地下气化炉的出气装置及煤炭地下气化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种地下气化炉的出气装置，所述气化炉的炉区位于煤层中，且所述炉区通过气化通道与出气孔相连通，所述炉区中的气体经过所述气化通道流向所述出气孔，所述出气孔的内侧壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置。本实用新型所述出气装置，可有效将气体中的固体杂质分离，且固体杂质掉落到所述气化通道内，不但可以作为所述气化通道的部分填充物，而且解决了地面管道堵塞的问题并且减少了地面除尘的工作量。
【专利说明】地下气化炉的出气装置及煤炭地下气化系统
【技术领域】
[0001〕 本实用新型涉及煤炭地下气化【技术领域】，尤其是指一种地下气化炉的出气装置及一种煤炭地下气化系统。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。地下气化系统是由进气孔、出气孔、气化通道及辅助监测井所组成，在气化过程中，所述气化通道内会产生煤灰、矸石等固体杂质，这些固体杂质部分会随着气体的流动方向向所述出气孔处移动，并随着气体的携带流出所述出气孔，还有部分固体杂质会沉积到气化管网中，若部分固体杂质被气体夹带着进入了气化后工序的设备以及管线中，会造成煤气管道及设备的堵塞，给生产的连续稳定运行带来了不必要的危害。
[0003]现有地下气化炉的出气装置如图1所示，所述气化炉的炉区10位于煤层中，所述炉区10中的气体经过与所述炉区相连通的气化通道直接流向所述出气孔40，所述气体的流动方向如图1箭头所示，由于气体内携带有大量固体杂质，所以经过出气孔40中的气体直接进入后续的设备或者管线中会给煤气管道及设备带来堵塞，因此不利于生产和除尘。为了克服上述缺点，若将从所述出气孔40流出的气体经过地表上专业的设备过滤以用来分离固体杂质，那么定会导致成本增加，因此如何实现在现在地下气化炉的出气装置上分离气体中的固体杂质就显得尤为必要。
实用新型内容
[0004]因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中所述经过炉区排出的气体携带有固体杂质造成后续的设备或者管道堵塞的问题从而提供一种可有效分离所述气体中的固体杂质的地下气化炉的出气装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种地下气化炉的出气装置，所述气化炉的炉区位于煤层中，且所述炉区通过气化通道与出气孔相连通，所述炉区中的气体经过所述气化通道流向所述出气孔，所述出气孔的内侧壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离 |101|装直。
[0006]所述分离装置包括分离板，所述分离板设有与所述出气孔的内壁相互连接的平板以及由所述平板向底下煤层方向延伸的挡板，其中所述平板的底部设有若干个相互平行的隔板，且所述隔板由平板的一端向另一端延伸。
[0007]所述分离板的数量为多个，且多个分离板依次交错设置在所述出气孔的相对内壁上，每一分离板沿所述出气孔方向的间距大于等于所述出气孔的直径，所述分离板在所述出气孔截面方向的投影面积小于所述出气孔的截面积。
[0008]所述分离板厚度的取值范围为5毫米至15毫米，相邻两个隔板在所述平板底部的间距的取值范围为1厘米至10厘米，所述隔板高度的取值范围为1厘米至5厘米。
[0009]所述分离板安装在所述出气孔的内侧壁上时，所述分离板所在的平面与平行于所述出气孔轴线的平面形成的夹角的取值范围为0至90度。
[0010]所述挡板所在平面与所述平板所在平面形成的夹角的取值范围为0至180度，且所述挡板高度的取值范围为1厘米至10厘米。
[0011]所述挡板的外表面为光滑面，内表面为光滑面或者粗糙面。
[0012]所述分离装置还包括用于分离所述气体中的固体杂质的过滤板，所述过滤板位于所述分离板的上方。
[0013]所述过滤板具有多个出气部以及位于所述出气部下端用于分离所述气体中的固体杂质的多个抵挡部，且所述出气部和所述抵挡部交替设置，其中，所述抵挡部通过连接杆固定在所述出气部的下端，所述出气部上开设有过滤板出气部。
