CN100450901C - 一种多支路出料的干煤粉加压密相输送装置 - Google Patents

Abstract

多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，包括常压煤粉仓以及与之相连通的变压仓，变压仓的气体入口与冲压氮气罐相连通，变压仓的煤粉出口与加压仓相连通，变压仓的气体出口与过滤器和加压仓相连通，加压仓的气体入口与冲压氮气罐相连通，加压仓的煤粉出口与粉体分配器相连通，粉体分配器的下端还与加压氮气管道相连通，粉体分配器的出口还设置有分流支路管道。本发明在加压仓后利用粉体缓冲器进行连接，无机械转动部件，更适合高压粉体的密相输送；安装的粉体分配器，实现了一套锁斗系统的多支路均匀输送，整个过程稳定性好，各支路输送量分配均匀。

Description

一种多支路出料的干煤粉加压密相输送装置

技术领域

本发明属于粉体物料的密相输送技术领域，具体涉及一种多支路出料的干煤粉加压密相输送装置。

技术背景

粉体气力输送技术是利用气体能量输送粉体物料的一种方法，迄今已有100多年的历史。理论与实践证明粉体气力输送技术具有机械输送所不具备的优越性，如设备简单、布置灵活、易于收尘等等，现已在电力、冶金、化工、建材、轻工、食品等行业得到广泛的应用。一般说来，密相粉体气力输送技术和稀相粉体气力输送技术相比有如下优点：1.输送固气比大：输送一定量的固体物料所需的输送气体量较少，在已有的报道中，某些物料的输送固气比高达500，气固分离量小；2.气相和固体在管道中流速小，因此，输送管的磨损和物料的破损都很小；3.输送系统稳定性好，由于气体需要量小，输送管径小，物料流速小，为系统本身的稳定性提供了保证；4.系统装置简单，维修保养方便，输送同样的煤粉量，其输送管路通道面积大为减小，节省原材料，造价低；5.系统能耗低。

上世纪六、七十年代，国际上对粉体密相气力输送技术的研究达到了高潮，不同领域的学者对密相气力输送的理论和实践进行了探讨，得到了许多有价值的研究成果，并开发了形式多样的密相气力输送装置。最早的Albright et al涉足浓相输送的研究领域是想把输送煤粉进煤气化装置的输送气减少到最少。70年代往流化床中输送物料，80年代田纳西大学太空研究所的磁流体发电技术燃烧室的煤粉输送也提出同样的要求。C.L.Oberg和G.A.Hood设计制造了一个浓相加料装置系统，并在1980年获得了美国专利。这一系统主要是为煤的氢化而设计的，系统在输送煤粉时既不需要松动风，也不需要输送风，仅仅依靠煤粉仓的压力来输送，球阀的料仓出口与输送管相连。随后，美国西弗吉尼亚大学的实验人员建立了一套利用氮气输送煤粉的实验装置系统，得到的输送固气比为30～370。利用这套系统，他们研究了流化罐与发生器之间压差对煤粉流量的影响，流化罐内工作压力对煤粉质量流量与输送气体体积流量之比值和固气比的影响。近年来，输送固气比大于50的粉料输送实验结果开始陆续报道，有的浓相输送的固气比高达500。在这方面，国内尚在实验室研究阶段，而国外已经从实验室阶段走向工业化应用。

近期国内的许多研究单位对密相气力输送技术产生了极大兴趣，尤其是该技术涉及到整体煤气化联合循环发电技术和煤气化、煤制氢、煤制油等大型煤化工行业中在加压工况下向干煤粉加压气化装置中连续稳定地输送干煤粉。国内西安热工研究院、华东理工大学、东南大学和钢铁研究总院等高校和科研院所都在积极研究和开发干煤粉密相气力输送技术。

华东理工大学所研究的煤粉加压气化过程中煤粉的加料方法是在高压煤粉仓后采用旋转给料阀装置进行煤粉输送，这种具有阀门和螺旋给料器等机械旋转部件的输送装置，不利于高压工况下的粉体连续稳定输送。东南大学采用挤压流型气力输送装置，加压供煤仓斗系统采用一套锁斗系统，设置常压煤粉仓、变压粉仓和压力输送粉仓，装置在加压仓建立起仓压后流化，上出料输送。钢铁研究总院采取的是流化罐单管上出料，通过补气调节输送量。常州华源电力技术公司采用的是多仓泵正压密相气力输送装置，即多个仓泵同时充气加压流化和多个仓泵同时输送及管路吹堵。

