返料阀、旋风返料设备及流化床系统的制作方法

本实用新型涉及返料阀领域，尤其涉及一种返料阀、旋风返料设备及流化床系统。

背景技术：

旋风返料设备是循环流化床煤气化系统的重要组成部分。目前，旋风返料设备包括与气化炉的产品气出口连通的旋风分离器、与旋风分离器的底部连通的的料腿、以及与料腿的出料口连通的返料阀，其中，返料阀的出料口与流化床的返料入料口连通。在实际工作时，来自流化床的含尘烟气通过产品气出口进入旋风分离器并进行旋风分离，分离得到的物料依次经过料腿和返料阀，从流化床的入料口返回流化床。

在现有技术中，返料阀通常包括机械返料阀和非机械返料阀。其中，机械返料阀设置有闸板，当闸板开启时，物料可以从返料阀进入反应炉，当闸板关闭时，闸板将料腿与气化炉隔开。然而，当闸板开启的时候，物料可能会进入闸板与返料阀的壳体之间的间隙，这样，导致闸板无法完全闭合，从而使气体从返料阀进入旋风分离器。

而在非机械返料阀中，虽然可以利用物料形成气封，但是，在反应开始阶段，当返料阀中没有物料沉积时，来自气化炉中的热气会直接进入返料阀中，并通过返料阀进入旋风分离器。

可见，在现有技术中，气化炉中的气体容易从返料阀进入旋风分离器，从而影响旋风分离器的正常工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种返料阀、旋风返料设备及流化床系统，用于烘炉期间更好地控制气化炉中的气体通过返料阀进入旋风分离器，且在气化炉运行时促进返料。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的第一方面提供一种返料阀，该返料阀包括：第一沉积管，第一沉积管上设置有入料口和出料口；导通管，导通管的一端与第一沉积管的出料口连通；第二沉积管，第二沉积管上设置有入料口、出料口和进气口，第二沉积管的入料口与导通管的另一端连通，第二沉积管的进气口与第二沉积管的出料口分别位于第二沉积管的相对的两端；第一吹气管路，与第二沉积管的进气口连通，配置为由第二沉积管的进气口向第二沉积管的出料口吹气。

与现有技术相比，本实用新型提供的返料阀中，第一沉积管用于沉积来自旋风分离器的物料，以便于物料形成料封；导通管和第二沉积管用于将第一沉积管中的物料送入气化炉。其中，由于第二沉积管的进气口与第二沉积管的出料口分别位于第二沉积管的相对的两端，且第一吹气管路配置为由第二沉积管的进气口向第二沉积管的出料口吹气；这样，可以在气化炉运行的初始阶段，且在第一沉积管中的料封形成之前，通过调节第一吹气管路的出气量，来避免气化炉中的气体从第二沉积管的出料口进入返料阀，进而有效避免气化炉中的气体直接通过返料阀进入旋风分离器。

可选的，第二沉积管的进气口位于第二沉积管的入料口的远离第二沉积管的出料口的一侧。

可选的，返料阀还包括设置在第二沉积管内部的布气板，布气板的边缘与第二沉积管的内壁连接，布气板位于第二沉积管的进气口与第二沉积管的入料口之间；布气板上设置有多个布气通道，布气通道贯穿布气板的两个相对的主表面。

可选的，多个布气通道包括位于布气板的中央区域的一个中心布气通道，以及环绕中心布气通道的多圈环绕布气通道，每圈环绕布气通道包括间隔布置的多个环绕布气通道，且中心布气通道的直径大于环绕布气通道的直径。

可选的，布气板包括：第一区域，以及除第一区域之外的第二区域；第一区域位于中心布气通道的靠近导通管的一侧，第一区域与第二区域的分界线到第二沉积管的轴线的最小距离为第二沉积管的管径的1/6～1/4；其中，位于第一区域内的环绕布气通道相对于第二沉积管的轴线倾斜设置，且位于第一区域内的环绕布气通道的出风口指向第二沉积管的轴线；位于第二区域内的环绕布气通道平行于第二沉积管的轴线设置。

可选的，第一沉积管上还设置有进气口，第一沉积管的进气口与第一沉积管的出料口分别位于第一沉积管的相对的两端，且第一沉积管的进气口位于第一沉积管的入料口的远离第一沉积管的出料口的一侧；返料阀还包括第二吹气管路，与第一沉积管的进气口连通，配置为由第一沉积管的进气口向第一沉积管的出料口吹气。

