CN106867591B - 流化盘、带有流化盘的压力容器及使松散物料流化的方法 - Google Patents

流化盘、带有流化盘的压力容器及使松散物料流化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及流化盘、带有流化盘的压力容器及使松散物料流化的方法。本发明的任务在于，提供用于压力容器中的搅拌器的驱动装置，该驱动装置无需压力容器壁中的繁琐的轴密封装置就足以应付，这通过如下气动马达来解决，该气动马达是搅拌器的驱动装置，并且安置在流化盘下方的流化气体腔中。

Description

流化盘、带有流化盘的压力容器及使松散物料流化的方法
技术领域
本发明涉及带有搅拌器的流化盘，其使用在用于松散物料的压力容器中。本发明同时涉及带有此种流化盘的压力容器、在压力容器中使用气动马达以及在压力容器中使松散物料流化的方法。
背景技术
为了从存储容器(料仓)中无障碍地运送粉末状的松散物料，需要利用局部流化的原理。用于局部流化的方式是将松散物料堆积在可透气的流化盘上。通过导入气体进入松散物料中起到疏松作用，并且直接在流化盘上方构造出涡流层。这种流化作用能够通过附加的搅拌器得到支持。
在气流气化设备中，为了产生合成气体，粉末状的、含碳的燃料(煤粉)在气化反应器内在压力直至4兆帕的情况下被部分氧化。因此，在所谓的供应系统中，对要气化的燃料粉进行暂时存储，并且在致密流运送进入反应器前使要气化的燃料粉加压达到反应压力。粉末状的燃料从预存储容器经由输送管道输送给燃烧器，该预储存容器也称作计量配料容器或者流化容器，且被加载以直至超过反应器压力的压力。运送管道垂直从上或者从下通入预存储容器的下区域中。稳定的、无波动的经由运送管道的燃料粉末运送是气化设备顺利运行的重要因素。稳定运送的前提是，计量配料容器中的燃料散料在进入输送管道前得到疏松，从而松散物料(燃料粉)具有流体的特征。因此，如前面所述，在运送管道通口的区域中的散料内产生局部的涡流层，其方式是：燃料粉堆积在可透气的涡流盘或流化盘上，并且在计量配料容器中，惰性气体(例如：氮气或者二氧化碳)导入到涡流盘下方的流化气体腔内。流化气体从那里以均匀分布在流化盘的截面上的方式向上渗入到燃烧粉的散料中，并且在此散料得到疏松，从而燃料粉流入到运送管道中。如果燃料粉散料在计量配料容器内没有充分地流化，可能导致通向反应器的燃料流波动以及导致干扰反应器内的过程，这可能引起反应器严重受损。
通过调节流化气体的体积流实现对局部的涡流层中的流化密度进行调整。为了避免在散料之中形成气流通道经常会使用搅拌器，该搅拌器的臂在流化的涡流层中旋转。
在DE 102009048961 A1中已对这种计量配料容器进行了描述，该计量配料容器在其锥形卸载区域中包括涡流盘以及在涡流盘上方安置的搅拌设备，其中，流化气体管道在涡流盘下方通入流化气体腔内。搅拌器驱动装置包括安置在计量配料容器外部的电动马达，该电动马达的带有轴密封装置的驱动轴穿过容器壁延伸到流化气体腔内。
此方案的缺点是，轴密封装置必须在很高的容器压力下非常耗费地构建，同时在粉末影响下会快速磨损。
发明内容
本发明的目的在于，基于公知的驱动装置变型方案，提供一种用于压力容器内的搅拌器的驱动装置，该驱动装置避免了繁琐的轴密封装置。
依据本发明，提出了开头所述类型的水平安置于压力容器内且可透气的流化盘以及利用该流化盘实施的方法，其中，流化盘与搅拌器、搅拌器的驱动装置、以及搅拌器的水平地且位于流化盘上方旋转的臂共同作用。在此，搅拌器的驱动装置是气动马达，气动马达在穿过流化盘延伸的驱动轴上安置在流化盘下方并且在流化气体腔内。此外，涡流层所需的流化气体或该流化气体的一部分能经由用于气动马达的进气管道输送给气动马达作为驱动气体，并且用于从气动马达排出的气体的出气口安置在流化气体腔内。
具有此种流化盘的压力容器是煤气化设备的计量配料容器，其中，计量配料容器具有最大40巴的内部压力并且流化气体是惰性气体。
通过使用在压力容器内部在流化气体腔内安置在搅拌器的驱动轴上的气动马达，如下措施不再是必须的，即，将用于搅拌器的传动轴穿过压力容器壁向外引导并且为此设置繁琐的轴密封装置。
也称作压缩空气马达或者气体膨胀马达的气动马达公知为利用压缩气体来运行的驱动机。气动马达所需的驱动气体能经由为涡流层的流化而设置的进气管道从外部来输送，由此穿过容器壁的简单的气体贯穿就足够。依赖于气动马达所需的压力气体与维持涡流层所需的流化气体之间的体积流比，全部气体流或者气体流的一部分能输送给气动马达。
