CN109305562A - 粉状物料的储存及流化容器和设备、流化与输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粉状物料的储存和流化容器、设备及其流化和输送方法，粉状物料储存及流化容器包括壳体、搅拌器、流化盘和粉状物料输出管；流化盘设于壳体的内腔中并将壳体的内腔隔断为位于流化盘上方的粉料室和位于流化盘下方的流化气室，流化盘上设有供流化气室内的流化气通过以进入粉料室内的气孔；对应于粉料室的壳体部分的壁面开设有粉状物料进口和加压气口；对应于流化气室的壳体部分的壁面开设有流化气进口；搅拌器用于搅拌所述粉料室的下部或底部的粉状物料；流化盘上设有用于安装所述粉状物料输出管的安装口，粉状物料输出管贯穿所述流化气室安装于流化盘的所述安装口上。本发明的粉状物料储存及流化容器利于实现粉状物料的均匀流化。

Description

粉状物料的储存及流化容器和设备、流化与输送方法

技术领域

本发明涉及一种用于加压粉状物料流化和输送的容器、设备和方法，主要应用于能源、化工、冶金等领域的加压粉状物料(如煤粉、焦粉等)的均匀流化和稳定输送。

背景技术

煤的洁净与高效利用是当今能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一。

煤气化技术按照原料的进料方式可以分为两种，一种是以荷兰壳牌(Shell)公司为代表的粉煤进料工艺(ZL02829258.8)；另一种是以美国GE(原德士古(Texaco))公司为代表的水煤浆进料工艺(ZL94117093.4)。其中，干粉进料工艺因气化效率高、原材料消耗低得到了广泛的应用，国内煤化工行业得到了长足发展，也涌现出一批粉煤进料工艺路线的煤气化技术，如宁煤炉、航天炉等。

在粉煤进料工艺技术装置中，为了将高压存储容器中带压粉煤物料无障碍的、稳定均匀的输送到反应器中，最为关键的是利用局部流化的原理使煤粉处于松散的流化状态，然后通过自重进入煤粉输送系统并输送到指定容器或反应器。目前的装置中多采用充气锥型流化(盘)板将流化气通过流化盘(板)导入到高压储存器中，对煤粉起到疏松、流化的作用，同时利用其锥型缩径的结构特点将煤粉引入到直径比较小的煤粉管线中并输送至指定地点。如实用新型CN203513611U一种粉煤输送用多支路出料充气锥装置和专利CN106697630A带有装入件的压力容器，用于局部流化的设备是在容器中的下部锥段部分，安装由烧结金属材料制成的透气板或丝网，流化气通过烧结金属间的微孔从容器外进入粉料介质腔内带动粉料运动，从而使其达到流化态。

但在装置设备的加工制造以及装置的运行过程中，上述方式还是存在一些缺点和弊端的：1)锥段处粉煤承受整个储存容器内煤粉自重及加压气的压力所带来的挤压，容易产生局部煤粉架桥，这不但影响煤粉流化和流动，还容易使充气锥的烧结金属或丝网产生局部压差过大，易造成充气锥的破裂损坏。2)为了克服上述的架桥影响，需要较大量的流化气和流通面积，这就增加了流化气的消耗和充气锥的体积(部分专利如CN206337224U试图通过在锥型充气设备上增加4-6mm通气孔的方式达到上述目的，但因煤粉可能通过充气孔进入流化气系统带来系统安全隐患而被弃用)。3)上述流化方式决定了容器下方粉煤出口必须是小角度长锥形下料，对于多煤粉输送管道的装置，高压煤粉储存器底部需要设置多个需要一定流通面积的锥型流化器，而且每个流化器的流化气腔还要分隔开，这就增加了设备的设计、加工和制造的难度，增加了设备体积和投资。同时锥形下料极大的增加了容器整体高度，抬升了装置框架的整体高度，极大的增加了投资。

所以针对上述的缺点和弊端，开发一种结构简单、安全可靠、运行稳定的煤粉流化和输送的设备、装置及方法是非常有必要的，并可推广到其他能源、化工、冶金等领域的加压粉状物料(如煤粉、焦粉、水泥等)的流化和均匀、稳定输送。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种粉状物料储存及流化容器和设备，本发明的粉状物料储存及流化容器利于实现粉状物料的均匀流化，利用本发明的粉状物料储存及流化设备能够对加压粉状物料进行均匀流化和稳定输送。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明提供一种粉状物料储存及流化容器，包括带有内腔的壳体、搅拌器、流化盘和粉状物料输出管；

