CN104791826A - 一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置，属于煤气化设备领域，包括与所述粉煤气化炉依次相连的用于给湿灰进行一次干燥的脱水机构、输送机构以及混料机构，所述混料机构包括中间储仓、给料机、煤泥泵、原煤储仓、给煤机以及磨煤机，所述中间储仓通过所述给料机与所述磨煤机的第一输入端相连，所述原煤储仓通过所述给煤机与所述磨煤机的第二输入端相连，所述磨煤机的输出端与煤粉分配器相连。本发明还公开了一种湿灰的再利用方法，利用上述装置对粉煤气化炉湿灰进行处理，将湿灰多次干燥后，与原煤适量混合，再进行燃烧，既保证了湿灰的二次利用，也提高湿灰的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及煤气化设备领域，更具体的，涉及一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置以及用于上述装置的再利用方法。
背景技术
随着煤气化技术的日渐成熟，石油资源的日趋紧张，使得我国的煤化工进入了快速发展时期，粉煤加压气化工艺及设备迅速占有市场。粉煤气化炉排放的湿灰存在含碳量高的问题，湿灰的干燥基发热量约为6000kcal/kg。
目前，多数工厂处理湿灰的主要方式是外销，外销过程不仅耗费大量的运输资源，而且提高了湿灰的处理成本。且由于湿灰颗粒的直径通常小于50μm，容易随风扩散，其堆放和运输过程中也会对周边及沿途环境造成污染。
中国专利文献申请公告号CN103968369A公开了“一种煤气化中废物湿灰中的二次炭燃烧系统，沿湿灰运输方向依次串联有传送装置、储仓、螺旋给料装置、加压输送装置、加热装置和燃烧装置，该发明通过传送装置将煤气化装置产生的未完全燃烧的含碳物质(即湿灰)输入储仓内进行集中存储，然后通过螺旋给料装置搅拌输送将湿灰打入加压输送装置内，形成湿灰高压输送至燃烧装置中进行燃烧利用，在高压输送过程中通过伴热管对高压输出的湿灰进行保温，保证湿灰在管道中的畅通流动。”该发明公开的这种二次炭燃烧系统仅进行一次干燥，导致湿灰的含水量较高，且湿灰本身热值相对较低，经过加热处理的湿灰直接进入燃烧装置燃烧，难以保证湿灰的充分燃烧。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置，将湿灰多次干燥后，与原煤适量混合，再进行燃烧，既保证了湿灰的二次利用，也提高湿灰的利用率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置，包括与所述粉煤气化炉依次相连的用于给湿灰进行一次干燥的脱水机构、输送机构以及混料机构，所述混料机构包括用于储存湿灰的中间储仓、用于控制湿灰进料速度的给料机、用于储存原煤的原煤储仓、用于控制原煤进料速度的给煤机以及用于对原煤和湿灰的混合物进行混合的磨煤机，所述中间储仓通过所述给料机与所述磨煤机的第一输入端相连，所述原煤储仓通过所述给煤机与所述磨煤机的第二输入端相连，所述磨煤机的输出端与用于对煤粉进行分流的煤粉分配器相连。
本发明的进一步技术方案：所述混料机构还包括用于对所述给料机输出的湿灰进行加压的煤泥泵，所述煤泥泵设置在所述给料机下方,与所述磨煤机相连。
本发明的进一步技术方案：还包括设置在锅炉上的空气预热器，所述空气预热器的热空气出口与所述磨煤机相连，用于在所述磨煤机中对湿灰进行二次干燥。
本发明的进一步技术方案：所述空气预热器的热空气出口排出的热空气温度控制在250℃～380℃之间。
本发明的进一步技术方案：所述脱水机构由至少两台真空过滤机组成。
本发明的进一步技术方案：所述真空过滤机的第一输出端与所述输送机构相连，将湿灰排放至所述输送机构上，其第二输出端与滤液澄清池相连，将滤液输送至滤液澄清池内。
本发明的进一步技术方案：所述输送结构包括：
第一带式输送机，用于接收来自所述脱水机构的湿灰。
三通换向阀，用于对湿灰的输送进行变向。
第二带式输送机，用于接收来自所述三通换向阀的湿灰。
中间渣场，用于临时储存湿灰。
