CN105173736B - 一种粉体加压输送装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种推杆式粉煤加压输送装置、粉煤加压输送系统及方法，常压储罐、高压储罐分别通过管线与推杆式粉煤加压输送装置连通，传动装置与推杆式粉煤加压输送装置传动联接，传动装置驱动输送装置中的推杆运动，对从常压储罐落入其中的粉煤加压后，输送到高压储罐中。系统无需惰性气体参与输送，环保，控制推杆的收缩实现连续加料，控制推杆收缩频率对加料量进行控制，粉煤管线少，系统简单，造价低。

Description

一种粉体加压输送装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及石油化工、煤化工、冶金、矿山、食品加工等粉体的加压输送装置、系统和方法，特别涉及一种推杆式煤粉加压输送装置、系统和方法。

背景技术

在煤化工、冶金、食品加工等诸多的领域都涉及到粉体的加压输送过程。煤气化，尤其是粉煤加压气化是一种洁净煤利用技术，在近年来得到快速的发展，进行了越来越广泛的利用。粉煤加压输送技术是粉煤加压气化技术中不可缺少的技术环节。粉煤加压气化的核心技术是煤粉在高压、密闭条件下稳定、可控输送。

在现有技术中，粉煤加压输送技术主要为锁斗加压输送，其原理是使用高压的惰性气体冲入粉煤加压锁斗，提高压力，与粉煤储罐压力均衡后将粉煤输送至粉煤储罐，之后将粉煤锁斗中的高压惰性气体排放至大气。如公开号为CN1376761的中国专利中介绍的干煤粉加压气化过程中干煤粉的加料方法与装置，加料装置中包括一个锥面设有惰气入口装置的用于储存粉煤的中间料罐，一个与中间料罐底部通过管线相连接的高压粉煤仓，一个载气与粉煤的混合器。其中粉煤的输送过程是依靠旋转给料阀与载气的组合协同完成的。此种粉煤加压输送技术存在的主要缺点在于：

1、加压过程需要排放大量的惰性气体如N2、CO2等，造成较大的环境污染；

2、加压输送过程效率低，不能实现连续可调；

3、加压输送需要耐高压设备体积大，造价高；

4、能耗大，对粉煤管线阀门密封与耐压要求高。

发明内容

本发明发明人经过广泛深入的研究，发明了一种推杆式粉煤加压输送装置、粉煤加压输送系统及方法，其中，常压储罐、高压储罐分别通过管线与推杆式粉煤加压输送装置连通，传动装置与推杆式粉煤加压输送装置传动联接，传动装置驱动输送装置中的推杆运动，对从常压储罐落入其中的粉煤加压后，输送到高压储罐中。

基于现有技术的不足，本发明的第一个目的是，提供一种推杆式粉煤加压输送装置，实现粉煤加压输送无需惰性气体参与。

本发明的第二个目的是，提供一种以推杆式粉煤加压输送装置为核心部件的连续可调的粉煤加压输送系统，系统结构简单，体积小，造价低，能耗小。

本发明的第三个目的是，提供一种推杆式粉煤加压输送系统的运行方法，使系统功能得以在无需惰性气体参与下实现。

为解决现有技术中的不足，本发明提供如下的技术方案，

一种推杆式粉煤加压输送装置，包括壳体，大推杆，小推杆，设置在大推杆与小推杆之间的小推杆密封圈和设置在大推杆与壳体之间的大推杆密封圈，小推杆可完全收缩到大推杆内。两个密封圈的使用，使得推杆式粉煤加压输送装置的壳体内腔成为密闭空间，通过大小推杆的运动，挤压密闭空间内的空气，对置于其中的粉煤加压，从而不需要惰性气体参与加压过程，不向大气大排放惰性气体，从而有利于环保。优选地，小推杆为圆柱体，大推杆为一端开口的圆筒体。

在进一步的技术方案中，推杆式粉煤加压输送装置中还包括小刮刷和大刮刷；大推杆的下端面设有小推杆的刮刷，其内径与小推杆外径配合；大推杆的外表面设有大刮刷，大刮刷内径与大推杆外径配合，大刮刷外径与壳体内径相适应。刮刷的作用是分别刮掉推杆外表面附着的粉煤。优选地，大刮刷和小刮刷均为圆环形。

在进一步的技术方案中，推杆式粉煤加压输送装置可包括其他推杆及与推杆数量相匹配的刮刷和密封圈。

本发明还提供了一种以推杆式粉煤加压输送装置为核心部件的粉煤加压输送系统，所述系统包括推杆式粉煤加压输送装置，传动装置，常压储罐，高压储罐；所述常压储罐、高压储罐分别通过粉煤管线及阀门与推杆式粉煤加压输送装置连通；所述传动装置与所述推杆式粉煤加压输送装置传动联接。

