CN105151798A - 一种干粉煤输送装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干粉煤输送装置及其使用方法，其中，干粉煤输送装置包括一具有驱动缸和粉煤缸的活塞缸，一滑动设置在活塞缸内且具有一连通粉煤缸的通孔的输送活塞，一固定设置在驱动缸上的驱动装置，一进料端连接干粉煤供给装置、出料端通过通孔与粉煤缸相连通的输送管路，以及一设置在粉煤缸的出料端处的压力平衡阀和排气阀；粉煤缸的出料端设置有一排料阀，压力平衡阀和排气阀均位于排料阀前端，粉煤缸分别通过排料阀和压力平衡阀与高压环境相连通，通过排气阀与常压环境相连通；驱动装置用于驱动输送活塞在活塞缸内往复直线运动。本发明可以广泛应用于各种干粉煤加压密相气力输送系统中，将干粉煤从常压环境输送到高压环境。

Description

一种干粉煤输送装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种输送装置及其使用方法，尤其涉及一种将干粉煤从常压环境输送到高压环境的干粉煤输送装置及其使用方法。

背景技术

随着社会的发展，人类对能源的需求日益增长。化石能源是人类生产生活中最常用的一种能源，在今后相当长的一段时间内都将扮演主要角色。应运而生的洁净煤技术，可以将煤等固体含碳颗粒进行大规模高效气化，从而为发展煤基化学品生产、煤基液体燃料、IGCC(IntegratedGasificationCombinedCycle，整体煤气化联合循环发电系统)发电、多联产系统、制氢以及燃料电池等工业过程提供了基础。煤的大规模高效气化，并不是简单的将设备尺寸大型化，而是在有限的设备尺寸基础上，通过提高气化强度来实现，因此对煤气化技术提出了新的、更高的要求。目前气流床煤气化技术主要有两种技术路线，一种是水煤浆气化技术，一种是粉煤加压气化技术。在粉煤加压气化技术中，粉煤输送是关键技术环节之一。为了达到煤的高效气化，粉煤的输送方式已从最初的稀相气力输送发展到密相气力输送，乃至高压超浓相气力输送。

现有的干粉煤加压密相气力输送系统中，一般采用高压气体置换方式将干粉煤从常压环境输送到高压环境，每次循环都需要将与干粉煤同等体积的高压气体放空，造成高压气体资源浪费；为了避免使用氮气作为高压气体置换时，合成气的氮气含量过高，对煤制油等煤化工过程的效率造成巨大影响，不得不使用二氧化碳(CO₂)作为高压气体置换，导致二氧化碳(CO₂)的制备与压缩功耗巨大，在一定程度上抵消了干粉煤气化带来的氧耗和煤耗降低效果，不能充分发挥干粉煤气化技术原料能量密度高带来的优势。因此，研发一种非高压气体置换方式的，将干粉煤从常压环境输送到高压环境的干粉煤输送方法及装置，是非常有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种非高压气体置换方式，并且能够将干粉煤从常压环境输送到高压环境的干粉煤输送装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种干粉煤输送装置，其特征在于，该装置包括：一具有驱动缸和粉煤缸的活塞缸，一滑动设置在所述活塞缸内且具有一连通所述粉煤缸的通孔的输送活塞，一固定设置在所述驱动缸上的驱动装置，一进料端连接干粉煤供给装置、出料端通过所述通孔与所述粉煤缸相连通的输送管路，以及一设置在所述粉煤缸的出料端处的压力平衡阀和排气阀；所述粉煤缸的出料端设置有一排料阀，所述压力平衡阀和排气阀均位于所述排料阀前端，所述粉煤缸分别通过所述排料阀和压力平衡阀与高压环境相连通，通过所述排气阀与常压环境相连通；所述驱动装置用于驱动所述输送活塞在所述活塞缸内往复直线运动。

所述输送管路包括一通过一外进料阀与所述干粉煤供给装置相连接的外进料斗、多根外进料弯管、多根进料伸缩管、多根内进料弯管和一设置在所述输送活塞上并通过一内进料阀与所述通孔相连通的内进料斗，所述外进料阀用于控制所述外进料斗的开闭，所述内进料阀用于控制所述内进料斗的开闭；每一所述进料伸缩管包括固定于所述驱动装置外壁上的内管和能相对于所述内管滑动的外管，所述进料伸缩管的内管分别通过一所述外进料弯管与所述外进料斗相连通，所述外进料斗、外进料弯管和进料伸缩管的内管均位于所述驱动缸外部，组成所述输送管路位于所述活塞缸外的部分；所述进料伸缩管的外管分别通过一所述内进料弯管与所述内进料斗相连通，所述进料伸缩管的外管、内进料弯管和内进料斗均位于所述驱动缸内，组成所述输送管路位于所述活塞缸内的部分。

