加氢气化半焦制浆装置及其稳定运行方法与流程

本发明涉及煤化工领域，特别涉及一种加氢气化半焦制浆装置及其稳定运行方法。
背景技术：
：加氢气化是指含碳化合物与氢气在中温(700-1000℃)和高压(5-10mpa)条件下反应，生成富含甲烷的粗煤气、高附加值芳烃油品和高热值半焦的过程。半焦是又名低温焦，灰黑色，挥发物比焦炭高，质地疏松多孔，反应性能好，在煤化工领域常作为水煤浆气化原料使用。目前，半焦用于水煤浆气化的过程大致为，如图1所示，半焦经半焦磨机19研磨，研磨出粒径合格的半焦进入半焦仓17内，半焦仓17内的半焦通过半焦输送管14进入制浆搅拌罐1内与水混合搅拌，制得的浆料通过半焦浆泵23输送至水煤浆气化原料管道25，供水煤浆气化使用；制浆搅拌罐1顶部设有排空管6，排空管6出口端与引风机27进口端连接，排空管6上设有过滤器28，避免半焦随排空操作的进行进入大气中，污染环境。由于半焦质地疏松多孔，其与水混合时，常常漂浮在水面上而难以混合，制浆效果差，约有质量比10％的半焦无法成功制浆，为了确保制浆品质，这部分未与水混合的半焦一般通过过滤器28和引风机27引出制浆搅拌罐1外，在此过程中，一方面有约10％的半焦没有进行有效利用，造成了资源的浪费，同时对大气环境有一定的污染；另一方面，过滤器28和引风机27长期与半焦接触，过滤器28和引风机27容易发生堵塞和损坏，影响制浆过程持续稳定的进行，制浆过程一旦中断，就会影响了水煤浆气化过程的进行，降低水煤浆气化的效率。技术实现要素：本发明的第一个目的在于提供一种提高半焦制浆效果、降低半焦制浆难度、提高煤气化效率的加氢气化半焦制浆装置。本发明的第二个目的在于提供一种提高半焦制浆效果、降低半焦制浆难度、提高煤气化效率的加氢气化半焦制浆装置稳定运行方法。本发明的第一个目的由如下技术方案实施，加氢气化半焦制浆的装置，其包括制浆搅拌罐，所述制浆搅拌罐的进料口处设有文丘里混合器，所述文丘里混合器的一个进口与气力输送装置的出口连接，所述文丘里混合器的另一个进口与新鲜水管网之间通过新鲜水泵连接，所述制浆搅拌罐的出口通过半焦浆泵与调浆罐的进口连接，所述调浆罐的出口分别与所述制浆搅拌罐的回流口、水煤浆气化原料管道的进口连接；所述文丘里混合器的出口置于所述制浆搅拌罐的液面下方，所述调浆罐的出口至所述回流口之间的管路上设有回流控制阀，所述水煤浆气化原料管道上设有输送控制阀；所述调浆罐与所述制浆搅拌罐的体积比大于等于2:1；所述制浆搅拌罐的顶部设有半焦处理腔，所述半焦处理腔的底部与所述制浆搅拌罐的顶部连接，所述半焦处理腔的顶部设有排空管，所述半焦处理腔内交错设有至少两个优弧弓形的塔盘，所述塔盘的弦长边关于所述半焦处理腔的竖直中心线对称，所述塔盘的圆弧边与所述半焦处理腔的内侧壁固定连接，所述塔盘上均布有通孔，最上层所述塔盘上方的所述半焦处理腔与所述新鲜水管网通过逆流管连接。进一步的，所述气力输送装置包括半焦输送管和压缩空气源，所述半焦输送管的进口与半焦仓之间通过旋转给料阀连接，所述半焦输送管的出口与所述文丘里混合器的一个进口连接，所述半焦输送管与所述压缩空气源之间通过压缩空气管连接；所述半焦仓的进口与半焦螺旋输送机的出口连接，所述半焦螺旋输送机的进口与半焦磨机的合格品出口连接。进一步的，所述塔盘水平设置，所述塔盘数量为4-6个，相邻的两层塔盘之间设有降液管，所述降液管的进口侧与上层所述塔盘和所述半焦处理腔内壁之间形成的空隙连接，所述降液管的进口置于上层所述塔盘的上方，所述降液管的底部与下层所述塔盘连接，所述降液管的出口置于下层所述塔盘的上方。