在进一步的技术方案中，推杆式粉煤加压输送装置上设有放空管。该放空管通过管线上的平衡阀来控制加压输送装置内的压力与大气压的平衡。

在进一步的技术方案中，推杆式粉煤加压输送装置与高压储罐上之间设有连通管，作为平衡它们之间气压的通道。所述平衡气压作用是通过管线上设置的平衡阀来实现的。

在进一步的技术方案中，系统可由一套推杆式粉煤加压输送装置及其配套管线、阀门单独运行，也可由两套及两套以上的推杆式粉煤加压输送装置及其配套管线、阀门并联运行，两套或两套以上的装置并联可以增加单位时间的输煤量。

在进一步的技术方案中，高压储罐设置有至少一套推杆式粉煤加压输送装置连接口，在高压储罐上设有多个连接口，以解决多套推杆式粉煤加压输送装置并联运行时与高压储罐的连接问题。

推杆式粉煤加压输送装置是系统的核心部件，是系统功能得以实现的关键，推杆装置的体积小，重量轻，并且大大减少了其它装置。装置的减少，使得粉煤管线减少，降低了整个系统的成本，使得系统的经济效益更好。

本发明还提供了一种推杆式粉煤加压输送方法，其包括下面步骤：

1)在传动装置的作用下，推杆式粉煤加压输送装置的小推杆完全收缩到大推杆内部，大推杆上升到壳体顶部，常压储罐中的粉煤在重力的作用下进入到推杆式粉煤加压输送装置的空腔内；

2)在传动装置的作用下，推杆式粉煤加压输送装置的大推杆向下移动，对推杆式粉煤加压输送装置中的密闭空气加压，使推杆式粉煤加压输送装置中的压力达到或接近高压储罐中的压力；

3)在传动装置的作用下，推杆式粉煤加压输送装置的大推杆向下移动，小推杆从推杆中伸出，经加压后的粉煤全部落入高压储罐；

4)在传动装置的作用下，推杆式粉煤加压输送装置的小推杆收缩到大推杆内部，大推杆上升到起始位置。

在进一步的技术方案中，所述输送方法还包括以下步骤：常压储罐中的粉煤在重力的作用下进入到推杆式粉煤加压输送装置的空腔内时，放空管开放；粉煤达到一定量时，放空管关闭。

在进一步的技术方案中，所述输送方法还包括以下步骤：经加压后的粉煤落入高压储罐之前，连通管开启，推杆式粉煤加压输送装置与高压储罐中的压力平衡后，关闭连通管。

在进一步的技术方案中，所述输送方法还包括以下步骤：推杆式粉煤加压输送装置中的小推杆收缩到大推杆内部时，小刮刷刷掉附着在小推杆外表面的粉煤；大推杆上升，大刮刷刷掉附着在大推杆外表面的粉煤。

上述推杆式粉煤加压输送方法中的各个步骤可以重复进行。

推杆式粉煤加压输送系统中无惰性气体参与加压输送，通过控制推杆式粉煤加压输送装置内的体积来控制粉煤压力；系统仅需要传动装置对推杆作功，能量的利用直接简单，可通过控制推杆收缩实现连续加料，通过控制推杆收缩频率对加料量进行控制，从而实现粉煤加压输送系统的连续可调。

附图说明

图1是推杆式粉煤加压输送系统的架构示意图；

图2是推杆式粉煤加压输送装置在第一工作状态时的结构示意图；

图3是推杆式粉煤加压输送装置在第二工作状态时的结构示意图；

图4是推杆式粉煤加压输送装置在第三工作状态时的结构示意图。

其中：1‐常压储罐，2‐传动装置，3‐放空管，4‐阀门，5‐阀门，6‐推杆式粉煤加压输送装置，7‐连通管，8‐阀门，9‐阀门，10‐壳体，11‐大推杆，12‐小推杆密封圈，13‐小刮刷，14‐大推杆，15‐大刮刷，16‐大推杆密封圈，20‐高压储罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚，详细地描述。本部分的描述仅是示范性的和解释性的，不应理解为对于本发明的保护范围有任何限制作用。基于下面实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有实施方案，均属于本发明保护的范围。

实施例1

请参考图2，图2是推杆式粉煤加压输送装置在第一工作状态时的结构示意图。推杆式粉煤加压输送装置6包括壳体10，大推杆11，小推杆密封圈12，小刮刷13，小推杆14，大刮刷15，大推杆密封圈16；小推杆14为圆柱体，大推杆1为一端开口的圆筒体，小推杆14外径与大推杆11内腔相配合，小推杆14可以完全缩入到大推杆11内，大小推杆之间设有小推杆密封圈12，大推杆11的端面设有圆环体的小刮刷13；壳体10为具有圆筒段的耐高压容器，大推杆11的外径与壳体10圆筒体部分相配合，配合面之间设有圆环体的大刮刷15和大推杆密封圈16。