还包括一一端与所述驱动装置相连接，另一端通过多根支撑柱与所述输送活塞固定连接的球头连接件，所述输送活塞与所述球头连接件之间形成用于容纳所述输送管路位于所述活塞缸内部分的空间；所述进料伸缩管的外管固定设置在所述球头连接件上，所述驱动装置驱动所述球头连接件运动，从而带动所述输送活塞和输送管路位于所述活塞缸内部分一起运动。

穿过所述驱动缸顶部在所述球头连接件上还设置有一防转柱。

所述输送活塞与所述活塞缸内壁之间、所述进料伸缩管的内、外管之间采用Y型密封环进行密封；所述输送活塞通过的所述活塞缸内壁均为连续密封面。

所述活塞缸内壁做表面镀铬处理；所述活塞缸上还设置有支撑装置，用于支撑所述干粉煤输送装置；所述驱动装置为动力液压缸，所述外进料弯管、进料伸缩管和内进料弯管均为三根，所述支撑柱为四根。

所述干粉煤输送装置采用自动控制，并且设置安全连锁检测系统，在非常规状态时自动停止运行。

所述干粉煤输送装置的使用方法包括以下步骤：

1)打开外进料阀；

2)进料：输送活塞处于粉煤缸出料端的初始位置，打开内进料斗；驱动装置驱动输送活塞相对于活塞缸向驱动缸运动，粉煤缸内相对于外界产生负压，干粉煤从常压环境通过输送管路被吸入粉煤缸内；输送活塞一直运动至驱动缸与粉煤缸连接处，进料完成；关闭内进料斗；

3)压力平衡：打开压力平衡阀，将粉煤缸与高压环境连通，则高压环境内的高压气体通过压力平衡阀进入粉煤缸内，使粉煤缸内压力逐渐升高，直至粉煤缸内压力与高压环境内压力平衡；关闭压力平衡阀；

4)排料：打开排料阀，驱动装置驱动输送活塞相对于活塞缸向粉煤缸的出料端运动，将干粉煤压入高压环境；当输送活塞完全运动至粉煤缸出料端时，排料完成；关闭排料阀；

5)排气：打开排气阀，将粉煤缸内部余隙处的高压气体排空，使粉煤缸内重新达到常压环境；关闭排气阀；

6)重复步骤2)～步骤5)，周而复始，稳定运行，即可实现连续不断地将干粉煤从常压环境输送到高压环境。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的干粉煤输送装置及其使用方法，输送过程不需要气力输送，可避免气力输送所带来的诸多缺陷，具有输送效率高、节能环保等优点。2、本发明的输送活塞与活塞缸内壁之间和进料伸缩管内管外壁与外管内壁之间均采用Y型密封环密封，Y型密封环具备磨损补偿功能，在密封环磨损后能保证输送活塞与活塞缸内壁之间和进料伸缩管的内管外壁与外管内壁之间的密封性能。3、本发明的输送管路采用进料伸缩管形式，结构简单，可操作性强，使用寿命长。4、本发明的活塞缸内壁做表面镀铬处理，表面硬度高，不易损坏，使用寿命长。5、本发明的输送活塞密封结构通过的均为连续密封面，有效延长密封结构的使用时间。6、本发明设置有安全连锁检测系统，在非常规状态时可自动停止运行，防止危险发生，安全性好。7、本发明采用自动控制，可自动化连续运行，效率高，能够满足大规模工业化生产的需求。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是图1中A-A截面的剖视结构示意图；

图3是图1中B-B截面的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图3所示，本发明提供了一种干粉煤输送装置，其包括一输送活塞1、一活塞缸2、一驱动装置3、一输送管路4、一压力平衡阀5和一排气阀6。其中，活塞缸2包括驱动缸21和粉煤缸22，输送活塞1滑动设置在活塞缸2内，且输送活塞1上具有一连通粉煤缸22的通孔11。粉煤缸22的出料端设置有一排料阀23，粉煤缸22通过排料阀23与高压环境相连通。驱动装置3固定设置在驱动缸21上，用于驱动输送活塞1在活塞缸2内往复直线运动。输送管路4的进料端连接干粉煤供给装置(图中未示出)，出料端通过通孔11与粉煤缸22相连通。压力平衡阀5和排气阀6设置在粉煤缸22的出料端处，且位于排料阀23前端，粉煤缸22通过压力平衡阀5与高压环境相连通，通过排气阀6与常压环境相连通。