所述三通换向阀的输入端口位于所述第一带式输送机的出料端的正下方，其第一输出端位于所述第二带式输送带的上方，其第二输出端位于所述中间渣场的上方。
本发明的进一步技术方案：所述输送结构还包括用于将湿灰输送至所述混合机构的第三带式输送机，所述第二带式输送机的出料端与所述第三带式输送机的进料端相连。
本发明的进一步技术方案：经过所述混合机构混合后，形成湿灰和原煤的混合物，该混合物所含水分的比例应控制在15％～30％。
本发明还提供了一种用于上述粉煤气化炉湿灰的再利用装置的再利用方法，按如下步骤实施：
S00：从所述粉煤气化炉排出的湿灰。
S10：湿灰经过所述脱水机构进行一次干燥处理。
S20：将经一次干燥处理后的湿灰经过所述输送机构输送至所述混料机构。
S30：在所述混料机构中，将湿灰和原煤混合，形成湿灰和原煤的混合物，并对混合物进行二次干燥处理和粉碎处理。
S40：将经过二次干燥处理和粉碎处理的混合物输送至煤粉锅炉。
本发明的有益效果为：
本发明提供了粉煤气化炉湿灰的再利用装置，设置了混料机构，混料机构中的磨煤机分别与原煤储仓和中间储仓相连，实现对湿灰和原煤的混合，且磨煤机能对湿灰和原煤混合物进行粉碎处理，保证湿灰和原煤的混合物充分燃烧，从而达到减少原煤消耗量的目的。设置了脱水机构和空气预热器，分别可以对湿灰进行一次干燥和二次干燥，保证湿灰和原煤的混合物中的含水量较低。通过三通换向阀的作用，在正常工况下，可以将湿灰输送至中间储仓，在故障工况下，可以将湿灰输送至中间渣场，故在本装置处于故障工况时，粉煤气化炉也能正常排渣。
本发明还提供了一种粉煤气化炉湿灰的再利用方法，该方法将湿灰与原煤按一定的比例混合后，再进行燃烧处理，这种方法既能对湿灰进行再利用，也能降低原煤的消耗。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的粉煤气化炉湿灰的再利用装置的机构图；
图2是本发明具体实施方式提供的粉煤气化炉湿灰的再利用方法的流程图。
图中：
1、粉煤气化炉；41、中间储仓；42、给料机；43、原煤储仓；44、给煤机；45、磨煤机；46、煤粉分配器；47、煤泥泵；21、真空过滤机；5、滤液澄清池；31、
第一带式输送机；32、第二带式输送机；33、第三带式输送机；34、三通换向阀；35、中间渣场。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
如图1所示，本实施例一中提供的一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置，包括脱水机构、输送机构以及混料机构，脱水机构、输送机构以及混料机构依次与粉煤气化炉1相连。脱水机构用于给湿灰进行第一次干燥处理，简称一次干燥，输送机构用于将湿灰从粉煤气化炉1输送至混合机构，混合机构用于将湿灰与原煤进行混合和粉碎。
混料机构包括中间储仓41、给料机42、原煤储仓43、给煤机44以及磨煤机45，中间储仓41的入料口位于输送机构的一端，其出料口与给料机42的输入口相连，给料机42的输出口与磨煤机45的第一输入端相连，原煤储仓43的出料口与给煤机44的输入口相连，给煤机44的输出口与磨煤机45的第二输入端相连。其中，中间储仓41用于湿灰的储存；给料机42用于控制湿灰进料速度；原煤储仓43用于原煤的储存；给煤机44用于控制原煤进料速度；磨煤机45用于对原煤和湿灰的混合物进行混合处理和粉碎处理。
来自中间储仓41的湿灰在给料机42的作用下，输送至磨煤机45的第一输入端，来自原煤储仓43的原煤在给煤机44作用下，输送至磨煤机45的第二输入端，湿灰和原煤在给磨煤机45内进行混合，且通过磨煤机45的粉碎处理转化成为煤粉。磨煤机45的输出端与煤粉分配器46相连，煤粉分配器46用于对煤粉进行分流，分流后的煤粉喷入煤粉锅炉的炉膛中进行燃烧。
进一步的，混料机构还包括煤泥泵47，其设置在给料机42的下方，与磨煤机45相连，即煤泥泵47的输入口与给料机42的输出口相连，其输出口与磨煤机45的第一输入端相连。煤泥泵47用于对给料机42输出的湿灰进行加压,形成高压湿灰，便于实现远距离输送至磨煤机45中。