从气动马达排出的气体紧接着可以被输送给流化盘，用于使涡流层的流化。因此有利的是，多次地使用流化气体，首先用来驱动搅拌器，然后用来产生涡流层。
提出的解决方案避免了驱动轴以任何形式贯穿外部的压力壳体。
另外的优点是，为了产生松散物料的涡流层且也为了气动式的驱动，可以利用已有的进气管道。因为气动马达已经位于流化盘下方的流化气体腔内，所以不需要单独的“排气”管道，并且在气体过量时可以以简单的方式通过将气体从流化气体腔内引出至外部的消耗器来执行对气体输入到涡流层中的调节。
附图说明
为理解所提出的方案，下面对本发明进行必要的举例说明，如附图所示：
图1示出压力容器内搅拌器的示意图。
具体实施方式
从图1清晰可见，流化盘3配备有搅拌器7并且水平安置在用于松散物料的压力容器1内。流化盘3对于流化气体11的向上指向松散物料的流来说是可透过的。流化盘3例如可以由多孔的烧结金属、金属泡沫、带孔金属板以及金属丝网制成。借助从流化气体腔4中向上穿流过流化盘3的流化气体11能产生疏松和流化的松散物料，直至实现局部的涡流层12。在被气体穿流的流化盘3上方安置有搅拌器7的水平旋转的臂，该臂的驱动轴6向下穿过流化盘3延伸并且例如居中地在流化盘3中支承。配属的驱动装置在流化盘3下方的驱动轴上固定地安置在压力容器1中。
依据本发明，针对驱动装置，使用位于压力容器1内部的流化气体腔4中的气动马达5，由此消除了驱动轴6穿过压力容器壁2的繁琐的气密的轴密封装置。
用于产生涡流层12的流化气体或该流化气体的一部分充当用于气动马达5的驱动气体。为此，进气管道8从外部穿过压力容器1的压力容器壁2通到流化盘3下方的流化气体腔4内直至气动马达5，用以输送流化气体11。
从气动马达5经由出气口10排出到流化气体腔4中的气体于是可以在流化气体腔4中的较低的压力等级上作为流化气体11供使用。
为了独立调节气动式的驱动和使松散物料流化，设置可单独调节的第二进气管道9，用以将附加的流化气体11输送到流化气体腔4中，并且能节流的第三气体管道13通入流化气体腔4中，经由该第三气体管道，多余的气体能引出至其他较低压力等级的气体消耗器(未示出)。
这种类型的流化盘例如使用在煤气化设备中的用于煤粉的计量配料容器中，其中，计量配料容器具有最大40巴的内部压力，并且为了使煤粉散料中产生局部的涡流层12，计量配料容器包括带有搅拌器7的流化盘3，其中，搅拌器7由气动马达5来驱动，并且也用来驱动气动马达5的流化气体11是惰性气体，例如二氧化碳或者氮气或者这两种气体的混合气。
根据本发明的装置的工作原理是：
在高于流化气体腔4中的压力下，将驱动气体从外部经由进气管道8输送给压力容器1内部的气动马达5。在气动马达5中，从驱动气体中释放出驱动搅拌器所需的驱动功率，其中，气体压力下降到流化气体腔4中的压力等级。在驱动气体从气动马达5中排出到流化气体腔4中之后，气体至此作为流化气体11穿过可透气的流化盘3向上流到堆积在该流化盘上的松散物料，例如煤粉散料中。流化气体11的流动力起到疏松散料的作用，直到在流化盘3上方直接产生局部的涡流层12。搅拌器7的由气动马达5驱动的搅拌臂在多孔的流化盘3上方旋转以抑制气体通道的形成并且以使涡流层均匀化。
松散物料运送管道(未示出)通入涡流层12中，在该松散物料运送管道中，通过机械方式或者以利用运送气体来促进的气动的方式将松散物料运输至目标地点。例如在惰性气体中将煤粉运送至高压气化反应器，在该高压气化反应器中，由煤的有机部分与单独输送的氧气/水蒸气在高温和高压作用下产生合成气体。
如果流化需要比驱动搅拌器7所需的更多的气体，附加的流化气体11就经由第二进气管道9输送给流化气体腔4。如果流化需要比气动马达5消耗的更少的气体，多余的气体就通过出气管道13从流化气体腔4中引出并输送给其他消耗器中，例如在煤气化设备内部用来吹扫冷却罩与反应器外壁之间的对于气化反应器来说典型的环状间隙，或者用来吹扫火焰监控装置(观察通道)。
对于本领域专业人员来说，可以在其他实施方式中以适宜的方式对之前在本发明的不同的设计方案中实现的特征进行组合。
附图标记列表
1 压力容器
2 压力容器壁
3 流化盘
4 流化气体腔
5 气动马达
6 驱动轴
7 搅拌器
8 用于驱动装置的进气管道
9 用于涡流层的进气管道
10 出气口
11 用于涡流层的流化气体
12 涡流层
13 出气管道