所述流化盘设于壳体的内腔中并将壳体的内腔隔断为位于流化盘上方的粉料室和位于流化盘下方的流化气室，所述流化盘上设有供流化气室内的流化气通过以进入粉料室内的气孔；

对应于所述粉料室的壳体部分的壁面开设有粉状物料进口和加压气口；

对应于所述流化气室的壳体部分的壁面开设有流化气进口；

所述搅拌器用于搅拌所述粉料室的下部或底部的粉状物料；

所述流化盘上设有用于安装所述粉状物料输出管的安装口，所述粉状物料输出管贯穿所述流化气室安装于流化盘的所述安装口上，所述粉状物料输出管与所述粉料室相连通。

优选的，所述搅拌器包括驱动装置、转动轴和流化臂组件，所述驱动装置与所述转动轴连接并用于驱动所述转动轴转动，所述流化臂组件设于粉料室内的下部或底部，所述流化臂组件包括一个或两个以上流化臂，所述流化臂安装于所述转动轴上并随转动轴转动而转动以搅拌粉料室内下部或底部的粉状物料；

优选的，所述驱动装置位于流化气室中或位于所述壳体外部；

优选的，所述流化臂和流化盘相平行；

优选的，所述流化臂组件包括设于粉料室内的一层或多层流化臂，且每层流化臂包括一个或两个以上流化臂，相邻层的流化臂之间顺着转动轴的轴向方向相互间隔的安装于转动轴上；

优选的，所述流化臂包括安装端和自由端，所述流化臂的安装端可拆卸的固定安装于所述转动轴上，所述流化臂的自由端延伸至靠近粉料室壳体壁面的位置。

优选的，所述流化盘上的气孔孔径以能使所述流化气通过而不能使所述粉转物料通过为准；优选的，所述流化盘的表面设有金属支撑网，所述流化盘面向所述流化气室的一面设有1根或两根以上加强筋。

所述粉状物料输出管的数量为1个或两个以上；

所述流化气进口的数量为1个或两个以上；

所述粉料物料进口的数量为1个或两个以上；

所述加压气口包括分别设置的加压气进口和加压气出口，或者，所述加压气口为同时作为加压气进口和所述加压气出口的加压气进出口。

本发明提供一种粉状物料储存及流化设备，包括上文所述的粉状物料储存及流化容器，还包括：

压力控制单元，用于调节由所述加压气口进入或排出粉料室的加压气量以控制粉料室内的压力；

流化气控制单元，用于控制流化盘上下两侧的压差以及调控由所述流化气进口进入流化气室内的流化气流量，优选为在确保压差满足压差要求的情形下调控由所述流化气进口进入流化气室内的流化气流量。

优选的，所述压力控制单元包括进气调节阀、排气调节阀、压力计和第一控制器；

所述进气调节阀和排气调节阀依次分别用于调节经所述加压气口向粉料室内输入或向粉料室外排出的加压气量；

所述压力计用于检测粉料室内的压力；

所述第一控制器分别与所述压力计、所述进气调节阀和所述排气调节阀通信连接，所述第一控制器用于将压力计检测到的压力值与压力预设值相比较，并当所述压力值与所述压力预设值不同时调控所述进气调节阀和所述排气调节阀的开度，以使粉料室内的压力维持在所述压力预设值。

优选的，所述加压气口包括分别设置的加压气进口和加压气出口，所述进气调节阀用于调节经所述加压气进口向粉料室内输入的加压气量，所述排气调节阀用于调节经所述加压气出口向粉料室外排出的加压气量；

或者，所述加压气口为同时作为加压气进口和加压气出口的加压气进出口，进气调节阀和排气调节阀依次分别用于调节经所述加压气进出口向粉料室内输入或向粉料室外排出的加压气量。

优选的，所述流化气控制单元包括压差计、第二控制器、流化气调节阀和流化气输送管道；

所述压差计用于检测所述流化盘上下两侧的压差；

所述流化气输送管道与所述流化气进口连接；

所述流化气调节阀设于所述流化气输送管道上，用于调节流化气输送管道内的流化气流量；

所述第二控制器分别与所述压差计及所述流化气调节阀通信连接；所述第二控制器用于将压差计检测到的压差值与压差预设值相比较，并当所述压差值大于等于所述压差预设值时调控所述流化气调节阀以使所述压差值低于所述压差预设值。