综上所述，国内现有的干煤粉密相气力输送装置结构比较复杂，许多装置配有阀门和螺旋给料器等机械旋转部件的输送装置，不利于高压工况下的粉体连续输送；采用多个仓泵同时充气加压流化输送或者一套锁斗系统输送一路煤粉，使系统复杂，运行不可靠；采用莲式分配器或者浓相煤粉分配器，在加压仓给料时产生的扰动，直接对莲式分配器或者浓相煤粉分配器产生较大的影响，加料的均匀性、连续性和稳定性差，气化炉操作困难；现有的输送装置绝大部分只能一路出料，要满足多路出料，必须建多套输送系统，使系统非常复杂，造价很高。个别装置可以两路出料，但均匀性和稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供的一种能够解决干煤粉加压气化过程中的干煤粉密相气力输送易堵塞、运行不稳定等问题的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括常压煤粉仓以及通过常压煤粉控制阀与常压煤粉仓的煤粉出口相连通的变压仓，其特点是，变压仓的气体入口通过管路及设置在此管路上的变压仓氮气入口阀与冲压氮气罐相连通，变压仓的煤粉出口通过管路及设置在此管路上的变压仓加压仓控制阀与加压仓相连通，变压仓的气体出口还分别通过过滤器入口控制阀及压力平衡管与过滤器和加压仓相连通，且在压力平衡管上还设置有平衡管控制阀，加压仓的气体入口通过管路及设置在此管路上的流量调节阀与冲压氮气罐相连通，加压仓的煤粉出口通过粉体缓冲器与粉体分配器相连通，粉体分配器的下端还分别通过粉体分配器入口控制阀与加压氮气管道相连通，粉体分配器的出口还设置有分流支路输送管道。

本发明的另一特点是：粉体分配器的下侧设置有布风板；粉体缓冲器由依次连通的垂直下降管段、水平管段和垂直上升管段组成，在垂直下降管段、水平管段和垂直上升管段上分别设置有通过松动器控制阀与加压氮气管道相连通的松动器；分流支路输送管道上还设置有粉体分配器控制阀；过滤器的出口管路上还设置有过滤器出口控制阀；冲压氮气罐出口还设置有冲压氮气出口控制阀；加压仓的底部设置有电子秤；加压仓的侧壁上还设置有料位计。

本发明的加压仓后没有采取机械转动装置，而是利用粉体缓冲器进行连接，避免了采用机械转动部件不能连续稳定输送粉体的缺点，更适合于高压粉体的密相输送；系统在粉体缓冲器上装备了松动器，在输送过程中，不易堵塞；粉体缓冲器使得粉体分配器与加压仓在运行过程中相互影响较小；安装的粉体分配器，实现了多支路均匀输送，整个过程稳定性好，各支路输送量分配均匀。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明粉体分配器5的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，2，本发明包括常压煤粉仓2以及通过常压煤粉控制阀D8与常压煤粉仓2的煤粉出口相连通的变压仓3，变压仓3的气体入口通过管路及设置在此管路上的冲压氮气出口控制阀D9及变压仓氮气入口阀D2与冲压氮气罐1相连通，冲压氮气罐1的入口还设置有冲压氮气入口控制阀D1，变压仓3的煤粉出口通过管路及设置在此管路上的变压仓加压仓控制阀D4与加压仓4相连通，变压仓3的气体出口还分别通过过滤器入口控制阀D6及压力平衡管10与过滤器7和加压仓4相连通，且在压力平衡管10上还设置有平衡管控制阀D5，过滤器7的出口管路上还设置有过滤器出口控制阀D7，加压仓4的气体入口通过设置在冲压氮气出口控制阀D9及仓氮气入口控制阀D2之间的管路及设置在此管路上的流量调节阀D3与冲压氮气罐1相连通，加压仓4的煤粉出口通过粉体缓冲器8与粉体分配器5相连通，且在加压仓4的底部设置有电子秤12，加压仓4的侧壁上还设置有料位计13，粉体缓冲器8由依次连通的垂直下降管段15、水平管段16和垂直上升管段17组成，在垂直下降管段15、水平管段16和垂直上升管段17上分别设置有通过松动器控制阀D11与加压氮气管道11相连通的松动器6，且在粉体分配器5的下侧设置有布风板14，粉体分配器5的下端分别通过粉体分配器入口控制阀D10与加压氮气管道11相连通，粉体分配器5的出口还设置有分流支路管道9，分流支路输送管道9上还设置有粉体分配器控制阀D12。