可选的，返料阀还包括：第一松气管路，与第一沉积管连通，且二者连通的接口朝向第一沉积管的入料口，配置为向第一沉积管的入料口吹气；第二松气管路，与导通管连通，且二者连通的接口朝向导通管的与第二沉积管相连通的一端，配置为向导通管的与第二沉积管相连通的一端吹气；第三松气管路，与第二沉积管连通，且二者连通的接口位于第二沉积管的底部，配置为向第二沉积管的出料口所在的一侧吹气。

可选的，第三松气管路包括主管路及多个分支管路，每个分支管路的一端与主管路的分别连通，每个分支管路的另一端与第二沉积管连通，且各个分支管路的与第二沉积管连通的接口沿第二沉积管的轴线方向依次间隔排列。

可选的，第一沉积管与第二沉积管相互平行设置，导通管相对于第一沉积管倾斜设置，且导通管与第一沉积管连接处的拐角为钝角。

可选的，导通管与第一沉积管连接处的拐角小于被收集的物料的安息角的补角。

本实用新型的第二方面提供一种旋风返料设备，该旋风返料设备包括至少一个旋风分离器、与至少一个旋风分离器的底部连通的料腿、以及如上的返料阀，其中，返料阀的第一沉积管的入料口与料腿连通，返料阀的第二沉积管的出料口为旋风返料设备的出料口。

本实用新型提供的旋风返料设备的有益效果与上述返料阀的有益效果相同，此处不再赘述。

本实用新型的第三方面提供一种流化床系统，该流化床系统包括流化床反应器、以及如上的旋风返料设备，其中，旋风返料设备的旋风分离器与流化床反应器的出料口连通，旋风返料设备的出料口与流化床反应器的返料口连通。

本实用新型提供的流化床系统的有益效果与上述旋风返料设备的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一些实施例中流化床系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一些实施例中返料阀的结构示意图；

图3为本实用新型的一些实施例中布气板的安装示意图；

图4为本实用新型的一些实施例中布气板的结构示意图。

附图标记：

11-第一沉积管，12-第二沉积管，

13-导通管，21-第一吹气管路，

21'-第一吹气阀，22-第二吹气管路，

22'-第二吹气阀，23-第一松气管路，

23'-第一松气阀，24-第二松气管路，

24'-第二松气阀，25-第三松气管路，

25'-第三松气阀，251-分支管路，

3-布气板，31-中心布气通道，

32-环绕布气通道，4-旋风分离器，

5-料腿，6-气化炉。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合说明书附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种返料阀，请参阅图1和图2，该返料阀包括：第一沉积管11、导通管13、第二沉积管12和第一吹气管路21。其中，第一沉积管11上设置有入料口和出料口；第二沉积管12上设置有入料口、出料口和进气口；导通管13的一端与第一沉积管11的出料口连通，第二沉积管12的入料口与导通管13的另一端连通；第二沉积管12的进气口与第二沉积管12的出料口分别位于第二沉积管12的相对的两端；第一吹气管路21与第二沉积管12的进气口连通，配置为由第二沉积管12的进气口向第二沉积管12的出料口吹气。

在实际应用时，第一沉积管11的入料口通过料腿5与旋风分离器4的出料口连通，第二沉积管12的出料口与气化炉6的返料入口连通。烘炉期间，通过控制第一吹气管路21的出气量，可以控制气化炉6中的热气流进入旋风系统的气量，合理分配从气化炉6的出气口流出的气量，有效控制旋风系统内的气量与气体速度，从而有助于控制整个煤气化系统的升温速率与均一性，避免由旋风系统升温过快而导致其内部的耐火衬里出现热震。而且当气化炉6开始运行时，由于返料阀和料腿5中还没有形成料封，可以通过调节第一吹气管路21的通气量，使第二沉积管12中的气压与气化炉6内的气压平衡，或使第二沉积管12中的气压略小于气化炉6中的气压，这样可以避免气化炉6中的气体大量通过返料阀进入旋风分离器4。当气化炉6稳定运行后，第一沉积管11用于沉积来自旋风分离器4的物料，以便于物料在料腿5和第一沉积管11中形成料封，导通管13和第二沉积管12用于将第一沉积管11中的物料送入气化炉6。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的返料阀中，由于第二沉积管12的进气口与第二沉积管12的出料口分别位于第二沉积管12的相对的两端，且第一吹气管路21配置为由第二沉积管12的进气口向第二沉积管12的出料口吹气；这样，可以在气化炉6运行的初始阶段，且在第一沉积管11中的料封形成之前，通过调节第一吹气管路21的出气量，来避免气化炉6中的气体从第二沉积管12的出料口进入返料阀，进而有效避免气化炉6中的气体直接通过返料阀进入旋风分离器4。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，气化炉6可以为流化床气化炉，整个煤气化系统为流化床系统。当然，气化炉6也可以是其他结构的气化炉，此处不做限定。