进一步的，本实施例中提供的粉煤气化炉湿灰的再利用装置还包括空气预热器，空气预热器通常设置在锅炉等其他发热设备上。空气预热器的热空气出口与磨煤机45第三输入端相连，第三输入端为磨煤机45上的热空气入口，从空气预热器流出的热空气在磨煤机45中对湿灰进行二次干燥。
进一步优选的，空气预热器的热空气出口排出的热空气温度控制在250℃～380℃之间，这个温度既能保证在二次干燥的过程中，湿灰干燥效果良好，也能防止湿灰和原煤在磨煤机中提前发生氧化反应。
进一步的，脱水机构由至少两台的真空过滤机21组成。真空过滤机21的第一输出端与输送机构相连，将湿灰排放至输送机构上，其第二输出端与滤液澄清池5相连，将滤液输送至滤液澄清池5内。经过真空过滤机21作用，湿灰中的含水量控制在30％～50％的范围内，滤液则被收集后，通过管道输送至滤液澄清池5内，实现对滤液的回收利用。
进一步的，输送结构包括第一带式输送机31、第二带式输送机32、一台或者多台第三带式输送机33、中间渣场35以及三通换向阀34。第一带式输送机31位于真空过滤机21出料口的下方，从真空过滤机21排出的经过一次干燥的湿灰，落到第一带式输送机31上。三通换向阀34的输入端口位于第一带式输送机31的出料端的正下方，从第一带式输送机31的出料端流出的湿灰落到三通换向阀34中。三通换向阀34第一输出端位于第二带式输送带的上方，其第二输出端位于中间渣场35的上方。由于三通换向阀34的转换作用，在正常工况下，可以将湿灰输送至中间储仓41；在故障工况下，可以将湿灰输送至用于临时储存湿灰的中间渣场35，使得本装置处于故障工况时，粉煤气化炉1也能正常排湿灰。第二带式输送机32，用于接收来自三通换向阀34的湿灰，且将从三通换向阀34排出的湿灰水平输送至第三带式输送机33上。第二带式输送机32的出料端与第三带式输送机33的进料端相连，第三带式输送机33为倾斜式运输机，共有三台，可将处于低处的湿灰输送至具有一定高度的中间储仓41中。
进一步优选的，经过混合机构混合后，形成湿灰和原煤的混合物，可以通过水分在线检测的反馈信号，控制湿灰和原煤的混合比例，使得混合物所含水分的比例应控制在15％～30％，从而保证混合物具有良好的燃烧特性。
实施例二
实施例二中提供的一种用于粉煤气化炉湿灰的再利用装置的再利用方法，以500t/h高温高压煤粉锅炉掺烧湿灰为例，按如下步骤实施：
S00步骤：从粉煤气化炉1排出的湿灰，由于含水较多，也可以称为灰水，即排灰与水的混合物。
S10步骤：湿灰经过脱水机构进行一次干燥处理，即通过真空过滤机21进行过滤脱水处理，滤液通过滤液澄清池5回收利用。降低水分的湿灰燃烧特性如下(见表1)：
表1 湿灰燃烧特性
S20步骤：将经一次干燥处理后的湿灰，经过第一带式输送机31、第二带式输送机32以及第三带式输送机33送至混料机构中的中间储仓41内。再利用装置处于故障工况时，也可以通过三通换向阀34变向作用，将湿灰排放至中间渣场35。
S30步骤：在混料机构中，磨煤机45将湿灰和原煤混合，且进行粉粹处理，形成湿灰和原煤的混合物，再通过空气预热器对混合物进行二次干燥处理。原煤燃耗特性如下(见表2)：
表2 原煤燃烧特性
经过干燥处理和粉碎处理后的混合物喷入煤粉锅炉的炉膛中进行燃烧。混合物燃烧特性如下(见表3)：
表3 混合物燃烧特性
S40步骤：将经过二次干燥处理和粉碎处理的混合物输送至煤粉锅炉中。
该方法将湿灰与原煤按一定的比例混合后，再进行燃烧处理，这种方法既能对湿灰进行再利用，也能降低原煤的消耗。按锅炉额定蒸发量，全部采用原煤作为燃烧原料时，原煤的消耗量经计算约为70.89t/h；采用原煤掺湿灰作为燃烧原料时，经计算原煤的消耗量约为61.91t/h，湿灰的掺烧量约为24t/h。
通过原煤消耗量计算结果显示：，500t/h高温高压煤粉锅炉掺烧粉煤气化炉1(HT-L)排放的湿灰后，按额定蒸发量每小时可降低原煤消耗量8.98t。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，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。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种粉煤气化炉湿灰的再利用装置，包括与所述粉煤气化炉(1)依次相连的用于给湿灰进行一次干燥的脱水机构、以及输送机构，其特征在于：