本发明的工作过程如下：首先打开冲压氮气入口控制阀D1给冲压氮气罐1输送氮气，然后打开阀门过滤器入口控制阀D6和过滤器出口控制阀D7，使变压仓3的压力与外界大气压力平衡后关闭过滤器入口控制阀D6和过滤器出口控制阀D7；在常压煤粉仓2中加入适量干煤粉，开启常压煤粉控制阀D8，干煤粉靠自重全部落入变压仓3中，然后关闭常压煤粉控制阀D8；打开冲压氮气出口控制阀D9及变压仓氮气入口控制阀D2给变压仓3充压，当变压仓3压力与加压仓4压力相同后，关闭变压氮气入口控制阀D2；打开压力平衡管10上的平衡管控制阀D5，使变压仓3与加压仓4压力相平衡；压力平衡管10可以调节变压仓3和加压仓4之间的压力平衡，保证了加压仓4在系统稳定运行条件下的连续加料，打开阀变压仓加压仓控制阀D4，煤粉在自重作用下进入加压仓4，然后关闭变压仓加压仓控制阀D4和平衡管控制阀D5；调节流量调节阀D3的氮气流量，对加压仓4的煤粉进行输送；干煤粉经由粉体缓冲器8进入粉体分配器5，粉体缓冲器8由垂直下降管段15、水平管段16和垂直上升管段17组成，在垂直下降管段15、水平管段16和垂直上升管段17上分别设置有通过松动器控制阀D11与加压氮气管道11相连通的松动器6，在加压氮气管道11的作用下煤粉在松动器6中被松动，不会产生堵塞，粉体分配器5内部布置有布风板，同样在加压氮气管道11的作用下可以将煤粉局部流化，最后经分流支路输送管道9将煤粉输送至气化炉等反应器，完成输送过程，在加压仓4的底部设置有电子秤12，加压仓4的侧壁上还设置有料位计13，当煤粉低于规定料位时，系统会通过电子秤12和料位计13提示加料。

本发明可实现一套锁斗系统的两路或多支路供料，粉体分配器5利用布风板14产生局部流化的方法，以保证各路供料管中粉体质量分配的均匀性，各支路输出的质量流量偏差小于±5％。粉体缓冲器8采用垂直下降管段15、水平管段16和垂直上升管段17三部分组成，在运行中，粉体缓冲器8使得粉体分配器5与加压仓4在运行过程中相互影响较小，即加压仓4在给料时产生的扰动，不会对粉体分配器5产生较大的影响，保证了粉体分配器5的工作稳定。

该装置主要应用于干煤粉加压气化装置，输送过程中不易堵塞，煤粉输送连续、平稳、均匀、脉动小，满足了干煤粉加压气化装置系统正常运行的要求。

Claims (8)

1、一种多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，包括常压煤粉仓[2]以及通过常压煤粉控制阀[D8]与常压煤粉仓[2]的煤粉出口相连通的变压仓[3]，其特征在于：变压仓[3]的气体入口通过管路及设置在此管路上的变压仓氮气入口阀[D2]与冲压氮气罐[1]相连通，变压仓[3]的煤粉出口通过管路及设置在此管路上的变压仓加压仓控制阀[D4]与加压仓[4]相连通，变压仓[3]的气体出口还分别通过过滤器入口控制阀[D6]及压力平衡管[10]与过滤器[7]和加压仓[4]相连通，且在压力平衡管[10]上还设置有平衡管控制阀[D5]，加压仓[4]的气体入口通过管路及设置在此管路上的流量调节阀[D3]与冲压氮气罐[1]相连通，加压仓[4]的煤粉出口通过粉体缓冲器[8]与粉体分配器[5]相连通，粉体分配器[5]的下端还分别通过粉体分配器入口控制阀[D10]与加压氮气管道[11]相连通，粉体分配器[5]的出口还设置有分流支路输送管道[9]。

2、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的粉体分配器[5]的下侧设置有布风板[14]。

3、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的粉体缓冲器[8]由依次连通的垂直下降管段[15]、水平管段[16]和垂直上升管段[17]组成，在垂直下降管段[15]、水平管段[16]和垂直上升管段[17]上分别设置有通过松动器控制阀[D11]与加压氮气管道[11]相连通的松动器[6]。

4、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的分流支路输送管道[9]上还设置有粉体分配器控制阀[D12]。

5、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的过滤器[7]的出口管路上还设置有过滤器出口控制阀[D7]。

6、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的冲压氮气罐[1]出口还设置有冲压氮气出口控制阀[D9]。

7、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的加压仓[4]的底部设置有电子秤[12]。

8、根据权利要求1所述的多支路出料的干煤粉加压密相输送装置，其特征在于：所说的加压仓[4]的侧壁上还设置有料位计[13]。

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