值得指出的是，本实用新型提供的返料阀不局限于煤炭气化领域，其还可以应用于催化裂化、气固分离等工艺流程中。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，第二沉积管12的进气口位于第二沉积管12的入料口的远离第二沉积管12的出料口的一侧，这样，当物料进入第二沉积管12后，可以利用来自第一吹气管路中的气体将第二沉积管12中的物料送入气化炉6中。

请参阅图3和图4，可选的，在本实用新型的一些实施例中，返料阀还包括设置在第二沉积管12内部的布气板3，布气板3的边缘与第二沉积管12的内壁连接，布气板3位于第二沉积管12的进气口与第二沉积管12的入料口之间；布气板3上设置有多个布气通道，布气通道贯穿布气板3的两个相对的主表面。在本实用新型的实施例中，通过在第二沉积管12的进气口与第二沉积管12的入料口之间设置布气板3，并在布气板3上设置多个布气通道，可以使来自第一吹气管路的气流布满整个第二沉积管12，从而有助于避免第二沉积管12内出现物料沉积死角。可选的，在一些实施例中，布气板3与第一沉积管11的进气口之间设有间隙，这样，可以布气板3与第一沉积管11的进气口之间形成一个均布腔室，以利于气体的分布。在本实用新型的实施例中，布气通道可以是设置在布气板3上的布气管，也可以是设置在布气板3上的过孔，此处不做限定。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，多个布气通道包括位于布气板3的中央区域的一个中心布气通道31，以及环绕中心布气通道31的多圈环绕布气通道32，每圈环绕布气通道32包括间隔布置的多个环绕布气通道32，且中心布气通道31的直径大于环绕布气通道32的直径。这样，有助于使来自第一吹气管路21中的气体形成射流，提高气流的强度，从而便于使第二沉积管12中的物料更好地流动。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，布气板3包括：第一区域a，以及除第一区域a之外的第二区域b；其中，第一区域a位于中心布气通道31的靠近导通管13的一侧，第一区a域与第二区域b之间的分界线l到第二沉积管12的轴线的最小距离为第二沉积管12的管径的1/6～1/4；位于第一区域a内的环绕布气通道32相对于第二沉积管12的轴线倾斜设置，且位于第一区域a内的环绕布气通道32的出风口指向第二沉积管12的轴线；位于第二区域b内的环绕布气通道32平行于第二沉积管12的轴线设置。其中，通过使第一区域a中的环绕布气通道32按照上述方式倾斜设置，有助于加快来自导通管13中的物料的下落速度，并且，也有助于避免返料阀中高速的气流在导通管13的出料口处形成涡流。

请继续参阅图1和图2，可选的，在本实用新型的一些实施例中，第一沉积管11上还设置有进气口，第一沉积管11的进气口与第一沉积管11的出料口分别位于第一沉积管11的相对的两端，且第一沉积管11的进气口位于第一沉积管11的入料口的远离第一沉积管11的出料口的一侧；返料阀还包括第二吹气管路22，与第一沉积管11的进气口连通，配置为由第一沉积管11的进气口向第一沉积管11的出料口吹气。这样，可以便于使第一沉积管11中的物料进入导通管13。为了便于对第一吹气管路21和第二吹气管路22中的气流量进行分别控制，可选的，第一吹气管路21上设置有第一吹气阀21'，第二吹气管路22上设置有第二吹气阀22'。