上述实施例中，输送管路4包括一外进料斗41、多根外进料弯管42、多根进料伸缩管43、多根内进料弯管44和一内进料斗45，外进料斗41通过一外进料阀46与干粉煤供给装置相连接，外进料阀46用于控制外进料斗41的开闭。每一进料伸缩管43包括固定于驱动装置3外壁上的内管和相对于内管能滑动的外管，进料伸缩管43的内管分别通过一外进料弯管42与外进料斗41相连通。外进料斗41、外进料弯管42和进料伸缩管43的内管均位于驱动缸22外部，组成输送管路4位于活塞缸2外的部分。进料伸缩管43的外管分别通过一内进料弯管44与内进料斗45相连通，且内进料斗45设置在输送活塞1上，并通过一内进料阀47与通孔11相连通，内进料阀47用于控制内进料斗45的开闭。进料伸缩管43的外管、内进料弯管44和内进料斗45均位于驱动缸21内，组成输送管路4位于活塞缸2内的部分。

上述实施例中，本发明还包括一球头连接件7，该球头连接件7一端与驱动装置3相连接，另一端设置多根支撑柱71，输送活塞1通过支撑柱71与球头连接件7固定连接，并保证输送活塞1与球头连接件7之间有足够的空间，用于容纳内进料斗45等部件；进料伸缩管43的外管固定设置在球头连接件7上，驱动装置3驱动球头连接件7运动，从而带动输送活塞1和输送管路4位于活塞缸2内部分一起运动。

上述实施例中，穿过驱动缸21顶部在球头连接件7上还设置有一防转柱72，防转柱72可以防止输送活塞1在运动过程中发生转动，导致进料伸缩管43被剪损坏。

上述实施例中，输送活塞1与活塞缸2内壁之间、进料伸缩管43的内、外管之间采用Y型密封环8进行密封，Y型密封环8具备磨损补偿功能，在Y型密封环8磨损后依然可以保证输送活塞8与活塞缸2内壁之间和进料伸缩管43的内、外管之间的密封性能；输送活塞1通过的活塞缸2内壁均为连续密封面，有效延长Y型密封环8的使用寿命。

上述实施例中，活塞缸2内壁做表面镀铬处理，表面硬度高，不易损坏，使用寿命长。

上述实施例中，活塞缸2上还设置有支撑装置9，用于支撑本发明的干粉煤输送装置。

上述实施例中，驱动装置3为动力液压缸，外进料弯管42、进料伸缩管43和内进料弯管44均为三根，支撑柱71为四根。

上述实施例中，本发明可以采用自动控制，可自动化连续运行，效率高，能够满足大规模工业化生产时对干粉煤的需求。同时，设置安全连锁检测系统，在非常规状态时可自动停止运行，防止危险发生。

上述实施例中，在煤气化工业化应用中，可以选择多套本发明的干粉煤输送装置，对进料罐进行梯次给料，且以保障向进料罐中平稳匀速供应干粉煤为基本原则，设计每套干粉煤输送装置的运行周期。

本发明的干粉煤输送装置主要用于在干粉煤加压密相气力输送系统中，将干粉煤从常压环境输送到高压环境。本发明的干粉煤输送装置的使用方法包括以下步骤：

1)打开外进料阀41。

2)进料：输送活塞1处于粉煤缸22出料端的初始位置，打开内进料斗45；驱动装置3驱动输送活塞1相对于活塞缸2向驱动缸21运动，粉煤缸22内相对于外界产生负压，干粉煤从常压环境通过输送管路4被吸入粉煤缸22内；输送活塞1一直运动至驱动缸21与粉煤缸22连接处，进料完成；关闭内进料斗45。

3)压力平衡：打开压力平衡阀5，将粉煤缸22与高压环境连通，则高压环境内的高压气体通过压力平衡阀5进入粉煤缸22内，使粉煤缸22内压力逐渐升高，直至粉煤缸22内压力与高压环境内压力平衡；关闭压力平衡阀5。

4)排料：打开排料阀23，驱动装置3驱动输送活塞1相对于活塞缸2向粉煤缸22的出料端运动，将干粉煤压入高压环境；当输送活塞1完全运动至粉煤缸22出料端时，排料完成；关闭排料阀23。

5)排气：打开排气阀6，将粉煤缸22内部余隙处的高压气体排空，使粉煤缸22内重新达到常压环境；关闭排气阀6。

6)重复步骤2)～步骤5)，周而复始，稳定运行，即可实现连续不断地将干粉煤从常压环境输送到高压环境。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置、及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种干粉煤输送装置，其特征在于，该装置包括：