还包括混料机构；
所述混料机构包括用于储存湿灰的中间储仓(41)、用于控制湿灰进料速度的给料机(42)、用于储存原煤的原煤储仓(43)、用于控制原煤进料速度的给煤机(44)以及用于对原煤和湿灰的混合物进行混合的磨煤机(45)；
所述中间储仓(41)通过所述给料机(42)与所述磨煤机(45)的第一输入端相连，所述原煤储仓(43)通过所述给煤机(44)与所述磨煤机(45)的第二输入端相连；
所述磨煤机(45)的输出端与用于对煤粉进行分流的煤粉分配器(46)相连。
2.根据权利要求1所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
所述混料机构还包括用于对所述给料机(42)输出的湿灰进行加压的煤泥泵(47)；
所述煤泥泵(47)设置在所述给料机(42)下方,与所述磨煤机(45)相连。
3.根据权利要求1所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
还包括设置在锅炉上的空气预热器；
所述空气预热器的热空气出口与所述磨煤机(45)相连，用于在所述磨煤机(45)中对湿灰进行二次干燥。
4.根据权利要求3所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
所述空气预热器的热空气出口排出的热空气温度控制在250℃～380℃之间。
5.根据权利要求1所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
所述脱水机构由至少两台真空过滤机(21)组成。
6.根据权利要求5所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
所述真空过滤机(21)的第一输出端与所述输送机构相连，将湿灰排放至所述输送机构上，其第二输出端与滤液澄清池(5)相连，将滤液输送至滤液澄清池(5)内。
7.根据权利要求1所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于，所述输送结构包括：
第一带式输送机(31)，用于接收来自所述脱水机构的湿灰；
三通换向阀(34)，用于对湿灰的输送进行变向；
第二带式输送机(32)，用于接收来自所述三通换向阀(34)的湿灰；
中间渣场(35)，用于临时储存湿灰；
所述三通换向阀(34)的输入端口位于所述第一带式输送机(31)的出料端的正下方，其第一输出端位于所述第二带式输送带的上方，其第二输出端位于所述中间渣场(35)的上方。
8.根据权利要求7所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于，所述输送结构还包括：
第三带式输送机(33)，用于将湿灰输送至所述混合机构；
所述第二带式输送机(32)的出料端与所述第三带式输送机(33)的进料端相连。
9.根据权利要求1-8所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置，其特征在于：
经过所述混合机构混合后，形成湿灰和原煤的混合物，该混合物所含水分的比例应控制在15％～30％。
10.一种用于权利要求1-9任一项所述的粉煤气化炉湿灰的再利用装置的再利用方法，其特征在于，按如下步骤实施：
S00：从所述粉煤气化炉(1)排出的湿灰；
S10：湿灰经过所述脱水机构进行一次干燥处理；
S20：将经一次干燥处理后的湿灰经过所述输送机构输送至所述混料机构；
S30：在所述混料机构中，将湿灰和原煤混合，形成湿灰和原煤的混合物，并对混合物进行二次干燥处理和粉碎处理；
S40：将经过二次干燥处理和粉碎处理的混合物输送至煤粉锅炉。
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