CN104147858B - 一种高温旋风分离器防堵装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高温旋风分离器防堵装置，其安装于高温旋风分离器储灰斗上，包括用于为储灰斗加热的加热装置，用于实时检测储灰斗温度的温度监测装置，以及疏通装置。其中，温度监测装置可在储灰斗温度低于设定值时发出警示。疏通装置可在储灰斗发生堵塞时通过向储灰斗吹入气体，来对堵塞部位进行疏通。此外，本发明还公开了一种应用于高温旋风分离器的防堵方法，其主要通过监测储灰斗的温度变化，来判断储灰斗是否已满、堵塞或需要加热。本发明的防堵装置及方法简单实用，可有效防治高温旋风分离器的堵塞情况。

Description

一种高温旋风分离器防堵装置及方法

技术领域

本发明涉及一种防堵装置及方法，尤其涉及一种用于高温旋风分离器的防堵装置及方法。

背景技术

中国煤炭储量占全球煤炭资源的12％，我国低阶煤蕴藏量占煤炭储量的50％左右，产量占目前总量的30％，在地域分布上，储量大部分集中在内蒙古、陕西、新疆、甘肃、山西、宁夏六个省(区)。按中国煤的形成时代看，以侏罗纪煤储量最大，约占全国已探明保有储量的45％左右，由这一时代形成的煤除极少数无烟煤以外，其余大多数为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等低阶煤。褐煤是煤化程度最低的矿产煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。富含挥发分，易于燃烧并冒烟。世界褐煤资源量约占世界煤炭资源总量的1/3，我国褐煤储量占全国煤炭总储量的1/8以上，主要分布在内蒙古东部、云南东部、东北和华南也有少量。褐煤由于高水分，高挥发份，低热值，且极易自燃的特点，从而不适于长期储存和长距离运输，长期被视作一种劣质煤炭资源，目前仅用做坑口电厂燃料和坑口气化原料，限制了褐煤资源的合理开发利用。如何高效转化利用褐煤等低阶煤就成了煤炭利用的一个重要问题。褐煤的有效综合利用近年来成为一个热门研究和极具开发前景的领域。

在褐煤有效利用技术中，从褐煤热解出来的高温烟气中含水蒸汽的量较高，也含有一定的煤粉，需要利用高温旋风分离器将高温烟气中的煤粉分离出来，在实际运用中，高温旋风分离器储灰斗容易发生堵塞，严重影响旋风分离的效率。目前，国内外对高温旋风分离器的堵塞疏通技术较多，主要有以下几种：

公开号为CN202606309U的实用新型专利，其包括两根输送管道、上端设有封盖的料斗，输送管道与料斗的上端相连通，在料斗的外表面设有一矩形视窗，其上设有液位线。该实用新型的有益效果是由于在所述料斗外表面上开设一视窗，视窗上设有液位线更加方便观察料斗内的液位，以防物料过多堵塞料斗，以致造成物料外溢，在空气中分解，造成物料的损失，增加成本。其具有结构简单，加工成本低、生产效率高等优点。

公开号为CN2494234的实用新型专利，公开了一种筛粉旋风分离器。它由外壳、筛网和排风管组成，外壳上部为圆筒形，下部为上大下小的空心圆台形，其顶部一侧有入料进风管，底部有直通向下的粉末出口管，筛网上部为圆筒形，下部为锥顶在下的圆锥形，底部有带斜度的出料管，其安装在外壳中，排风管位于筛网中并安装在外壳上部。该实用新型有效地克服了现有筛粉旋风分离器筛粉不完全和筛出的粉末易堵塞等不足之处，具有筛粉完全，筛出的颗粒料中无粉末，筛出的粉末不会堵塞，分离器的筛粉效率高等优点。