一具有驱动缸和粉煤缸的活塞缸，

一滑动设置在所述活塞缸内且具有一连通所述粉煤缸的通孔的输送活塞，

一固定设置在所述驱动缸上的驱动装置，

一进料端连接干粉煤供给装置、出料端通过所述通孔与所述粉煤缸相连通的输送管路，以及

一设置在所述粉煤缸的出料端处的压力平衡阀和排气阀；

所述粉煤缸的出料端设置有一排料阀，所述压力平衡阀和排气阀均位于所述排料阀前端，所述粉煤缸分别通过所述排料阀和压力平衡阀与高压环境相连通，通过所述排气阀与常压环境相连通；所述驱动装置用于驱动所述输送活塞在所述活塞缸内往复直线运动。

2.如权利要求1所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述输送管路包括一通过一外进料阀与所述干粉煤供给装置相连接的外进料斗、多根外进料弯管、多根进料伸缩管、多根内进料弯管和一设置在所述输送活塞上并通过一内进料阀与所述通孔相连通的内进料斗，所述外进料阀用于控制所述外进料斗的开闭，所述内进料阀用于控制所述内进料斗的开闭；每一所述进料伸缩管包括固定于所述驱动装置外壁上的内管和能相对于所述内管滑动的外管，所述进料伸缩管的内管分别通过一所述外进料弯管与所述外进料斗相连通，所述外进料斗、外进料弯管和进料伸缩管的内管均位于所述驱动缸外部，组成所述输送管路位于所述活塞缸外的部分；所述进料伸缩管的外管分别通过一所述内进料弯管与所述内进料斗相连通，所述进料伸缩管的外管、内进料弯管和内进料斗均位于所述驱动缸内，组成所述输送管路位于所述活塞缸内的部分。

3.如权利要求2所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，还包括一一端与所述驱动装置相连接，另一端通过多根支撑柱与所述输送活塞固定连接的球头连接件，所述输送活塞与所述球头连接件之间形成用于容纳所述输送管路位于所述活塞缸内部分的空间；所述进料伸缩管的外管固定设置在所述球头连接件上，所述驱动装置驱动所述球头连接件运动，从而带动所述输送活塞和输送管路位于所述活塞缸内部分一起运动。

4.如权利要求3所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，穿过所述驱动缸顶部在所述球头连接件上还设置有一防转柱。

5.如权利要求2或3或4所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述输送活塞与所述活塞缸内壁之间、所述进料伸缩管的内、外管之间采用Y型密封环进行密封；所述输送活塞通过的所述活塞缸内壁均为连续密封面。

6.如权利要求3或4所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述活塞缸内壁做表面镀铬处理；所述活塞缸上还设置有支撑装置，用于支撑所述干粉煤输送装置；所述驱动装置为动力液压缸，所述外进料弯管、进料伸缩管和内进料弯管均为三根，所述支撑柱为四根。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述干粉煤输送装置采用自动控制，并且设置安全连锁检测系统，在非常规状态时自动停止运行。

8.如权利要求5所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述干粉煤输送装置采用自动控制，并且设置安全连锁检测系统，在非常规状态时自动停止运行。

9.如权利要求6所述的一种干粉煤输送装置，其特征在于，所述干粉煤输送装置采用自动控制，并且设置安全连锁检测系统，在非常规状态时自动停止运行。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述的干粉煤输送装置的使用方法，包括以下步骤：

1)打开外进料阀；

2)进料：输送活塞处于粉煤缸出料端的初始位置，打开内进料斗；驱动装置驱动输送活塞相对于活塞缸向驱动缸运动，粉煤缸内相对于外界产生负压，干粉煤从常压环境通过输送管路被吸入粉煤缸内；输送活塞一直运动至驱动缸与粉煤缸连接处，进料完成；关闭内进料斗；

3)压力平衡：打开压力平衡阀，将粉煤缸与高压环境连通，则高压环境内的高压气体通过压力平衡阀进入粉煤缸内，使粉煤缸内压力逐渐升高，直至粉煤缸内压力与高压环境内压力平衡；关闭压力平衡阀；

4)排料：打开排料阀，驱动装置驱动输送活塞相对于活塞缸向粉煤缸的出料端运动，将干粉煤压入高压环境；当输送活塞完全运动至粉煤缸出料端时，排料完成；关闭排料阀；

5)排气：打开排气阀，将粉煤缸内部余隙处的高压气体排空，使粉煤缸内重新达到常压环境；关闭排气阀；

6)重复步骤2)～步骤5)，周而复始，稳定运行，即可实现连续不断地将干粉煤从常压环境输送到高压环境。