进一步的，所述排空管下方的所述半焦处理腔内设有除沫器，所述除沫器的边沿与所述半焦处理腔的内侧壁固定连接。进一步的，所述制浆搅拌罐内设有制浆搅拌器，所述制浆搅拌器的转动轴顶部穿过所述制浆搅拌罐顶部与制浆转动电机的输出轴固定连接；所述调浆罐内设有调浆搅拌器，所述调浆搅拌器的转动轴顶部穿过所述调浆罐顶部与调浆转动电机的输出轴固定连接。本发明的第二个目的由如下技术方案实施，加氢气化半焦制浆装置稳定运行方法，半焦经气力输送至文丘里混合器内与输送至所述文丘里混合器内的工业新鲜水进行混合，得到预制浆；所述预制浆进入制浆搅拌罐内进行搅拌，搅拌速度为30-50r/min；在搅拌的过程中，向半焦处理腔内通入工业新鲜水，工业新鲜水沿着塔盘上表面流动，在所述塔盘上表面形成一层水膜，部分未与所述制浆搅拌罐内的工业新鲜水混合成浆的半焦随着气力输送的压缩气进入所述半焦处理腔内，半焦经由所述塔盘的通孔向上运动与所述塔盘上的水膜接触，并随着所述塔盘上表面流动的工业新鲜水回流至所述制浆搅拌罐内，搅拌得到的半焦浆料；所述半焦浆料由半焦浆泵泵入调浆罐内，在所述调浆罐内对所述半焦浆料进行搅拌，得到合格半焦浆，所述合格半焦浆的浓度为30％-35％；所述合格半焦浆一部分回流至所述制浆搅拌罐内以维持所述制浆搅拌罐内的液位为所述制浆搅拌罐体积的60-80％，其余所述合格半焦浆输送至水煤浆气化系统。进一步的，所述气力输送的压力为0.5-0.7mpa，所述制浆搅拌罐运行压力为0.1-0.2mpa。进一步的，经所述气力输送的半焦与通入所述文丘里混合器内的工业新鲜水的质量比为1:0.8-1.2，经所述气力输送的半焦与通入所述半焦处理腔内的工业新鲜水的质量比为1:0.8-1.2。进一步的，进入所述半焦处理腔内的所述压缩气经除沫处理后，由所述半焦处理腔顶部的排空管排出。本发明的优点：1、通过气力输送，将半焦输送至文丘里混合器内与工业新鲜水混合，预先将半焦充分打湿，然后将打湿的半焦输送至制浆搅拌罐内，半焦直接进入制浆搅拌罐液面下方，与制浆搅拌罐内的工业新鲜水搅拌制浆，确保最大程度的将半焦混合入工业新鲜水中，提高半焦利用率，提高制浆效果；2、由于半焦是经气力输送进入制浆搅拌罐内的，进入制浆搅拌罐内但未混入工业新鲜水的半焦将随着气力输送压缩气向半焦处理腔运动，半焦处理腔的塔盘上流动的工业新鲜水形成水膜，混合有半焦的压缩气进入半焦处理腔后，经由塔盘通孔向上运动，半焦与塔盘上的水膜接触，半焦被水膜拦截并随着流动的工业新鲜水回落至制浆搅拌罐内，进行制浆，半焦利用率提高至99％，避免了排空造成的半焦浪费，降低了半焦制浆成本；同时，半焦被水膜拦截并回流，降低了设备因堵塞而损坏的几率，确保制浆系统可以持续稳定的运行，保障了水煤浆气化过程的顺利进行；3、排空管下方设有除沫器，确保气力输送压缩气经过塔盘水膜时产生的气泡进入排空系统，损坏排空系统。附图说明：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。图1为现有技术系统结构示意图。图2为实施例1的整体结构示意图。图3为实施例1的塔盘结构示意图。制浆搅拌罐1，文丘里混合器2，制浆搅拌器3，制浆转动电机4，半焦处理腔5，排空管6，塔盘7，通孔8，降液管9，新鲜水管网11，逆流管12，除沫器13，半焦输送管14，压缩空气源15，压缩空气管16，半焦仓17，半焦螺旋输送机18，半焦磨机19，旋转给料阀20，新鲜水泵21，回流口22，半焦浆泵23，调浆罐24，水煤浆气化原料管道25，回流控制阀26，引风机27，过滤器28，调浆搅拌器29，调浆转动电机30，输送控制阀31。