所述流化气控制单元还包括流量计，用于检测流化气输送管道内的流化气流量；所述流量计与所述第二控制器通信连接；所述第二控制器还用于将流量计检测到的流化气流量值与流化气流量预设值相比较，并当二者不同时调控所述流化气调节阀以使流化气流量维持在所述流化气流量预设值。优选在控制压差的基础上调控流量，起到优先保护流化盘的目的。

本发明还提供利用上文所述的粉状物料储存及流化设备进行加压粉状物料的流化和输送的方法，包括如下步骤：

1)接料和储料：将加压粉状物料由粉状物料进口输入至粉料室内并达到所需的料位；

2)流化和输送：将流化气通过流化气输送管道经流化气进口输入流化气室内，进入流化气室的流化气流经流化盘上的气孔进入到粉料室内以使粉料室底部的粉状物料松散，同时通过搅拌器搅拌粉料室内下部或底部的粉状物料使得粉状物料达到流化状态；达到流化状态的粉状物料由粉状物料输出管以流态化形式流出粉料室；

在进行步骤1)和步骤2)的过程中，通过压力控制单元控制粉料室内的压力；通过流化气控制单元控制流化盘上下两侧的压差并调控进入流化气室内的流化气流量。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明的粉状物料储存及流化容器，以搅拌器进行机械流化为主，配合流化气的作用，能够实现均匀流化；且相比于现有的锥形流化装置，在粉料室内部不容易出现粉料堵塞、架桥和流动不畅的问题。同时还能减轻流化盘上流化气的气流负荷，所需流化盘的流通面积和尺寸减小，因局部架桥或堵塞带来流化盘材料破裂的风险降低。同时，采用本发明的粉状物料储存及流化设备，相比于传统的锥形流化装置，可减小流化功能所需要的高度空间，极大地减小了整个容器的高度和体积，设备的单独投资和整体装置框架的投资都大幅度地降低。

附图说明

图1是加压粉状物料流化和输送设备的工作流程示意图；

图2是粉状物料储存及流化容器的结构示意图；

图3是流化盘和流化臂结构的截面俯视示意图；

图4是压力控制单元工作流程示意图；

图5是流化气控制单元工作流程示意图。

附图标记说明：

1、加压气口；2、粉状物料进口；3、粉料室上封头；4、粉料室；5、壳体；6、流化臂；7、流化盘；8、流化气室；9、流化气室下封头；10、粉状物料输出管；11、驱动装置；12、流化气进口；13、转动轴；14、加强筋；15、金属支撑网；16、安装口；100、压力控制单元；200、流化气控制单元；300、粉状物料储存及流化容器；400、搅拌器；101、第一控制器；102、排气调节阀；103、压力计；104、进气调节阀；201、第二控制器；202、压差计；203、流量计；204、流化气输送管道；205、流化气调节阀。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。

本发明提供一种粉状物料储存及流化容器300，参见图2。该粉状物料储存及流化容器300包括有壳体5、搅拌器400、流化盘7和粉状物料输出管10。壳体5带有中空的内腔。流化盘7设于壳体5的内腔中，并把壳体5的内腔隔断为上下两个独立的腔室，分别为位于流化盘7上方的粉料室4和位于流化盘7下方的流化气室8；具体的，流化盘7与壳体5内壁是密封连接的，从而将壳体5内腔密闭的分为上下两个室。在流化盘7上设有多个供流化气室8内的流化气通过的气孔，流化气经流化盘7上的气孔流入至粉料室4内，从而起到松散粉料室4内的粉状物料的作用。

在壳体5上，对应于粉料室4的壳体部分的壁面上开设有粉状物料进口2和加压气口1，加压粉状物料经粉状物料进口2进入粉料室4内，加压气口1用于向粉料室4内输入加压气或用于由粉料室4向外排出加压气。

