本发明涉及一种粉体物料密相气力输送的设备及方法。
背景技术：
在干煤粉气流床煤气化技术工艺中，煤粉通过密相气力输送的方式经烧嘴被送入气化炉进行气化反应。在现有的干煤粉气流床煤气化工业装置中，煤粉密相气力输送系统均采用一条煤粉管线对应于一个烧嘴或多条煤粉管线对应于一个烧嘴的方案，以满足每条煤粉管线的煤粉流量精确可控。
目前粉体物料密相气力输送设备的不足之处在于：投资、运行和维护成本过高、操作运行复杂、检修时间长等。一般地，为了确保每个烧嘴的氧煤比参数可控，每一条煤粉输送管线均为独立操控，即每一条管线上均需设置一个煤粉切断阀、一个煤粉流量调节阀、两个煤粉流量计、一个煤粉三通阀、多个压力传感器、多个气体调节阀等一系列的仪表、阀门。而且，对应于煤粉输送管线个数，其相应的发料罐也需要多个煤粉出口，导致发料罐结构复杂、制造成本较高。
此外，对于较小规模的多喷嘴气化炉，如果每个喷嘴均对应设置一套从发料罐到气化炉的煤粉输送管线，管线输送量小，则由于粉体的粘附、团聚性，不仅容易导致流量调节阀堵塞，而且难以实现密相输送，其流量很难达到稳定、可控状态。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中粉体物料密相气力输送设备的罐结构复杂、制造成本高、运行和维护成本高、操作复杂、检修时间长等缺陷，提供了一种粉体物料密相气力输送的设备及方法。本发明的粉体物料密相气力输送设备结构简单，维护方便，投资运行与维护成本低，而且操作运行更为简单、可靠，提升了稳定性和可控性。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题。
本发明提供了一种粉体物料密相气力输送的设备，其包括发料罐、物料输送管路和物料分配器；
其中，所述发料罐的底部设有至少一个用于出料的锥斗，所述锥斗的锥体上设有第一通气装置，所述锥斗的顶点处设置有与所述物料输送管路相连的出料口；
其中，所述物料输送管路沿物料输送方向依次设有物料切断阀、第二通气装置、物料流量调节阀和物料质量流量计；
其中，所述物料分配器的一端设有一物料入口与所述物料输送管路的末端相连，所述物料分配器的另一端设有至少一个物料出口，每个所述物料出口通过一支路与气化炉的烧嘴相连，所述支路上设置有阻力部件。
本发明中，所述锥斗的个数较佳地为1-3个。
本发明中，较佳地，所述物料输送管路还设置有若干压力传感器，一般地，所述压力传感器可用于实时监测输送管线的压力分布情况，例如，所述第二通气装置与所述物料流量调节阀之间设置有第一压力传感器。
本发明中，本领域技术人员知晓，为了减少或者避免重力的影响，所述物料质量流量计较佳地安装于管路的竖直段。
本发明中，较佳地，所述物料质量流量计和所述物料分配器之间设置有一三通阀，本领域技术人员知晓，通过三通阀可将物料在进入气化炉和不进入气化炉之间两种状态进行切换。
其中，较佳地，所述三通阀与所述物料分配器之间的管路长度不小于10倍管道直径。
其中，较佳地，所述三通阀和所述物料分配器之间设置有第二压力传感器，对所述第二压力传感器与所述物料分配器之间的距离不做特殊限定，只要能达到监控所述物料分配器状态的目的即可。
本发明中，本领域技术人员知晓，为了减少或者避免重力的影响，所述物料分配器较佳地安装于管路的竖直段。
本发明中，较佳地，所述物料分配器的物料入口处设有用于第一调控载气的三通装置，对所述第一控载气本领域技术人员知晓，所述调控载气是指可通过输入气体来调控管道内煤粉输送速度。
本发明中，所述物料分配器较佳地设置有2-4个物料出口，所述支路较佳地为2-4条；本领域技术人员知晓，每条所述支路的设置应相同，以便于控制和调节。
本发明中，本领域技术人员知晓，可通过监控所述阻力部件的阻力性能值，对煤粉在各个支路中的均配性能进行判断和调整，以提升均匀分配的效果。
本发明中，所述阻力部件为本领域常规使用的阻力部件，例如所述阻力部件可为渐缩渐扩管、孔板、调节阀等。
本发明中，较佳地，所述阻力部件的材质为陶瓷，可以减少粉体物料对所述组力部件的摩擦，有利于粉体物料的输送。
本发明中，对所述支路的长度不做特殊限定，可根据实际情况进行设定。
本发明中，较佳地，所述支路还设置有若干压力传感器，例如，所述物料出口处设置有第三压力传感器；所述阻力部件与所述支路的末端之间设置有第四压力传感器。
其中，较佳地，所述第三压力传感器和所述阻力部件之间设置有用于第二调控载气的三通装置，以用于调控各支路之间的阻力均匀，从而保证各支路之间的物料流量分配基本一致。
其中，较佳地，用于所述第二调控载气的三通装置和所述阻力部件之间设置有物料在线监控设备，用以监控支路的物料流量是否均匀分配。