具体实施方式：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作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。实施例1：如图2-3所示，加氢气化半焦制浆装置，其包括制浆搅拌罐1，制浆搅拌罐1的进料口处设有文丘里混合器2，制浆搅拌罐1内设有制浆搅拌器3，制浆搅拌器3的转动轴顶部穿过制浆搅拌罐1顶部与制浆转动电机4的输出轴固定连接，制浆搅拌罐1的顶部设有半焦处理腔5，半焦处理腔5的内部与制浆搅拌罐1的内部连通，半焦处理腔5的底部与制浆搅拌罐1的顶部连接，半焦处理腔5的顶部设有排空管6；半焦处理腔5内交错设有至少两个优弧弓形的塔盘7，在本实施例中，塔盘7数量为4个，塔盘7水平设置；塔盘7的弦长边关于半焦处理腔5的竖直中心线对称，塔盘7的圆弧边与半焦处理腔5的内侧壁固定连接，塔盘7上均布有通孔8，相邻的两层塔盘7之间设有降液管9，降液管9的进口侧与上层塔盘7和半焦处理腔5内壁之间形成的空隙连接，降液管9的进口置于上层塔盘7的上方，降液管9的底部与下层塔盘7连接，降液管9的出口置于下层塔盘7的上方；最上层塔盘7上方的半焦处理腔5与新鲜水管网11通过逆流管12连接；排空管6下方的半焦处理腔5内设有除沫器13，除沫器13的边沿与半焦处理腔5的内侧壁固定连接。文丘里混合器2的一个进口与气力输送装置的出口连接，气力输送装置包括半焦输送管14和压缩空气源15，半焦输送管14与压缩空气源15之间通过压缩空气管16连接，压缩空气源15的压力为0.5-0.7mpa，在本实施例中，压缩空气源15的压力为0.6mpa；半焦仓17的进口与半焦螺旋输送机18的出口连接，半焦螺旋输送机18的进口与半焦磨机19的合格品出口连接，半焦输送管14的进口与半焦仓17之间通过旋转给料阀20连接。文丘里混合器2的另一个进口与新鲜水管网11之间通过新鲜水泵21连接，文丘里混合器2的出口置于制浆搅拌罐1的内部，并置于制浆搅拌罐1的液面下方，制浆搅拌罐1的出口通过半焦浆泵23与调浆罐24的进口连接，调浆罐24与制浆搅拌罐1的体积比大于等于2:1，在本实施例中，调浆罐24与制浆搅拌罐1的体积比为2:1；调浆罐24内设有调浆搅拌器29，调浆搅拌器29的转动轴顶部穿过调浆罐24顶部与调浆转动电机30的输出轴固定连接，制浆搅拌罐1的出口通过半焦浆泵23与调浆罐24的进口连接，调浆罐24的出口分别与制浆搅拌罐1的回流口22、水煤浆气化原料管道25的进口连接；调浆罐24的出口至回流口22之间的管路上设有回流控制阀26，水煤浆气化原料管道25上设有输送控制阀31。实施例2：利用实施例1进行的加氢气化半焦制浆装置稳定运行方法，半焦经气力输送至文丘里混合器2内与输送至文丘里混合器2内的工业新鲜水进行混合，气力输送的压力为0.5mpa，制浆搅拌罐1运行压力为0.1mpa，文丘里混合器2的半焦与工业新鲜水的混合质量比为1:0.8，文丘里混合器2的出口置于制浆搅拌罐1内液面以下，混合后得到预制浆；预制浆进入制浆搅拌罐1内进行搅拌，搅拌速度为30r/min；在搅拌的过程中，向半焦处理腔5内通入工业新鲜水，气力输送的半焦与通入半焦处理腔5工业新鲜水的混合质量比为1:0.8，工业新鲜水沿着塔盘7上表面流动，在塔盘7上表面形成一层水膜，部分未与通入制浆搅拌罐1内工业新鲜水混合成浆的半焦随着气力输送的压缩气进入半焦处理腔5内，半焦经由塔盘7的通孔8向上运动与塔盘7上的水膜接触，并随着塔盘7上表面流动工业新鲜水回流至制浆搅拌罐1内，进入半焦处理腔5内的压缩气经除沫处理后，由半焦处理腔5顶部的排空管6排出，搅拌得到的半焦浆料由半焦浆泵23泵入调浆罐24内，在调浆罐24内对半焦浆料进行搅拌，得到合格半焦浆，合格半焦浆的浓度为30％；合格半焦浆一部分回流至制浆搅拌罐1内以维持制浆搅拌罐1内的液位为制浆搅拌罐1体积的60％，其余合格半焦浆输送至水煤浆气化系统。