本发明所提供的推杆式粉煤加压输送装置6可以由两个推杆11，14及两个密封圈12，16及刮刷13，15组成。如以上的实施例，还可以由两个以上的推杆及数量与推杆数量相匹配的刮刷和密封圈组成。

实施例2

请参考图1，图1是推杆式粉煤加压输送系统的架构示意图。推杆式粉煤加压输送系统包括常压储罐1，传动装置2，放空管3，阀门4，阀门5，推杆式粉煤加压输送装置6，连通管7，阀门8，阀门9，高压储罐20。常压储罐1通过粉煤管线与推杆式粉煤加压输送装置6连接，粉煤管线上设置有阀门5；推杆式粉煤加压输送装置6上设有放空管3，放空管3上设置有阀门4；传动装置2与推杆式粉煤加压输送装置6传动联接，驱动大推杆11、小推杆14的运动；推杆式粉煤加压输送装置6通过粉煤管线与高压储罐20连通，粉煤管线上设有阀门9，这是推杆式粉煤加压输送装置6与高压储罐20之间的第一通道，经这一通道粉煤被输送到高压储罐20。推杆式粉煤加压输送装置6还通过连通管7和设置于连通管7上的阀门8与高压储罐20连接，这是这是推杆式粉煤加压输送装置6与高压储罐20之间的第二通道，用于平衡两者之间的压力。

本发明所提供的推杆式粉煤加压输送系统，可以由一套推杆式粉煤加压输送装置及其配套管线、阀门单独运行，也可以由两套及两套以上推杆式粉煤加压输送装置及其配套管线、阀门并联运行，以提高单位时间的输煤量。

请同时参考图1，图2，图3，图4。图3是推杆式粉煤加压输送装置在第二工作状态时的结构示意图，图4是推杆式粉煤加压输送装置在第三工作状态时的结构示意图。

实施例3

本发明披露的推杆式粉煤加压输送系统的运行方法如下，

步骤1，请参考图2，图2是推杆式粉煤加压输送装置在第一工作状态时的结构示意图。放空管3上的阀门4开启，在传动装置2的作用下，小推杆14缩到大推杆11的内部，大推杆11上升到顶部特定的位置停止，打开阀门5，常压储罐1中的粉煤受重力作用，落入壳体10内，当落入的粉煤达到要求高度时，关闭阀门5，同时关闭阀门4放空管3关闭；

步骤2，请参考图3，图3是推杆式粉煤加压输送装置在第二工作状态时的结构示意图。此时推杆式粉煤加压输送装置壳体10内为密闭空间，在传动装置2的作用下，大推杆11向下移动，在移动的过程中挤压壳体10内的气体，壳体10内部气体体积不断减少，使壳体10内的压力不断增大，当达到或接近高压储罐20中压力的大小时，控制大推杆11移动的行程可控制壳体10内压力的大小，打开连通管7上的阀门8，进行压力平衡；

步骤3，请参考图4，图4是推杆式粉煤加压输送装置在第三工作状态时的结构示意图。压力平衡之后关闭连通管7上的阀门8，打开推杆式粉煤加压输送装置中与高压储罐20之间粉煤管线上的阀门9，大推杆11向下移动，小推杆14从大推杆11中伸出，这样在保持壳体10内的压力稳定的同时，使粉煤可以通过重力作用和压力作用全部落入高压储罐20中；

步骤4，请参考图1和图4，当粉煤完全落入高压储罐20之后，关闭阀门9，打开放空管3上的阀门4，在传动装置2的作用下，小推杆14缩到大推杆11内部，小刮刷13刮掉附着在小推杆14外表面的粉煤，推杆11上升，大刮刷15刷掉附着在大推杆11外表面的粉煤，直到大推杆11上升到壳体10内的起始位置。重复步骤1‐4。

本发明所提供的推杆式粉煤加压输送系统，通过控制推杆式粉煤加压输送装置中壳体10的体积控制煤粉压力，不需要惰性气体参与输送，不会因惰性气体排放造成环境的污染，有利于环境保护。仅需要依靠传动装置对推杆式粉煤加压装置中的推杆作功，能量利用直接简单，通过控制推杆的收缩实现系统连续加料，通过控制推杆收缩的频率实现加料量控制，降低了系统能耗。由于推杆式粉煤加压输送装置中推杆体积小，重量轻，并大大减少了其它装置；装置的减少，使得粉煤管线减少，降低了系统的复杂性，减少了系统造价。