在壳体5上，对应于流化气室8的壳体部分的壁面上开设有流化气进口12，用于向流化气室8内输入流化气。

搅拌器400的搅拌部件设于粉料室4内，具体为粉料室4的下部或底部，从而在靠近流化盘7顶部的位置，起到搅拌粉料室4的下部和底部的粉状物料的作用。搅拌器400可设于粉料室4内，并非指其所有部件均位于粉料室4的空间内，而是指至少其起到搅拌粉料作用的部件位于粉料室4内。搅拌器400用于对粉料室4内尤其是粉料室4底部或下部的粉状物料进行搅拌，配合流化气一同起到流化粉状物料的作用。搅拌器400可以是各种机械搅拌装置。在一些优选实施方式中，搅拌器400具体包括驱动装置11、转动轴13和流化臂组件。流化臂组件具体包括一个或两个以上流化臂6。驱动装置11和转动轴13连接，用于驱动转动轴13转动。流化臂6则设于粉料室4内，具体位于粉料室的下部或底部，从而靠近流化盘7的顶部。流化臂6具体安装在转动轴13上，并能随着转动轴13转动而转动，从而达到搅拌粉料室4内的粉状物料的目的。优选转动轴13和壳体5、流化盘7相交的位置分别都设有相应的动密封装置，从而保证无论是气体还是粉料都不会泄露。具体的，驱动装置11可以是气动或电动驱动装置，驱动装置11可以设置在流化气室8内或设置在壳体外部，优选设在流化气室8内，从而可减少一道动密封从而降低动密封装置长时间运行后失效造成流化气泄漏的可能性。

参见图1-3。优选的一些实施方式中，粉料室4内设有一层或多层流化臂6，例如1-5层，且每层流化臂6包括一个或多个流化臂6，例如每层设有1-10个流化臂6。相邻层的流化臂6之间顺着转动轴13的轴向方向间隔的安装于转动轴13上。具体的，流化臂6包括两相对端，一端为安装端，另一端为自由端，流化臂6的安装端可拆卸的固定安装于所述转动轴13上，流化臂6的自由端则延伸至靠近粉料室4壳体5壁面的位置，延长至尽可能大的转动覆盖范围。流化臂6优选采用耐磨金属制成。流化臂6的延伸方向优选和流化盘7相平行，如图2所示，从而在水平方向流化粉状物料。

粉状物料输出管10用于将粉料室4内经流化后的粉状物料输出至壳体5外。具体的，在流化盘7上设有安装口16，用于安装粉状物料输出管10。粉状物料输出管10贯穿流化气室8安装于流化盘7的安装口16上，并和粉料室4相连通。粉状物料输出管10的数量为1个或2个以上，相应的，在流化盘7上也设有1个或2个以上安装口16，例如1-10个；优选的，多个安装口16在以壳体5的中心轴线的轴心为圆形的圆周上均匀布置。具体的，粉状物料输出管10和流化盘7之间是密封连接的。

流化盘7上的气孔孔径具体以能通过流化气而不能通过粉状物料为准，其具体的尺寸不作特别限定。流化盘7的具体形状例如为整体呈板状。优选在流化盘7的表面压制有金属支撑网15，保证流化盘7的强度；而在流化盘7面向流化气室8的一面设有1根或2根以上加强筋14，例如1-20根；通过金属支撑网15和加强筋14的设置，提高了流化盘7的耐冲击性、强度和韧性。

流化盘7优选采用多孔型过滤材料，例如多微孔型过滤材料，仅允许流化气通过而不允许粉料通过。流化盘7外周和壳体5内壁之间具体采用密封连接，从而保证粉料不会泄露到流化气室8。在一些具体实施方式中，流化盘7是由烧结金属、金属丝网、多孔陶瓷等多微孔过滤材料的一种或两种以上组合制成，材料中存在着数量众多直径极其微小、两边贯通的微孔，微孔的直径只允许气体通过而不允许粉料颗粒通过。采用多微孔过滤介质、金属网15和加强筋14的整体结合制造，其强度、韧性和抗冲击性都有所提高。

壳体5上所设有的流化气进口12的数量可以是一个或两个以上，例如1-5个；优选的，多个流化气进口12在以壳体5的中心轴向的轴心为圆心的圆周上均匀布置。粉状物料进口2的数量可以是一个或两个以上，例如为1-10个；优选多个粉状物料进口2在以壳体5的中心轴线的轴心为圆心的圆周上均匀布置。

加压气口1可以设有1个或2个以上，例如1-5个。加压气口1可以包括两类气口，一类为加压气进口，一类为加压气出口，这两类气口分别独立设置，两类气口也可分别设置1个或2个以上，例如1-5个。或者，也可以将加压气口1设置为同时作为加压气进口和加压气出口的加压气进出口。