Claims (3)

1.一种在用于松散物料的压力容器中的带有搅拌器的流化盘，其中：
-所述流化盘(3)水平安置在所述压力容器(1)内并且为了在堆积在所述流化盘(3)上的松散物料中产生局部的涡流层(12)而对于流化气体(11)的向上指向松散物料中的流来说是可透过的，
-进气管道(8)从外部穿过所述压力容器(1)的压力容器壁(2)通到所述流化盘(3)下方的流化气体腔(4)内，用以输送所述流化气体(11)，
-搅拌器(7)的水平旋转的臂安置在被气体穿流的流化盘(3)上方，以及
-所述搅拌器(7)的驱动装置在所述流化盘(3)下方安置于穿过所述流化盘(3)延伸的驱动轴(6)上，
其特征在于，
-所述搅拌器(7)的驱动装置是气动马达(5)，所述气动马达安置在所述流化气体腔(4)内，
-所述涡流层(12)所需的流化气体(11)或者该流化气体的一部分能经由用于所述气动马达(5)的所述进气管道(8)输送给所述气动马达(5)作为驱动气体，
-用于从所述气动马达(5)排出的气体的出气口(10)安置在所述流化气体腔(4)内，并且
-用于输送附加的流化气体(11)的进气管道(9)和用于将气体导出到其他气体消耗器的出气管道(13)通入所述流化气腔体(4)内，从而能够实现：如果流化需要比驱动所述搅拌器(7)所需的更多的气体，附加地将用于流化所需的流化气体(11)单独输送给所述流化气体腔(4)，而如果流化需要比所述气动马达(5)消耗的更少的气体，将来自所述气动马达(5)的流化不需要的气体输送给相对于气体输送部具有降低的压力的其他消耗位置。
2.一种带有根据权利要求1所述的流化盘(3)的压力容器，其特征在于，所述压力容器是煤气化设备的计量配料容器，其中，所述计量配料容器具有最大40巴的内部压力，并且所述流化气体是惰性气体。
3.一种用于使压力容器(1)中的松散物料流化的方法，所述松散物料堆积在可透气的流化盘(3)上并且被流化气体(11)向上穿流以产生涡流层(12)，其中，搅拌器(7)在所述流化盘(3)上方在所述涡流层(12)内旋转，其特征在于，气动马达(5)在所述压力容器(1)内安置在所述流化盘(3)下方，其中，首先将气体输送给气动马达(5)作为用于所述搅拌器(7)的驱动，然后将从所述气动马达(5)中排出的气体输送给所述流化盘(3)以使所述松散物料流化，其中，如果流化需要比驱动所述搅拌器(7)所需的更多的气体，附加地将用于流化所需的流化气体(11)单独输送给所述流化气体腔(4)，而如果流化需要比所述气动马达(5)消耗的更少的气体，将来自所述气动马达(5)的流化不需要的气体输送给相对于气体输送部具有降低的压力的其他消耗位置。
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