[0014]所述分离装置的上端还设有用于清除所述分离装置上杂质的除尘装置，所述除尘装置包括伸入所述出气孔内的通管以及设于所述通管末端的喷头。
[0015]沿所述通管的高度方向上通过分支管可设置多个喷头。
[0016]所述喷头上设有供介质流出的冲洗孔以及保持所述冲洗孔处以常闭状态的弹簧阀。
[0017]一种煤炭地下气化系统，所述煤炭地下气化系统包括上述任意一项所述的地下气化炉的出气装置。
[0018]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0019]在本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统中，所述出气孔的内壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置，所述炉区中的气体经过所述气化通道流向所述出气孔时，所述气化通道内的固体杂质随着煤气的流动向所述出气孔方向移动，夹带固体杂质的煤气与所述分离装置相互接触，所述固体杂质会失去向上的惯性力，在所述分离装置施加的反作用力和固体杂质本身重力的作用下，所述固体杂质会向下运动，从而掉落到所述气化通道内，掉落在所述气化通道内固体杂质，不但可以作为所述气化通道的部分填充物，而且减少了固体杂质向出气孔方向移动时导致的地面除尘的问题以及造成的地面管道堵塞的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0021]图1是现有所述地下气化炉的出气装置示意图；
[0022]图2是本实用新型实施例1所述地下气化炉的出气装置示意图；
[0023]图3是实施例1所述分离板的示意图；
[0024]图4是本实用新型实施例2所述地下气化炉的出气装置示意图；
[0025]图5是实施例2所述过滤板的示意图；
[0026]图6是实施例2所述出气部的示意图；
[0027]图7是实施例4所述分离装置的示意图；
[0028]图8是实施例4中所述喷头工作时的示意图。
[0029]图中附图标记表示为:1-炉区，2-煤层，3-气化通道，4-出气孔，5-分离板，51-平板，52-挡板，53-隔板，6-过滤板，61-出气部，62-抵挡部，63-连接杆，64-过滤板出气孔，7-除尘装置，71-通管，72-喷头，73-冲洗孔，74-弹簧阀，75-分支管。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]如图2所示，本实施例提供一种地下气化炉的出气装置，所述气化炉的炉区1位于煤层2中，且所述炉区1通过气化通道3与出气孔4相连通，所述炉区1中的气体经过所述气化通道3流向所述出气孔4，所述出气孔4的内侧壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置。
[0032]上述是本实用新型的核心技术方案，所述出气孔4的内壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置，所述炉区1中的气体经过所述气化通道3流向所述出气孔4时，所述气化通道3内的固体杂质随着煤气的流动向所述出气孔4方向移动，夹带固体杂质的煤气与所述分离装置相互接触，所述固体杂质会失去向上的惯性力，在所述分离装置施加的反作用力和固体杂质本身重力的作用下，所述固体杂质会向下运动，从而掉落到所述气化通道3内，掉落在所述气化通道3内固体杂质，不但可以作为所述气化通道3的部分填充物，而且减少了固体杂质向所述出气孔4方向移动时导致的地面除尘的问题以及造成的地面管道堵塞的问题。
[0033]如图3所示，所述分离装置包括分离板5，所述分离板5设有与所述出气孔4的内壁相互连接的平板51以及由所述平板51向底下煤层方向延伸的挡板52，其中所述平板51的底部设有若干个相互平行的隔板53，且所述隔板53由平板51的一端向另一端延伸。所述气化通道3内的固体杂质随着煤气的流动向所述出气孔4方向移动，夹带固体颗粒的煤气与所述分离板5相互接触，在所述隔板53的隔断作用下，所述固体颗粒接触到所述平板51以及挡板52时，更易失去向上移动的动力，在所述平板51和所述隔板53的反作用力和固体杂质本身重力的作用下，所述固体杂质向下运动，从而使所述固体颗粒掉落到所述气化通道4内。