以本实施例与常规半焦制浆方法相比，常规半焦制浆方法利用图1所示系统进行，具体为：半焦加工业新鲜水搅拌，半焦与工业新鲜水的质量比为1:0.8搅拌速度为30r/min；本实施例为试验组，常规半焦制浆方法为对照组，两组制浆前所用的半焦为同质同量的半焦经过相同条件的研磨、筛选处理得到的，两组同时对半焦进行制浆，对半焦利用率、设备使用周期进行记录，记录结果如下：表1两组半焦利用率及设备使用周期记录项目对照组试验组半焦利用率(％)8099系统使用周期(d)60330由表1可知，与常规半焦制浆方法相比，本实施通过气力输送，将半焦输送至文丘里混合器2内与工业新鲜水混合，预先将半焦充分打湿，然后将打湿的半焦输送至制浆搅拌罐1内，半焦直接进入制浆搅拌罐1液面下方，与制浆搅拌罐1内的工业新鲜水搅拌制浆，确保最大程度的将半焦混合入工业新鲜水中，提高半焦利用率，提高制浆效果；其次，由于半焦是经气力输送进入制浆搅拌罐1内的，进入制浆搅拌罐1内但未混入工业新鲜水的半焦将随着气力输送压缩气向半焦处理腔5运动，半焦处理腔5的塔盘7上表面流动的工业新鲜水形成水膜，混合有半焦的压缩气进入半焦处理腔5后，自下而上经由塔盘7通孔8向上运动，半焦与塔盘7上表面的水膜接触，半焦被水膜拦截并随着流动的工业新鲜水回落至制浆搅拌罐1内，进行制浆，半焦利用率提高至99％，避免排空造成的半焦浪费，降低了设备因堵塞而损坏的几率，确保制浆系统可以持续稳定的运行，保障了水煤浆气化过程的顺利进行。实施例3：利用实施例1进行的加氢气化半焦制浆装置稳定运行方法，半焦经气力输送至文丘里混合器2内与输送至文丘里混合器2内的工业新鲜水进行混合，气力输送的压力为0.6mpa，制浆搅拌罐1运行压力为0.15mpa，文丘里混合器2的半焦与工业新鲜水的混合质量比为1:0.9，文丘里混合器2的出口置于制浆搅拌罐1内液面以下，混合后得到预制浆；预制浆进入制浆搅拌罐1内进行搅拌，搅拌速度为40r/min；在搅拌的过程中，向半焦处理腔5内通入工业新鲜水，工业新鲜水沿着塔盘7上表面流动，在塔盘7上表面形成一层水膜，部分未与通入制浆搅拌罐1内工业新鲜水混合成浆的半焦随着气力输送的压缩气进入半焦处理腔5内，半焦经由塔盘7的通孔8向上运动与塔盘7上的水膜接触，并随着工业新鲜水回流至制浆搅拌罐1内，进入半焦处理腔5内的压缩气经除沫处理后，由半焦处理腔5顶部的排空管6排出，搅拌得到的半焦浆料由半焦浆泵23泵入调浆罐24内，在调浆罐24内对半焦浆料进行搅拌，得到合格半焦浆，合格半焦浆的浓度为33％；合格半焦浆一部分回流至制浆搅拌罐1内以维持制浆搅拌罐1内的液位为制浆搅拌罐1体积的70％，其余合格半焦浆输送至水煤浆气化系统。以本实施例与常规半焦制浆方法相比，常规半焦制浆方法利用图1所示系统进行，具体为：半焦加工业新鲜水搅拌，半焦与工业新鲜水的质量比为1:0.9，搅拌速度为40r/min；本实施例为试验组，常规半焦制浆方法为对照组，两组制浆前所用的半焦为同质同量的半焦经过相同条件的研磨、筛选处理得到的，两组同时对半焦进行制浆，对半焦利用率、设备使用周期进行记录，记录结果如下：表2两组半焦利用率及设备使用周期记录项目对照组试验组半焦利用率(％)8099系统使用周期(d)60330由表2可知，与常规半焦制浆方法相比，本实施通过气力输送