为了避免物料在返料阀中堵塞，可选的，在本实用新型的一些实施例中，返料阀还包括：第一松气管路23，与第一沉积管11连通，且二者连通的接口朝向第一沉积管11的入料口，配置为向第一沉积管11的入料口吹气；第二松气管路24，与导通管13连通，且二者连通的接口朝向导通管13的与第二沉积管12相连通的一端，配置为向导通管13的与第二沉积管12相连通的一端吹气；第三松气管路25，与第二沉积管12连通，且二者连通的接口位于第二沉积管12的底部，配置为向第二沉积管12的出料口所在的一侧吹气。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，第一松气管路23与第一沉积管11连通的接口朝向第一沉积管11的入料口，既可以指该接口正对第一沉积管11的入料口，也可以是指该接口大致朝向第一沉积管11的入料口所在的一侧倾斜(而没有完全对准第一沉积管11的入料口)。同理，第二松气管路24与导通管13连通的接口可以正对导通管13的与第二沉积管12相连通的一端，也可以大致朝向该端所在的一侧倾斜。第三送气管路25与第二沉积管12连通的接口位于第二沉积管12的底部，且可以向第二沉积管12的出料口所在的一侧倾斜，这样有利于进一步减小物料在返料阀中堵塞的现象，使物料能够顺利的通过第二沉积管12的出料口，进入到气化炉6中。

为了便于对各个吹气管路的出气量进行控制，可选的，在本实用新型的一些实施例中，第一松气管路23上设置有第一松气阀23'，第二松气管路24上设置有第二松气阀24'，第三松气管路25上设置有第三松气阀25'。可选的，在本实用新型的一些实施例中，第一吹气阀21'、第二吹气阀22'、以及第一～第三松气阀均为气体调节阀。

为了更好的保证物料从第二沉积管12中流出，可选的，在本实用新型的一些实施例中，第三松气管路25包括主管路及多个分支管路251，每个分支管路251的一端可以与主管路的靠近第二沉积管12的一端连通，每个分支管路251的另一端与第二沉积管12连通，且各个分支管路251与第二沉积管12连通的接口沿第二沉积管的轴线方向依次间隔排列，由于分支管路251与第二沉积管12连通的接口位于第二沉积管12的底部，且大多数分支管路251与第二沉积管12连通的接口斜向第二沉积管12的出料口所在的一侧，因此具有促进流化，有效输送堆积的料层的作用。示例性的，第二沉积管12水平设置，入料口位于第二沉积管12的顶部，出料口和进气口分别第二沉积管12的相对两端，所有分支管路251与第二沉积管12连通的接口中，可以有一些指向第二沉积管12的入料口，也可以有一些直接指向第二沉积管12的出料口，这样有利于进一步促进流化，提高输料效率。

在实际工作时，当第三松气管中通入气体时，通过设置多个分支管路251可以有助于气体在第二沉积管12的底部形成气流床，从而有助于物料的流出。而且，为了更好的便于物料的输送，可以设置多个分支管路251与第二沉积管12的接口依次从第二沉积管12的入料口排列至第二沉积管12的出料口，且不局限于排列一排，也可以排列两排或两排以上。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，第一沉积管11与第二沉积管12相互平行设置，导通管13相对于第一沉积管11倾斜设置，且导通管13与第一沉积管11连接处的拐角为钝角。在实际工作时，第一沉积管11和第二沉积管12水平放置，此时，导通管13相对于水平面倾斜放置。这样可以便于物料在第一沉积管11与第二沉积管12中形成料封。通过使导通管13与第一沉积管11连接处的拐角为钝角，可以有效避免物料在从第一沉积管11进入导通管13时形成运动死角，从而有助于物料的流动。当然，第一沉积管11和第二沉积管12也可以设置成其他的角度，此处不做限定。

可选的，在本实用新型的一些实施例中，导通管13与第一沉积管11之间的夹角小于被收集的物料的安息角的补角。这样，当第一沉积管11和第二沉积管12水平放置时，导通管13与水平面的夹角大于物料的安息角，这样可以更好地便于物料从导通管13进入第二沉积管12。

本实用新型实施例还提供了一种旋风返料设备，该旋风返料设备包括至少一个旋风分离器4、与至少一个旋风分离器4的底部连通的料腿5、以及如上所述的返料阀；其中，返料阀的第一沉积管11的入料口与料腿5连通，返料阀的第二沉积管12的出料口为旋风返料设备的出料口。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的旋风返料设备的有益效果与上述返料阀的有益效果相同，此处不做赘述。

本实用新型实施例还提供了一种流化床系统，该流化床系统包括流化床反应器，以及如上所述的旋风返料设备；其中，旋风返料设备的旋风分离器4与流化床反应器的出料口连通，旋风返料设备的出料口与流化床反应器的返料口连通。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的流化床系统的有益效果与上述旋风返料设备的有益效果相同，此处不做赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。