本实用新型涉及水浆焦制备技术领域，具体而言，涉及一种用半焦制备水焦浆的装置及系统。
背景技术：
煤炭梯级利用是根据煤炭化学结构来充分利用煤自身含有的芳香族、脂肪族等官能团结构的方法，该方法是获得高附加值油品、提高工艺技术指标、实现煤资源高效、合理、清洁利用的有效途径之一。但粉煤梯级利用后必然会产生大量低硫高碳多孔的半焦，目前半焦利用的主要途径为将半焦制备成型焦后，将型焦用于制造清洁燃料及半焦气化等技术。其中，型焦可有效增加产品堆密度，具有密度低、运输成本低等优点。但型焦制备规模小，难以与工业装置生产半焦的规模相匹配，所以目前半焦气化成为主流方法。
半焦气化技术根据煤炭梯级利用技术的不同，可以采用干粉气化技术及水煤浆掺混气化技术。为了通过半焦气化技术制取富氢合成气，现有技术大多采用水煤浆掺混气化技术，但是煤炭梯级利用后的半焦主要采用干法冷却，设备投资大，且还需要将半焦进一步破碎和高速搅拌成浆后再进入煤浆工段共成浆，成浆速度慢，操作流程长。
技术实现要素：
鉴于此，本实用新型提出了一种用半焦制备水焦浆的装置及系统，旨在解决目前半焦成浆速度慢的问题。
一个方面，本实用新型提出了一种用半焦制备水焦浆的装置，该装置包括：半焦成浆塔，其壁面开设有半焦入口，并且，半焦入口位于半焦成浆塔内的半焦浆液的上方；半焦入口与用于接收半焦且位于半焦成浆塔内的半焦导流管的第一端相连通，半焦导流管的第二端弯向半焦成浆塔的底部，并且，半焦导流管的第二端与半焦浆液的液面具之间有一定距离，半焦导流管用于使半焦以分散的方式喷入半焦浆液。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，半焦导流管的第二端为第一敞口锥形端。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，第一敞口锥形端的锥角具有第一预设角度。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，半焦入口可与用于输送半焦且位于半焦成浆塔外的半焦输送管相连通，第一敞口锥形端的锥底端的端面直径大于等于半焦输送管的直径的5倍。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，半焦导流管的弯曲半径大于等于半焦输送管的弯曲半径。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，半焦成浆塔的壁面开设有浆液循环出口和浆液循环入口，并且，浆液循环出口位于半焦浆液的液面的下方，浆液循环入口位于半焦入口的上方。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，浆液循环入口与用于接收循环浆液且位于半焦成浆塔内的循环浆液导流管的第一端相连通，循环浆液导流管的第二端弯向半焦成浆塔的底部，并且，循环浆液导流管的第二端位于半焦导流管的第二端的上方。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，循环浆液导流管的第二端为第二敞口锥形端。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，第二敞口锥形端的锥角具有第二预设角度。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，半焦成浆塔的底端为锥状体，锥状体的锥顶端朝下设置，并且，锥状体的锥角具有第三预设角度。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的装置中，还包括：除尘塔，设置于半焦成浆塔的上方且与半焦成浆塔相连通。