，将半焦输送至文丘里混合器2内与工业新鲜水混合，预先将半焦充分打湿，然后将打湿的半焦输送至制浆搅拌罐1内，半焦直接进入制浆搅拌罐1液面下方，与制浆搅拌罐1内的工业新鲜水搅拌制浆，确保最大程度的将半焦混合入工业新鲜水中，提高半焦利用率，提高制浆效果；其次，由于半焦是经气力输送进入制浆搅拌罐1内的，进入制浆搅拌罐1内但未混入工业新鲜水的半焦将随着气力输送压缩气向半焦处理腔5运动，半焦处理腔5的塔盘7上表面流动的工业新鲜水形成水膜，混合有半焦的压缩气进入半焦处理腔5后，自下而上经由塔盘7通孔8向上运动，半焦与塔盘7上表面的水膜接触，半焦被水膜拦截并随着流动的工业新鲜水回落至制浆搅拌罐1内，进行制浆，半焦利用率提高至99％，避免排空造成的半焦浪费，降低了设备因堵塞而损坏的几率，确保制浆系统可以持续稳定的运行，保障了水煤浆气化过程的顺利进行。实施例4：利用实施例1进行的加氢气化半焦制浆装置稳定运行方法，半焦经气力输送至文丘里混合器2内与输送至文丘里混合器2内的工业新鲜水进行混合，气力输送的压力为0.7mpa，制浆搅拌罐1运行压力为0.2mpa，文丘里混合器2的半焦与工业新鲜水的混合质量比为1:1.2，文丘里混合器2的出口置于制浆搅拌罐1内液面以下，混合后得到预制浆；预制浆进入制浆搅拌罐内进行搅拌，搅拌速度为50r/min；在搅拌的过程中，向半焦处理腔5内通入工业新鲜水，工业新鲜水沿着塔盘7上表面流动，在塔盘7上表面形成一层水膜，部分未与通入制浆搅拌罐1工业新鲜水混合成浆的半焦随着气力输送的压缩气进入半焦处理腔5内，半焦经由塔盘7的通孔8向上运动与塔盘7上的水膜接触，并随着工业新鲜水回流至制浆搅拌罐1内，进入半焦处理腔5内的压缩气经除沫处理后，由半焦处理腔5顶部的排空管6排出，搅拌得到的半焦浆料由半焦浆泵23泵入调浆罐24内，在调浆罐24内对半焦浆料进行搅拌，得到合格半焦浆，合格半焦浆的浓度为35％；合格半焦浆一部分回流至制浆搅拌罐1内以维持制浆搅拌罐1内的液位为制浆搅拌罐1体积的80％，其余合格半焦浆输送至水煤浆气化系统。以本实施例与常规半焦制浆方法相比，常规半焦制浆方法利用图1所示系统进行，具体为：半焦加工业新鲜水搅拌，半焦与工业新鲜水的质量比为1:1.2，搅拌速度为50r/min；本实施例为试验组，常规半焦制浆方法为对照组，两组制浆前所用的半焦为同质同量的半焦经过相同条件的研磨、筛选处理得到半焦，两组同时对半焦进行制浆，对半焦利用率、设备使用周期进行记录，记录结果如下：表3两组半焦利用率及设备使用周期记录由表3可知，与常规半焦制浆方法相比，本实施通过气力输送，将半焦输送至文丘里混合器2内与工业新鲜水混合，预先将半焦充分打湿，然后将打湿的半焦输送至制浆搅拌罐1内，半焦直接进入制浆搅拌罐1液面下方，与制浆搅拌罐1内的工业新鲜水搅拌制浆，确保最大程度的将半焦混合入工业新鲜水中，提高半焦利用率，提高制浆效果；其次，由于半焦是经气力输送进入制浆搅拌罐1内的，进入制浆搅拌罐1内但未混入工业新鲜水的半焦将随着气力输送压缩气向半焦处理腔5运动，半焦处理腔5的塔盘7上表面流动的工业新鲜水形成水膜，混合有半焦的压缩气进入半焦处理腔5后，自下而上经由塔盘7通孔8向上运动，半焦与塔盘7上表面的水膜接触，半焦被水膜拦截并随着流动的工业新鲜水回落至制浆搅拌罐1内，进行制浆，半焦利用率提高至99％，避免排空造成的半焦浪费，降低了设备因堵塞而损坏的几率，确保制浆系统可以持续稳定的运行，保障了水煤浆气化过程的顺利进行。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12