公开号为CN2762895的实用新型专利公开了一种抑制结焦的旋风分离器。其在旋风分离器的排气管的外壁上设置有1～12块导流叶片，当进气口位置为0°时，导向叶片的起始位置位于排气管外壁的0°部位向后一个A角的位置，导向叶片的终止位置位于排气管外壁的A角部位向前一个B包角位置，A角为0°～45°，B包角为180°～360°，导向叶片的倾斜角α为0°～30°，该旋风分离器减少和防止排气管外壁结焦以及防止堵塞料腿的效果明显。

然而，现有的高温旋风分离器投运初期或停运后，储灰斗的壳体温度远低于旋风分离器的进口风温，进口风中的水蒸汽遇到储灰斗的低温气体或低温壳体，会冷凝成水，水与旋风分离下来的粉尘结块易堵塞下料口。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开一种用于高温旋风分离器的防堵装置及方法，可有效防治粉尘结块堵塞下料口。其中，本发明所述的防堵装置安装于高温旋风分离器储灰斗上，其包括：加热装置，用于高温旋风分离器投运前为储灰斗加热；温度监测装置，用于实时检测储灰斗的温度，当储灰斗温度低于、高于或等于不同设定值时发出警示；以及疏通装置，在储灰斗发生堵塞时通过向储灰斗吹入气体，来对堵塞部位进行疏通。

进一步地，所述加热装置包括循环风机及连接循环风机与储灰斗的管道；所述循环风机通过从储灰斗抽出气体，利用进入旋风分离器的高温烟气为储灰斗加热。

进一步地，所述温度监测装置包括设置于储灰斗高料位开关上的第一监测器及设置于低料位开关上的第二监测器；

所述第一监测器用于检测并得出第一温度值，并将第一温度值与其内预设的第一设定值作比较，当该第一温度值低于或等于第一设定值时，发出储灰斗已满的警示；

所述第二监测器用于检测并得出第二温度值，并将第二温度值与其内预设的第二设定值作比较，当该第二温度值高于或等于第二设定值时，发出储灰斗料位低于低料位的警示；

所述第一监测器和第二监测器在所述第一温度值及第二温度值分别低于第一设定值、第二设定值50℃时，发出储灰斗堵塞的警示；

所述第一监测器和第二监测器在所述第一温度值及第二温度值均低于100℃时，发出低温警示。

进一步地，所述第一设定值为220℃，第二设定值为180℃。

进一步地，所述管道设置于靠近插板阀处。

进一步地，所述疏通装置包括与所述送风管道相连的吹气管及气体发生器。

进一步地，所述气体发生器为氮气发生装置。

本发明所述的高温旋风分离器防堵方法，包括下列步骤：

首先，在储灰斗的高料位及低料位上分别设置第一监测器及第二监测器，在所述第一监测器内预设一个第一设定值、所述第二监测器内预设一个第二设定值；

其次，通过第一监测器、第二监测器分别检测旋风分离器储灰斗的高料位温度及低料位温度，得出第一温度值及第二温度值；

然后，通过第一监测器判断第一温度值、通过第二监测器判断第二温度值：当第一温度值低于或等于第一设定值时，第一监测器发出储灰斗已满的警示；当第二温度值高于或等于第二设定值时，第二监测器发出储灰斗料位低于低料位的警示；当第一温度值及第二温度值分别低于第一设定值、第二设定值50℃时，发出储灰斗堵塞的警示；当第一温度值及第二温度值均低于100℃时，发出低温警示。

接着，人工判断警示内容：当显示储灰斗已满的警示时，加快旋转给料机的转速，以加快下料速度；当显示储灰斗料位低于低料位时，停止旋转给料机或降低旋转给料机的转速，使料位达到低料位以上；当显示储灰斗堵塞的警示时，手动向储灰斗内吹入惰性气体以冲击堵塞部位；当显示低温警示时，手动打开送风管道上的截止阀，利用高温旋风分离器进气口与循环风机进风口处的压差，使高温烟气加热储灰斗。

