化炉粗煤气出口的气体温度稳定。
[0059]在本发明的前述实施例中，使靠自然下落的间歇的加煤方式变为可控制的连续的加煤，减少了出口合成气的温度波动，降低了后续工艺处理的难度，也加强了气化炉的可操作性。
[0060]在本发明的前述实施例中，使气化炉在线检修煤锁成为可能。例如，可以关闭煤锁的出口阀，切断气化炉和煤锁的联系，同时将锥阀的开度控制到很小，这样，可使从气化炉的过渡仓的出口下落的煤流的流量降低到很小，从而可维持气化炉低负荷短时间运行，为在线检修煤锁创造了时间，减少现有技术中只要煤锁故障就必须停车的情况。
[0061]在本发明的前述实施例中，通过改变锥阀的角度设计，可以使煤流往远离气化炉中心位置移动，增加了煤在气化炉内的均布效果，进一步保证气化工况的稳定。
[0062]本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
[0063]虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
[0064]虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
[0065]应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另夕卜，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。
【主权项】
1.一种气化炉进料装置，包括:煤锁(100);和过渡仓(200)，具有与所述煤锁(100)相连的入口(210)和与气化炉的炉体(300)的内腔 (301)连通的出口(220)，其中，原料煤供应到所述煤锁(100)中，并经由所述过渡仓(200)进入所述炉体(300)的 内腔(301)中，其特征在于，所述气化炉进料装置还包括:流量调节机构(201、202、203、204、205)，用于控制从所述过渡仓(200)的出口(220)下 落的煤流的流量，以便使原料煤从所述过渡仓(200)连续地供应到所述气化炉的炉体(300) 的内腔(301)中。2.根据权利要求1所述的气化炉进料装置，其特征在于，所述流量调节机构(201、202、 203、204、205)包括:锥阀(201 )，设置在气化炉的过渡仓(200)的出口( 220)处;和控制机构(202、203、204、205 )，用于控制所述锥阀(201)的开度，从而控制从所述气化 炉的过渡仓(200)的出口(220)下落的煤流的流量。3.根据权利要求2所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述控制机构(202、203、204、205)包括:阀杆(202 )，与所述锥阀(201)相连；摆动臂(204)，与所述阀杆(202)相连;和驱动装置(205)，用于驱动所述摆动臂(204)在第一极限位置和第二极限位置之间摆 动，其中，当所述摆动臂(204)摆动到所述第一极限位置时，所述锥阀(201)的开度为零；当 所述摆动臂(204)摆动到所述第二极限位置时，所述锥阀(201)的开度为100%。4.根据权利要求3所述的气化炉进料装置，其特征在于:当所述摆动臂(204)摆动到所述第一极限位置和所述第二极限位置之间的中间位置 时，所述锥阀(201)的开度为50%。5.根据权利要求3所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述驱动装置(205)为液压驱 动装置或者电动驱动装置。6.根据权利要求3所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述控制机构(202、203、204、205)还包括套管(203 )，所述套管(203)固定至所述过渡 仓(200)的内壁上；所述阀杆(202)安装在所述套管(203)中，可沿所述套管(203)上下移动，以便调节与其 相连的锥阀(201)的开度。7.根据权利要求2所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述锥阀(201)具有倾斜的锥面，使得从所述过渡仓(200)的出口(220)下落的原料煤 在所述锥阀(201)的倾斜的锥面的引导下、朝远离所述炉体(300)的中心线的方向均匀地向四周散落。8.根据权利要求1-7中任一项所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述流量调节机构(201、202、203、204、205)根据所述气化炉的粗煤气出口(310)的气体温度来控制从所述气化炉的过渡仓(200)的出口(220)下落的煤流的流量，使得所述气化 炉的粗煤气出口( 310)的气体温度保持在预设温度。9.根据权利要求2-7中任一项所述的气化炉进料装置，其特征在于:所述控制机构(202、203、204、205)根据所述气化炉的粗煤气出口(310)的气体温度来 控制所述锥阀(201)的开度，从而控制从所述气化炉的过渡仓(200)的出口(220)下落的煤 流的流量，使得所述气化炉的粗煤气出口(310)的气体温度保持在预设温度。10.根据权利要求9所述的气化炉进料装置，其特征在于，所述气化炉进料装置还包括:温度传感器，用于检测所述气化炉的粗煤气出口(310)处的气体温度，其中，所述控制机构(202、203、204、205)根据所述温度传感器检测到的气体温度来控 制所述锥阀(201)的开度，使得所述气化炉的粗煤气出口(310)的气体温度保持在预设温 度。11.根据权利要求1所述的气化炉进料装置，其特征在于:在所述气化炉的过渡仓(200)上设置有一个检修孔(230)，以便通过该检修孔(230)对 过渡仓(200)中的部件进行维护。12.—种气化炉，其特征在于:所述气化炉包括前述权利要求1-11中任一项所述的气化 炉进料装置。
【文档编号】C10J3/72GK105969428SQ201610352566
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】傅敏燕, 窦余信
【申请人】上海泽玛克敏达机械设备有限公司