本实用新型中，半焦成浆塔内设置有半焦导流管，半焦导流管的第二端弯向半焦成浆塔的底部，并且，半焦导流管的第二端与半焦浆液的液面之间具有一定的距离，从而可以保证半焦在喷出的过程中尽可能的进行分散，以使半焦与半焦浆液均匀混合。通过半焦导流管可以将半焦引入半焦成浆塔内，并使半焦以一定的速度且以分散的方式喷入半焦浆液，从而使分散的半焦与半焦浆液的接触面积变大，进而使具有一定温度的半焦与温度较低的半焦浆液进行充分快速的混合，以实现快速成浆；温度较低的半焦浆液对半焦进行激冷，半焦在激冷降温过程中发生自破裂，同时半焦浆液中的水快速占据半焦颗粒中的孔隙，当半焦颗粒密度接近于水的密度时，即形成半焦浆液。
另一方面，本实用新型还提出了一种用半焦制备水焦浆的系统，该系统包括：输送装置和用半焦制备水焦浆的装置；其中，输送装置与半焦成浆塔相连通，用于向半焦成浆塔输送半焦。
进一步地，上述用半焦制备水焦浆的系统中，输送装置为密相输送设备，密相输送设备至少为两个，以交替向半焦成浆塔输送半焦。
由于用半焦制备水焦浆的装置具有上述效果，所以具有该用半焦制备水焦浆的装置的用半焦制备水焦浆的系统也具有相应的技术效果。
附图说明
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：
图1为本实用新型实施例提供的用半焦制备水焦浆的装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的用半焦制备水焦浆的装置的又一结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的用半焦制备水焦浆的装置的又一结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的用半焦制备水焦浆的系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
装置实施例：
参见图1，图中示出了本实施例提供的用半焦制备水焦浆的装置的优选结构。如图所示，该装置包括：半焦成浆塔1。半焦成浆塔1的侧壁面开设有半焦入口11，并且，半焦入口11位于半焦成浆塔1内的半焦浆液的上方。半焦导流管12位于半焦成浆塔1内，半焦导流管12的第一端(图1所示的上端)与半焦入口11相连通，以接收半焦并将半焦输送至半焦成浆塔1内。半焦导流管12的第二端(图1所示的下端)弯向半焦成浆塔1的底部，具体实施时，半焦导流管12的第二端可以为位于半焦成浆塔1的中心，以将半焦直接引入半焦成浆塔1的中心，进而使半焦与半焦浆液混合的更均匀。半焦导流管12可以使半焦以一定的速度喷且以分散的方式喷入半焦浆液，而半焦导流管12的第二端与半焦浆液的液面之间具有一定的距离，该距离可以保证半焦喷出的过程具有一定的分散性，从而使半焦与半焦浆液的接触面积变大，具体实施时，半焦导流管12的第二端与半焦浆液的液面之间的距离可以小于等于300mm。
本实施例中，半焦成浆塔1内设置有半焦导流管12，半焦导流管12的第二端弯向半焦成浆塔1的底部，并且，半焦导流管的第二端与半焦浆液的液面之间具有一定的距离，从而可以保证半焦在喷出的过程中尽可能的进行分散，以使半焦与半焦浆液均匀混合。通过半焦导流管12可以将半焦引入半焦成浆塔1内，并使半焦以一定的速度且以分散的方式喷入半焦浆液，从而使分散的半焦与半焦浆液的接触面积变大，进而使具有一定温度的半焦与温度较低的半焦浆液进行充分快速的混合，以实现快速成浆；温度较低的半焦浆液对半焦进行激冷，半焦在激冷降温过程中发生自破裂，同时半焦浆液中的水快速占据半焦颗粒中的孔隙，当半焦颗粒密度接近于水的密度时，即形成半焦浆液。
上述实施例中，半焦导流管12的第二端为第一敞口锥形端，以实现使半焦以分散的形式喷入半焦浆液。具体实施时，第一敞口锥形端的锥角具有第一预设角度，例如，锥角大于等于60°。参见图2，半焦入口11还可以与用于输送半焦且位于半焦成浆塔1外的半焦输送管2相连通，第一敞口锥形端的锥底端的端面直径大于等于半焦输送管2的直径的5倍，以对半焦起到良好的分散作用，使半焦与半焦浆液有较多的接触面积，从而使半焦与半焦浆液混合的更均匀，同时可以避免局部焦多水少而造成半焦结团的现象。半焦输送管2的使用过程中会存在一定的弯曲，则半焦导流管12的弯曲半径大于等于半焦输送管2的弯曲半径，以使半焦在半焦导流管12中的流动更顺畅。需要说明的是，第一预设角度可以根据实际需要而定，本实施例对其不做任何限定。