最后，通过第一监测器及第二监测器检测储灰斗内温度；当第一温度值及第二温度值均高于150℃时，关闭送风管道上的截止阀，同时高温旋风分离器开始工作；

重复上述步骤，直至高温旋风分离器完成整个固气分离作业。

进一步地，上述第一设定值为220℃，第二设定值为180℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过连接的循环风机给高温旋风分离器的储灰斗吹入高温烟气，形成储灰斗内气体流动，在高温旋风分离器投运前达到加热储灰斗的作用，使高温旋风分离器工作时其储灰斗内的高温烟气中的水蒸汽不会冷凝，达到了防止煤粉结块的效果。

2、因高温烟气中的含氧量控制在2％以下，通过向储灰斗内吹入一定压力的惰性气体(氮气)，对堵塞部位采用惰性气体冲击，以疏通堵塞，使下料管下粉。

3、通过在储灰斗的高、低料位开关处安装温度监测装置，可以准确地反映出储灰斗的料位情况、堵塞情况以及需要加热的情况，以便及时对储灰斗卸料、疏堵或加热，从而达到防治储灰斗堵塞的目的。

附图说明

图1为本发明应用于高温旋风分离器的示意图。

【主要组件符号说明】

1进气管

2出气管

3筒体

4锥体

5储灰斗

6第一监测器

7第二监测器

8插板阀

9下粉管

10送风管道

11循环风机

12吹气管

13气体发生器

14旋转给料机

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明如下：

如图1所示，一般来讲，褐煤热解装置中所产生的高温烟气需要通过进气管1进入高温旋风分离器进行气固分离，使气体通过出气管2排放出去，而固体即煤粉依次通过筒体3、锥体4的内壁下滑到储灰斗5中，再通过下粉管9进行卸料。然而储灰斗5的易堵却造成卸料困难，大大降低旋风分离效率。本发明所述的防堵装置正是安装于高温旋风分离器的储灰斗5上，其主要包括：加热装置、温度监测装置及疏通装置。上述装置相互配合，通过监测储灰斗5温度的变化，来感知储灰斗5是否堵塞或是否需要加热以防止堵塞，从而达到防治储灰斗5堵塞的目的。

其中，温度监测装置主要用于实时检测储灰斗5的温度，当储灰斗5温度低于、高于或等于各个不同的设定值时发出警示。该温度监测装置包括设置于储灰斗高料位开关上的第一监测器6及设置于低料位开关上的第二监测器7。第一监测器6对储灰斗5进行持续的温度检测，并得出一个第一温度值，当该第一温度值低于或等于第一监测器6中设置的第一设定值时，即刻发出储灰斗5已满的警示。第二监测器7对储灰斗5进行持续的温度检测，并得出一个第二温度值，当该第二温度值高于或等于第二监测器7中设置的第二设定值时，即刻发出储灰斗5料位低于低料位的警示。当第一温度值和第二温度值均低于第一设定值和第二设定值50℃时，上述第一监测器6及第二监测器7同时发出储灰斗5堵塞的警示。上述警示可以是警示灯的闪烁，也可以是声音警报。

举例来讲，若第一监测器6的第一设定值为220℃，第二监测器7的第二设定值为180℃时，第一监测器6通过对储灰斗5进行持续监测得到储灰斗5高料位开关处当下的温度为200℃(第一温度值)，同时第二监测器7通过对储灰斗5进行持续监测得到储灰斗5低料位开关处当下的温度为160℃(第二温度值)，此时第一监测器6便会发出储灰斗5已满的警示(闪灯或警示音)，提示高温旋风分离器的管理者进行卸料作业，以防止储灰斗5过满造成的堵塞情况的发生。

又如，当第一监测器6通过对储灰斗5进行持续监测得到储灰斗5高料位开关处当下的温度为170℃(第一温度值)，同时第二监测器7通过对储灰斗5进行持续监测得到储灰斗5低料位开关处当下的温度为130℃(第二温度值)，此时第一监测器6、第二监测器7会发出储灰斗5已堵塞的警示(闪灯或警示音)，提示高温旋风分离器的管理者进行疏堵作业。