[0034]所述分离板5的数量为多个，且多个分离板5依次交错设置在所述出气孔4的相对内壁上，从而保证了气体向所述出气孔4的方向移动时最大程度的过滤掉固体颗粒；为了使所述气体能够顺利的通过设置在所述出气孔4内的多个分离装置并从所述出气孔4中流出，每一分离板5沿所述出气孔4方向的间距大于等于所述出气孔4的直径；为了使所述分离装置安装在所述出气孔4内，所述分离板5在所述出气孔4截面方向的投影面积小于所述出气孔4的截面积，且气体能够通过所述分离板5和所述出气孔4的截面之间形成的间隙流向所述出气孔4。
[0035]需要注意的是:考虑到煤气中固体杂质的颗粒大小以及有利于从煤气中分离固体杂质使固体杂质更容易掉落在所述气化通道3内，所述分离板5厚度的取值范围为5毫米至15毫米，相邻两个隔板53在所述平板51底部的间距的取值范围为1厘米至10厘米，所述隔板53高度的取值范围为1厘米至5厘米。
[0036]由于所述炉区1中的气体经过所述气化通道3流向所述出气孔4时，夹带固体杂质的煤气与所述分离装置会相互接触，使所述固体颗粒会向下掉落，对于位于较底端的分离装置而言，每一个分离板的顶部都有可能沉积固定颗粒，为了克服上述缺点，所述分离板5安装在所述出气孔4的内侧壁上时，所述分离板5所在的平面与平行于所述出气孔4轴线的平面形成的夹角的取值范围为0至90度，虽然所述分离板5可以水平安装，但是考虑到所述固体颗粒最好都能掉落到所述气化通道3内，因此作为一种变形，优选所述分离板5倾斜的安装在所述出气孔4的内壁上。
[0037]为了更好的阻挡所述固体颗粒随气体向所述出气孔4的方向移动，所述挡板52所在平面与所述平板51所在平面形成的夹角的取值范围为0至180度，且结合考虑所述分离板5的规格尺寸，所述挡板52高度的取值范围为1厘米至10厘米。所述挡板52的外表面为光滑面，因此即使位于上端分离板5的阻挡使气体中的固体颗粒下落，固体颗粒也不会沉积在下端的分离板5的所述挡板52上，所述挡板52内表面可以为光滑面，作为一种变形，所述挡板52内表面也可以为粗糙面，若所述挡板52内表面为粗糙面，更有利于与固体颗粒的接触，从而更易使固体颗粒落入所述气化通道3内。
[0038]本实用新型所述的地下气化炉的出气装置，所述分离装置的结构不限于本实施例所述的分离板5的结构，作为一种变形，所述分离板5也可以是筛网或者遮挡板等任何能起到拦截固体颗粒作用的结构或者结构的组合。在本实施例中所述分离板5的材质可以是碳钢或者不锈钢等，所述分离板5可提前加工制作，在所述出气孔4下套管前，首先将所述分离板5焊接到所述出气孔4的内壁上，然后再下放所述出气孔4的套管，通过在所述出气孔4的内壁上设有多个分离装置，从而最大程度上降低了气体从炉区1向所述出气孔4方向移动时所夹杂的固体杂质。
[0039]实施例2:
[0040]本实施例所述的一种地下气化炉的出气装置，是在实施例1的基础上作进一步的改进，为了更有效的阻挡所述固体颗粒随气体向所述出气孔4的方向移动，更进一步使所述气体和固体杂质分离，请参考图4所示，具体的实施方案是在实施例1所述的分离装置还包括用于分离所述气体中的固体杂质的过滤板6，所述过滤板6位于所述分离板5的上方。
[0041]具体结构请参考图5和图6所示，所述过滤板6包括具有多个出气部61以及位于所述出气部61下端用于分离所述气体中的固体杂质的多个抵挡部62，其中，所述抵挡部62通过连接杆63固定在所述出气部61的下端，所述出气部61上均匀分布有若干过滤板出气部64。所述炉区1中的气体经过所述气化通道3流向所述出气孔4时，夹带固体杂质的煤气与多个所述分离装置相互接触后，大量固体杂质都会落入所述气化通道3内，为了进一步分离流向所述出气孔4内气体的固体杂质，所述抵挡部62呈圆形，经过冲压弯折成型，当气体中的固体颗粒与所述抵挡部62相互接触时，由于弯折成型后的所述抵挡部62更易于与所述固体颗粒充分接触，所述固体颗粒会进一步从所述气体中分离，掉入所述所述气化通道3内，而气体通过过滤板出气部64流出所述出气孔4，进一步降低了所述出气孔4中气体的固体杂质的含量。
[0042]实施例3:
[0043]本实施例所述的一种地下气化炉的出气装置，是在实施例1的基础上的变形，具体的实施方案是直接在所述出气孔4内设有用于分离所述气体中的固体杂质的过滤板6，所述过滤板6的结构与实施例2中所述过滤板6的结构相同，不在累述，所述过滤板6的设置可有效的阻挡所述固体颗粒随气体向所述出气孔4的方向移动，使所述气体和固体杂质分离。
[0044]实施例4:
[0045]本实施例所述的一种地下气化炉的出气装置，是在实施例1、实施例2以及实施例3的基础上作进一步的改进，所述分离装置的上端还设有用于清除所述分离装置上杂质的除尘装置，如图7所示，所述除尘装置7包括伸入所述出气孔4内的通管71以及设于所述通管7末端的喷头72，从所述通管71内可以高压充入水、蒸汽或者吹扫气体等各种介质，上述介质经过所述喷头72流向所述分离装置，不但可使所述分离装置上的沉积杂质掉入所述气化通道3内，而且当所述分离装置发生堵塞时，也可以达到清理杂质的目的。为了使所述分离装置上若干个所述分离板5上的杂质都可以被清除，沿所述通管71的高度方向上通过分支管75可设置多个喷头72，且所述喷头72分别设置在所述分离板5的上端，从而使位于所述分离板5上的杂质都掉入到所述气化通道3内。
[0046]如图8所示，所述喷头72上设有供介质流出的冲洗孔73以及保持所述冲洗孔73处以常闭状态的弹簧阀74，若所述通管71内无压力，则所述弹簧阀74处以关闭状态，用于防止煤气进入所述通管71内；当从所述通管71内高压充入水、蒸汽或者吹扫气体等介质时，来自介质的压力大于所述弹簧阀74的拉力与煤气压力之和时，所述弹簧阀74被打开，介质从所述冲洗孔73中流出，由于所述冲洗孔73位于所述分离装置的上端，从而实现了清扫杂质的目的。在本实施例中，所述通管71的管径取值范围在冊15至冊50之间，从而保证高压充入介质时对所述分离装置的清扫程度。
[0047]实施例5:
[0048]本实施例还提出了一种煤炭地下气化系统，是在实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4的基础上的变形，其包括上述任意一项所述的地下气化炉的出气装置。所述煤炭地下气化系统由于包括出气装置，因此也可解决现有技术中所述经过炉区排出的气体携带有固体杂质造成后续的设备或者管道堵塞的问题。
[0049]综上所述，本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统至少具有以下优点:
[0050]1.在本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统中，所述出气孔的内壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置，所述炉区中的气体经过所述气化通道流向所述出气孔时，所述气化通道内的固体杂质随着煤气的流动向所述出气孔方向移动，夹带固体杂质的煤气与所述分离装置相互接触，所述固体杂质会失去向上的惯性力，在所述分离装置施加的反作用力和固体杂质本身重力的作用下，所述固体杂质会向下运动，从而掉落到所述气化通道内，掉落在所述气化通道内固体杂质，不但可以作为所述气化通道的部分填充物，而且减少了固体杂质向出气孔方向移动时导致的地面除尘的问题以及造成的地面管道堵塞的问题。
[0051〕 2.在本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统的一个实施例中，分离板的数量为多个，多个分离板依次交错设置于出气孔的相对内侧壁上，可实现较佳的气固分离效果。
[0052]3.在本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统的一个实施例中，分离装置还包括过滤板，过滤板的出气部和抵挡部交替设置，可进一步分离气化通道内的固体杂质。
[0053]4.在本实用新型的地下气化炉的出气装置和煤炭地下气化系统的一个实施例中，所述分离装置的上端还设有用于清除所述分离装置上杂质的除尘装置，从而使所述分离装置上的沉积杂质掉入所述气化通道内。
[0054]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种地下气化炉的出气装置，所述气化炉的炉区(I)位于煤层(2)中，且所述炉区(I)通过气化通道⑶与出气孔⑷相连通，所述炉区⑴中的气体经过所述气化通道(3)流向所述出气孔(4)，其特征在于:所述出气孔(4)的内侧壁上设有分离所述气体中固体杂质的分离装置。