上述实施例中，半焦成浆塔1的壁面开设有浆液循环出口13和浆液循环入口14，并且，浆液循环入口14和浆液循环出口13可以沿半焦成浆塔1的轴向依次设置。具体实施时，浆液循环出口13可以位于半焦成浆塔1的底部，浆液循环入口14可以位于半焦成浆塔1的上部，半焦成浆塔1外可设置有循环泵18，浆液循环出口13通过循环泵18与浆液循环入口14相连通。
本实施例中，通过浆液循环入口14和浆液循环出口13可以将位于半焦成浆塔1底部的半焦进行循环，从而改变半焦浆液停留时间，降低半焦浆液成浆区域体积，同时循环浆液与新鲜半焦进行直接接触，可以促进半焦与浆液扰动，进而加速半焦成浆。
上述实施例中，浆液循环入口14与置于半焦成浆塔1内的循环浆液导流管15的第一端(图1所示的上端)相连通，从而可以接收循环半焦并将循环半焦输送至半焦成浆塔1内。循环浆液导流管15的第二端(图1所示的下端)弯向半焦成浆塔1的底部，并且，循环浆液导流管15的第二端位于半焦导流管12的第二端的上方，具体实施时，循环浆液导流管15的第二端与半焦导流管12的第二端之间的距离可以小于等于500mm。循环浆液导流管15的第二端可以为位于半焦成浆塔1的中心，以将循环半焦直接引入半焦成浆塔1的中心。循环浆液导流管15的第二端为第二敞口锥形端，以使循环半焦以分散的形式喷入半焦浆液。具体实施时，第二敞口锥形端的锥角具有第二预设角度，例如，锥角大于等于60°。第二敞口锥形端的锥底端的端面直径大于等于半焦输送管2的直径的5倍，以对循环半焦浆起到良好的分散作用，使循环半焦浆与半焦成浆塔1内的半焦浆液有较多的接触面积，从而使二者混合的更均匀。需要说明的是，第二预设角度可以根据实际需要而定，本实施例对其不做任何限定。
本实施例中，浆液循环入口14设置有循环浆液导流管15，并且，循环浆液导流管15位于半焦导流管12的上方，通过循环浆液导流管15可以改变半焦浆液流动方向，并利用第二敞口锥形端分散循环半焦浆液；此外，半焦进入半焦成浆塔1的过程中，将不可避免的携带气体进入，部分半焦则会随着气体在半焦成浆塔1内向上运动，从浆液循环入口14流出的循环浆液可以与向上运动的半焦接触，从而将大部分向上运动的半焦带入半焦成浆塔1底部的半焦浆液中，以形成稳定的半焦浆液。
上述各实施例中，半焦成浆塔1的底端为锥状体，所述锥状体的锥顶端朝下设置，以形成成浆池。所述锥状体的锥角具有第三预设角度，例如，锥状体的锥角小于等于45°。需要说明的是，第三预设角度可以根据实际需要而确定，本实施例对其不做任何想限定。
参见图3，图中示出了本实施例提供的用半焦制备水焦浆的装置的又一优选结构。如图所示，该装置还可以包括：除尘塔3。除尘塔3设置于半焦成浆塔1的上方且与半焦成浆塔1相连通。本领域技术人员应当理解，除尘塔3可以具有两级或多级塔板31，以对半焦进入半焦成浆塔1内时所携带的气体进行洗涤除尘。除尘塔3通过设置的一次补水口34和二次补水口33补充洗涤水，以达到降低除尘搭3的气体出口35处气体的含尘量，同时，还可以通过水拦截随气体一起向上运动的部分半焦，使半焦返回半焦成浆塔1底部的成浆池。具体实施时，半焦成浆塔1上的塔板31优选筛板塔或高孔隙率填料，不可使用浮阀塔，从而避免半焦在塔板31或填料上积累，而降低除尘效果。
为了监控塔板31或填料的压差，并及时通过调节水量、半焦加入量等以控制压差和半焦浆液的高度，半焦成浆塔1的壁面开设有取压口16，取压口16可以为多个，各取压口16可以沿半焦成浆塔1的轴向依次设置，并且，各取压口16均置于浆液循环出口13和浆液循环入口14之间。此外，除尘塔3的壁面也设置有多个取压口16。