再如，若第一监测器6测得第一温度值为250℃，第二监测器7测得第二温度值为200℃时，此时第二监测器7会发出料位低的警示(闪灯或警示音)，提示高温旋风分离器的管理者必须将旋转给料机14的转速降低，使储灰斗5料位高于低料位，以提高旋风分离器的效率。

又如，旋风分离器投运前，第一监测器6、第二监测器7的温度均低于100℃时，第一监测器6及第二监测器7会同时发出低温警示(闪灯或警示音)，提示高温旋风分离器的管理者进行为储灰斗5加热的作业。

如上所述，当第一监测器6及第二监测器7同时发出低温警示时，就需要高温旋风分离器的管理者对储灰斗5进行加热，以避免高温旋风分离器进风口进来的水蒸汽遇到储灰斗5的低温气体或低温壳体冷凝成水造成水与分离下来的煤粉结块堵塞下料口的情况。本发明下面所述的加热装置正是用于解决这一问题。该加热装置包括循环风机11以及送风管道10。在本实施例中，该送风管道10为一根DN50的管道，其一端设置在储灰斗5靠近插板阀处，另一端连接循环风机11。当第一监测器6及第二监测器7同时发出低温警示时，打开送风管道10上的截止阀，从储灰斗抽出气体，利用高温旋风分离器进气口与循环风机进风口处的压差，利用进入旋风分离器的高温烟气为储灰斗5加热，当第一监测器6及第二监测器7监测到的第一温度值及第二温度值均高于150℃时(一般来讲，储灰斗的最佳工作温度为180℃-220℃)，可手动关闭送风管道10上的截止阀，令高温旋风分离器重新投入运行。

然而，上述加热装置虽可有效防止水蒸汽冷凝与煤粉结块堵塞下料口，但如若不及时对储灰斗5进行加热，便会发生堵塞的情况。因此，本发明所述的防堵装置中就包括有疏通装置。该疏通装置包括连接在送风管道10上的吹气管12及设置在吹气管12端部的气体发生器13。当第二监测器7发出储灰斗5堵塞的警示(闪灯或警示音)时，通过气体发生器13向储灰斗5内吹入一定压力的惰性气体，来冲击堵点，达到疏通下料口的目的。本实施例中的气体发生器13为氮气发生器，由于氮气的化学性质稳定，很难与其他物质发生反应，因此本实施例采用0.8MPa的氮气对堵点进行冲击，来疏通堵塞，使下粉管能够正常卸料。

综上所述，通过在高温旋风分离器的储灰斗5上设置本发明所述的防堵装置，便可达到防治高温旋风分离器堵塞的目的。除此之外，本发明还公开了一种用于高温旋风分离器的防堵方法，该方法包括下述步骤：

首先，在储灰斗的高料位及低料位上设置温度监测器，并设置第一设定值与第二设定值；

其次，温度监测器检测高料位温度及低料位温度，得出第一温度值与第二温度值；

再次，判断第一温度值与第二温度值。当第一温度值低于或等于第一设定值时，第一监测器发出储灰斗已满的警示；当第二温度值高于或等于第二设定值时，第二监测器发出储灰斗料位低于低料位的警示；当第一温度值与第二温度值分别低于第一设定值、第二设定值50℃时，第一监测器及第二监测器同时发出储灰斗堵塞的警示；当第一温度值与第二温度值分别低于或等于100℃时，发出低温警示。

然后，判断警示内容；当显示储灰斗已满的警示时，提高旋转给料机转速以加快粉尘的卸出，降低料位；当显示料位低于低料位的警示时，停止旋转给料机或降低旋转给料机的转速，使料位达到低料位以上；当显示储灰斗堵塞的警示时，向储灰斗内吹入惰性气体以冲击堵塞部位；当显示低温警示时，向储灰斗内吹入高温烟气，使储灰斗内温度升高；

之后，检测储灰斗内温度，当第一温度值及第二温度值均在150℃时，停止吹入高温烟气，同时高温旋风分离器开始工作；

最后，继续检测高料位温度及低料位温度，并得出第一温度值与第二温度值，重复上述步骤。

可以理解为，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温旋风分离器防堵装置，设置于高温旋风分离器储灰斗(5)上，其特征在于，包括：