2.根据权利要求1所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离装置包括分离板(5)，所述分离板(5)设有与所述出气孔⑷的内壁相互连接的平板(51)以及由所述平板(51)向底下煤层方向延伸的挡板(52)，其中所述平板(51)的底部设有若干个相互平行的隔板(53)，且所述隔板(53)由平板(51)的一端向另一端延伸。
3.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离板(5)的数量为多个，且多个分离板(5)依次交错设置在所述出气孔(4)的相对内壁上，每一分离板(5)沿所述出气孔(4)方向的间距大于等于所述出气孔(4)的直径，所述分离板(5)在所述出气孔(4)截面方向的投影面积小于所述出气孔(4)的截面积。
4.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离板(5)厚度的取值范围为5毫米至15毫米，相邻两个隔板(53)在所述平板(51)底部的间距的取值范围为I厘米至10厘米，所述隔板(53)高度的取值范围为I厘米至5厘米。
5.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离板(5)安装在所述出气孔(4)的内侧壁上时，所述分离板(5)所在的平面与平行于所述出气孔(4)轴线的平面形成的夹角的取值范围为O至90度。
6.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述挡板(52)所在平面与所述平板(51)所在平面形成的夹角的取值范围为O至180度，且所述挡板(52)高度的取值范围为I厘米至10厘米。
7.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述挡板(52)的外表面为光滑面，内表面为光滑面或者粗糙面。
8.根据权利要求2所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离装置还包括用于分离所述气体中的固体杂质的过滤板(6)，所述过滤板(6)位于所述分离板(5)的上方。
9.根据权利要求8所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述过滤板(6)具有多个出气部(61)以及位于所述出气部(61)下端用于分离所述气体中的固体杂质的多个抵挡部(62)，且所述出气部￠1)和所述抵挡部￠2)交替设置，其中，所述抵挡部￠2)通过连接杆(63)固定在所述出气部￠1)的下端，所述出气部￠1)上开设有过滤板出气孔(64)。
10.根据权利要求1所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述分离装置的上端还设有用于清除所述分离装置上杂质的除尘装置(7)，所述除尘装置包括伸入所述出气孔(4)内的通管(71)以及设于所述通管(7)末端的喷头(72)。
11.根据权利要求10所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:沿所述通管(71)的高度方向上通过分支管(75)可设置多个喷头(72)。
12.根据权利要求10所述地下气化炉的出气装置，其特征在于:所述喷头(72)上设有供介质流出的冲洗孔(73)以及保持所述冲洗孔(73)处以常闭状态的弹簧阀(74)。
13.一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述煤炭地下气化系统包括如权利要求1-12任意一项所述的地下气化炉的出气装置。
【文档编号】E21B34/02GK204200165SQ201420545939
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】杨彩云, 苏坤, 薛开荣, 李金国, 董占猛 申请人:新奥气化采煤有限公司