本发明还提供了一种粉体物料密相气力输送的方法，其采用上述粉体物料密相气力输送的设备进行，该方法包括以下步骤：
粉体物料从发料罐经第一通气装置由锥斗的出料口进入物料输送管路，依次经过物料切断阀、第二通气装置、物料流量调节阀和物料质量流量计进入物料分配器，之后经支路进入气化炉。
本发明中，所述粉体物料为本领域常规的粉体物料，例如煤粉等；本领域技术人员知晓，所述粉体物料在输送前需要进行干燥。
本发明中，本领域技术人员知晓，在实际使用过程中，所述物料输送管路中的气速可根据所输送的粉体物料种类进行调整，例如，当所述粉体物料为煤粉时，所述物料输送管路中的气速较佳地为2-20m/s，更佳地为5-12m/s，进一步更佳地为8-10m/s。
本发明中，本领域技术人员知晓，在实际使用过程中，所述物料输送管路中的粉体浓度可根据所输送的粉体物料种类进行调整，例如，当所述粉体物料为煤粉时，所述物料输送管路中的粉体浓度较佳地为50-500kg/m3，更佳地为80-300kg/m3，进一步更佳地为100-200kg/m3。
本发明中，本领域技术人员知晓，在实际使用过程中，所述发料罐与所述气化炉的压差可根据所输送的粉体物料种类进行调整，例如，当所述粉体物料为煤粉时，所述发料罐与所述气化炉的压差较佳地为0.1-1.2MPa，更佳地为0.3-0.8MPa，进一步更佳地为0.6MPa。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的粉体物料密相气力输送设备结构简单，维护方便，投资运行与维护成本低，而且操作运行更为简单、可靠。
附图说明
图1为本发明实施例1中的粉体物料密相气力输送设备。
附图标记如下：
发料罐 1
锥斗 2
第一通气装置 3
物料切断阀 4
第二通气装置 5
物料流量调节阀 6
物料质量流量计 7
物料分配器 8
支路 9
第一压力传感器 10
三通阀 11
第二压力传感器 12
第一调控载气的三通装置 13
阻力部件 14
第三压力传感器 15
第四压力传感器 16
第二调控载气的三通装置 17
物料在线监控设备 18
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
如图1所示的粉体物料密相气力输送的设备(其中完整的绘制了一条物料输送管路和一条支路，其余的物料输送管路与图1所示相同，其余的支路与图1所示相同。)，其包括发料罐1、物料输送管路和物料分配器8；
其中，发料罐1的底部设有2个用于出料的锥斗2，锥斗2的锥体上设有第一通气装置3，锥斗2的顶点处设置有与物料输送管路相连的出料口；
其中，物料输送管路沿物料输送方向依次设有物料切断阀4、第二通气装置5、物料流量调节阀6和物料质量流量计7；
其中，物料分配器8的一端设有一物料入口与物料输送管路的末端相连，物料分配器8的另一端设有至少一个物料出口，每个物料出口通过一支路9与气化炉的烧嘴相连，支路9上设置有阻力部件14。
第二通气装置5与物料流量调节阀6之间设置有第一压力传感器10。
物料质量流量计7和所述物料分配器8之间设置有一三通阀11。
三通阀11与物料分配器8之间的管路长度为10倍管道直径。
三通阀11和物料分配器8之间设置有第二压力传感器12。
物料分配器8的物料入口处设有用于第一调控载气的三通装置13，用于调控管道内煤粉输送速度。
物料分配器8设置有2个物料出口，支路9为2条。
每条支路9设置有一阻力部件14，以提升均匀分配的效果。
阻力部件14为渐缩渐扩管。
每条支路9还设置有两个压力传感器，物料出口处设置有第三压力传感器15；阻力部件14与支路9的末端之间设置有第四压力传感器16。
第三压力传感器15和阻力部件14之间设有用于第二调控载气的三通装置17，以用于调控各支路之间的阻力均匀，从而保证各支路之间的物料流量分配基本一致。
用于第二调控载气的三通装置17和阻力部件14之间设置有物料在线监控设备18，用以监控支路的物料流量是否均匀分配。
采用上述设备进行粉体物料密相气力输送的步骤为：
干燥的煤粉从发料罐1经第一通气装置3由锥斗2的出料口进入物料输送管路，依次经过物料切断阀4、第二通气装置5、物料流量调节阀6和物料质量流量计7进入物料分配器8，之后经支路9进入气化炉。
本实施例中，物料输送管路中的气速为8-10m/s。
本实施例中，物料输送管路中的粉体浓度为150-200kg/m3。
本实施例中，发料罐1与气化炉的压差为0.6MPa。
本发明的粉体物料输送设备很好的克服了分配不均匀、氧煤比失控等问题，实现了每条支路均匀分配，降低了堵塞和不稳定风险，进而较容易地实现密相输送和可控稳定状态。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。