综上，本实施例中，半焦成浆塔内设置有半焦导流管，半焦导流管的第二端弯向半焦成浆塔的底部，并且，半焦导流管的第二端与半焦浆液的液面之间具有一定的距离，该距离可以保证半焦在喷出的过程中尽可能的进行分散，以使半焦与半焦浆液混合的更均匀。通过半焦导流管可以将半焦引入半焦成浆塔内，并使半焦以一定的速度且以分散的方式喷入半焦浆液，从而使分散的半焦与半焦浆液的接触面积变大，进而使具有一定温度的半焦与温度较低的半焦浆液进行充分快速的混合，以实现快速成浆；温度较低的半焦浆液对半焦进行激冷，半焦在激冷降温过程中发生自破裂，同时半焦浆液中的水快速占据半焦颗粒中的孔隙，当半焦颗粒密度接近于水的密度时，即形成半焦浆液。
系统实施例：
参见图4，图中示出了本实施例提供的用半焦制备水焦浆的系统的优选结构。如图所示，该系统包括：输送装置4和用半焦制备水焦浆的装置。其中，输送装置4与用半焦制备水焦浆的装置的半焦成浆塔1相连通，向所述半焦成浆塔1输送半焦。具体实施时，用半焦制备水焦浆的装置可以为上述装置实施例中的用半焦制备水焦浆的装置，用半焦制备水焦浆的装置的具体结构参见上述装置实施例即可，此处不再赘述。
由于用半焦制备水焦浆的装置具有上述效果，所以具有该用半焦制备水焦浆的装置的用半焦制备水焦浆的系统也具有相应的技术效果。
上述实施例中，输送装置4可以通过输送管路与半焦成浆塔1相连通，输送管路开设有送风口41，送风口41用于沿半焦的流动方向吹送气体，以加速输送管路中的半焦的移动速度。需要说明的是，输送管路为上述装置实施例中的半焦输送管2；送风口41可以设置于半焦输送管2的弯曲部分。
上述实施例中，输送装置4可以为密相输送设备，由于密相输送设备属于间歇操作设备，所以密相输送设备至少为两个，以交替向半焦成浆塔1输送半焦，进而实现连续生产半焦浆液目的。本领域技术人员应当理解，密相输送设备包括罐体42和与罐体42底部相连通的通气锥43，罐体42的上部的壁面和通气锥43的壁面均开设有进气口44。具体实施时，通气锥43的底部通过半焦输送管2与半焦成浆塔1相连通。
该系统的工作过程为：通过密相输送设备将半焦输送至半焦成浆塔1，半焦通过惯性与半焦成浆塔1底部的半焦浆液接触，同时半焦成浆塔1上部冷洗涤水和循环半焦浆液与半焦输送管2出来的半焦进行接触混合，形成半焦浆液；通过循环泵18调节半焦浆液循环倍率，以调整半焦停留时间，进而促进半焦快速形成稳定浆液，同时循环半焦浆液可以将大部分随气体上升的半焦带入半焦浆液中；此外，还有少部分半焦会随气体进入半焦成浆塔1上部的除尘塔3的各级塔板31区域，此时，可以通过调节一次给水量和二次给水量来降低出气口35的含尘量；调节过程中，一次给水量和二次给水量之和不超过半焦成浆需求水量，从而达到半焦成浆及气体除尘效果。
下面将以结合工艺过程对该系统进行详细介绍：
来自其他系统的半焦进入密相输送设备，经泄压置换后，向罐体42内通入半焦输送稳压气体，以及向通气锥43内充压，进而控制密相输送设备与半焦成浆塔1之间具有一定压差，并通过送风口41通入一定量的半焦输送风；同时通入一次给水和二次给水将半焦成浆塔1的半焦浆液区建立一定液位，然后开启循环泵18建立浆液循环；打开半焦输送管2上阀门45开始输送半焦。
半焦进入半焦成浆塔1，并通过惯性与底部半焦浆液接触，同时半焦成浆塔1上部冷洗涤水和循环半焦浆液与半焦输送管2出来的半焦进行接触混合，形成半焦浆液；通过循环泵18调节半焦浆液循环倍率，以调整半焦停留时间，从而促进半焦快速形成稳定浆液；此外，通过调节一次给水量和二次给水量降来低半焦成浆塔1气体出口35的含尘量，直至达到排放要求。待半焦成浆塔1内半焦浆液达到需求浓度后，开始通过半焦成浆塔1底部设置的浆液出口17连续排出半焦浆液。
待第一个密相输送设备内的半焦输送完毕后，第二个密相输送设备向半焦成浆塔1内输送半焦。在第二个密相输送设备向半焦成浆塔1输送半焦的过程中，第一个密相输送设备进行泄压、收料、置换等操作，并在第二个密相输送设备输送完毕前做好输送准备工作，进而实现连续生产半焦浆液。
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。