加热装置，用于为储灰斗(5)加热；

温度监测装置，用于实时检测储灰斗(5)的温度，当储灰斗(5)温度低于、高于或等于不同设定值时发出警示；以及，

疏通装置，在储灰斗(5)发生堵塞时通过向储灰斗(5)吹入气体冲击堵塞部位，来对堵塞部位进行疏通；

所述温度监测装置包括设置于储灰斗高料位开关上的第一监测器(6)，及设置于低料位开关上的第二监测器(7)；

所述第一监测器(6)用于检测并得出第一温度值，并将第一温度值与其内预设的第一设定值作比较，当该第一温度值低于或等于第一设定值时，发出储灰斗已满的警示；

所述第二监测器(7)用于检测并得出第二温度值，并将第二温度值与其内预设的第二设定值作比较，当该第二温度值高于或等于第二设定值时，发出储灰斗料位低于低料位的警示；

所述第一监测器(6)和第二监测器(7)在所述第一温度值及第二温度值分别低于第一设定值、第二设定值50℃时，发出储灰斗堵塞的警示；

所述第一监测器(6)和第二监测器(7)在所述第一温度值及第二温度值均低于100℃时，发出低温警示。

2.如权利要求1所述的防堵装置，其特征在于，所述加热装置包括循环风机(11)及连接所述循环风机(11)与储灰斗(5)的送风管道(10)；所述循环风机(11)通过从储灰斗抽出气体，利用进入旋风分离器的高温烟气为储灰斗加热。

3.如权利要求1所述的防堵装置，其特征在于，所述第一设定值为220℃，第二设定值为180℃。

4.如权利要求2所述的防堵装置，其特征在于，所述送风管道(10)设置于靠近插板阀(8)处。

5.如权利要求2所述的防堵装置，其特征在于，所述疏通装置包括能够产生惰性气体的气体发生器(13)，以及连接在气体发生器(13)与所述送风管道(10)上的吹气管(12)，以将产生的惰性气体吹入储灰斗疏堵。

6.如权利要求5所述的防堵装置，其特征在于，所述气体发生器(13)为氮气发生装置。

7.一种用于高温旋风分离器的防堵方法，包括下列步骤：

a)在储灰斗的高料位及低料位上分别设置第一监测器及第二监测器，在所述第一监测器内预设一个第一设定值、所述第二监测器内预设一个第二设定值；

b)通过第一监测器、第二监测器分别检测旋风分离器储灰斗的高料位温度及低料位温度，得出第一温度值及第二温度值；

c)通过第一监测器判断第一温度值、通过第二监测器判断第二温度值：

当第一温度值低于或等于第一设定值时，第一监测器发出储灰斗已满的警示；

当第二温度值高于或等于第二设定值时，第二监测器发出储灰斗料位低于低料位的警示；

当第一温度值及第二温度值分别低于第一设定值、第二设定值50℃时，发出储灰斗堵塞的警示；

当第一温度值及第二温度值均低于100℃时，发出低温警示；

d)人工判断警示内容：

当显示储灰斗已满的警示时，加快旋转给料机的转速，以加快下料速度；

当显示储灰斗料位低于低料位时，停止旋转给料机或降低旋转给料机的转速，使料位达到低料位以上；

当显示储灰斗堵塞的警示时，手动向储灰斗内吹入惰性以冲击堵塞部位；

当显示低温警示时，手动打开送风管道上的截止阀，利用高温旋风分离器进气口与循环风机进风口处的压差，使高温烟气加热储灰斗；

e)通过第一监测器及第二监测器检测储灰斗内温度；当第一温度值及第二温度值均高于150℃时，关闭送风管道上的截止阀，同时高温旋风分离器开始工作；

f)重复步骤b)，直至高温旋风分离器完成整个固气分离作业。

8.如权利要求7所述的防堵方法，其特征在于，所述第一设定值为220℃，第二设定值为180℃。