本发明提供的一种以推杆式粉煤加压输送装置为核心部件的粉煤加压输送系统，不仅适用于粉煤，而且适用于粉体，包括石油化工原料、冶金金属颗粒、矿山粉末、食品颗粒等等。在这些领域使用本发明的粉体加压输送装置、系统和方法都将落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种推杆式粉煤加压输送装置(6)，包括壳体(10)，其特征在于，还包括大推杆(11)、小推杆(14)、设置在大推杆(11)与小推杆(14)之间的小推杆密封圈(12)和设置在大推杆(11)与壳体(10)之间的大推杆密封圈(16)；所述小推杆(14)可完全收缩到大推杆(11)内；其中，小推杆为圆柱体，大推杆为一端开口的圆筒体；进一步地，所述大推杆(11)的下端面设有小刮刷(13)，小刮刷(13)内径与小推杆(14)外径相配合；所述大推杆(11)的外表面设有大刮刷(15)，大刮刷(15)内径与大推杆(11)外径配合，大刮刷(15)外径与壳体(10)内径适应。

2.根据权利要求1所述的推杆式粉煤加压输送装置(6)，其特征在于，所述推杆式粉煤加压输送装置(6)还包括其他推杆及与推杆数量相匹配的刮刷和密封圈。

3.一种推杆式粉煤加压输送系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1所述的推杆式粉煤加压输送装置(6)，传动装置(2)，常压储罐(1)，高压储罐(20)；所述常压储罐(1)、高压储罐(20)分别通过粉煤管线及阀门与推杆式粉煤加压输送装置(6)连通；所述传动装置(2)与推杆式粉煤加压输送装置(6)传动联接。

4.根据权利要求3所述的推杆式粉煤加压输送系统，其特征在于，所述推杆式粉煤加压输送装置(6)上还设置有放空管(3)。

5.根据权利要求3所述的推杆式粉煤加压输送系统，其特征在于，所述推杆式粉煤加压输送装置(6)与高压储罐(20)之间还设有连通管(7)，是平衡推杆式粉煤加压输送装置(6)与高压储罐(20)之间的气压的通道。

6.根据权利要求3～5任一项所述推杆式粉煤加压输送系统，其特征在于，所述系统由一套推杆式粉煤加压输送装置单独运行，或由两套及两套以上的推杆式粉煤加压输送装置并联运行。

7.根据权利要求6所述的推杆式粉煤加压输送系统，其特征在于，所述高压储罐(20)设置有至少一套推杆式粉煤加压输送装置连接口。

8.一种推杆式粉煤加压输送方法，所述方法包括以下步骤：

1)在传动装置(2)的作用下，推杆式粉煤加压输送装置(6)的小推杆(14)完全收缩到大推杆(11)内部，大推杆(11)上升到壳体(10)顶部，常压储罐(1)中的粉煤在重力的作用下进入到推杆式粉煤加压输送装置(6)的空腔内；

2)在传动装置(2)的作用下，推杆式粉煤加压输送装置(6)的大推杆(11)向下移动，对推杆式粉煤加压输送装置(6)中的密闭空气加压，使推杆式粉煤加压输送装置(6)中的压力达到或接近高压储罐(20)中的压力；

3)在传动装置(2)的作用下，推杆式粉煤加压输送装置(6)的大推杆(11)向下移动，小推杆(14)从推杆(11)中伸出，经加压后的粉煤全部落入高压储罐(20)中；

4)在传动装置(2)的作用下，小推杆(14)收缩到大推杆(11)内部，大推杆(11)上升到起始位置；

其中，所述推杆式粉煤加压输送装置(6)为权利要求1所述的推杆式粉煤加压输送装置(6)。

9.根据权利要求8所述的推杆式粉煤加压输送方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：常压储罐(1)中的粉煤在重力的作用下进入到推杆式粉煤加压输送装置(6)的空腔内时，放空管(3)开放；加料结束后，放空管(3)关闭。

10.根据权利要求8所述的推杆式粉煤加压输送方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：经加压后的粉煤落入高压储罐(20)之前，连通管(7)开启，推杆式粉煤加压输送装置(6)与高压储罐(20)中的压力平衡后，关闭连通管(7)。

11.根据权利要求8所述的推杆式粉煤加压输送方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：推杆式粉煤加压输送装置(6)中的小推杆(14)收缩到大推杆(11)内部时，小刮刷(13)刷掉附着在小推杆(14)表面的粉煤；大推杆(11)上升，大刮刷(15)刷掉附着在大推杆(11)表面的粉煤。

12.根据权利要求8-11任一项所述的推杆式粉煤加压输送方法，所述步骤重复进行。