上文所述的粉状物料储存及流化容器300，能用于储存粉状物料特别是加压粉状物料，并能利用其内设有的搅拌器400和流化盘7等组成的组合流化结构对粉状物料进行均匀流化，并通过粉状物料输出管10排出流化的粉状物料，进而可送入下游的粉状物料输送系统，经粉状物料输送系统将加压的粉状物料连续的稳定的输送至所需的指定设备、容器内，例如反应器。

本发明还提供一种粉状物料储存及流化设备，该设备的主要构成可参考图1的示意图，并结合图2-5。该设备主要包括上文所述的粉状物料储存及流化容器300，还包括压力控制单元100和流化气控制单元200。其中压力控制单元100用于控制粉料室4内的压力，具体为对由加压气口1进入或排出粉料室4的加压气量进行调节来达到控制粉料室4内的压力的目的，使得粉料室4内的压力能够保持恒定。流化气控制单元200用于控制流化盘7上下两侧的压差，通过对流化气流量和流化盘7两侧压差进行控制，在满足流化效果的同时，防止流化盘7破裂损坏；同时流化气控制单元200在控制流化盘上下两侧的压差基础上，还用于控制经流化气进口12进入流化气室8内的流化气流量。

在一些优选实施方式中，压力控制单元100主要包括进气调节阀104、排气调节阀102、压力计103和第一控制器101。进气调节阀104用于调节经加压气口1向粉料室4内输入的加压气量，排气调节阀102用于调节向粉料室4外排出的加压气量。压力计103用于检测粉料室4内的压力。第一控制器101分别与压力计103、进气调节阀104和排气调节阀102通信连接，压力计103检测粉料室4内的压力并将压力信号通信至第一控制器101；第一控制器101用于将压力计103检测到的压力值与压力预设值相比较，并当压力值与压力预设值不同时调控进气调节阀104和排气调节阀102的开度，以使粉料室4内的压力维持在压力预设值。具体的，例如，当压力值低于压力预设值时，第一控制器101发出指令关闭排气调节阀102并打开进气调节阀104，并调整进气调节阀104的开度，从而使得进入粉料室4内的加压气的量得到调节，进而使得粉料室4内的压力达到压力预设值；而当压力值高于压力预设值时，第一控制器发出指令关闭进气调节阀104并打开排气调节阀102，并调整排气调节阀102的开度从而调节排出粉料室4外的加压气量，使粉料室4内的压力达到压力预设值。第一控制器101具体可以采用具有相应运算和控制模块的电子芯片等，例如通过运算和控制模块对压力计103检测到的压力值和压力预设值进行运算比较，根据比较结果发出指令对进气调节阀104和排气调节阀102进行调控。压力控制单元100具体采用分程控制方式。

具体的一些实施方式中，加压气口1包括分别设置的加压气进口和加压气出口，这种情况下，进气调节阀104用于调节经加压气进口向粉料室4内输入的加压气量，排气调节阀102用于调节经加压气出口向粉料室4外排出的加压气量。在另一些实施方式中，加压气口1设置为同时作为加压气进口和加压气出口的加压气进出口，即加压气进口和加压气出口共用同样的气口，在这种情况下，进气调节阀104和排气调节阀102依次分别用于调节经加压气进出口向粉料室4内输入或向粉料室4外排出的加压气量。

在一些实施方式中，流化气控制单元200主要包括压差计202、流量计203、第二控制器201、流化气调节阀205和流化气输送管道204。压差计202用于检测流化盘7上下两侧的压差，即用于检测流化盘7位于流化气室侧和粉料室4侧之间的压差。流化气输送管道204与流化气进口12连接，用于向流化气室8内输入流化气。流量计203设于流化气输送管道204上，用于检测流化气输送管道204内的流化气流量。流化气调节阀205设于流化气输送管道204上，用于调节流化气输送管道204内的流化气流量。第二控制器201分别与压差计202、流化气调节阀205通信连接；第二控制器201用于将压差计202检测到的压差值与压差预设值相比较，并当压差值大于等于所述压差预设值时调控流化气调节阀205，以使所述压差值低于所述压差预设值。在此基础上，第二控制器201还和流量计203通信连接，用于将流量计203检测到的流化气流量值与流化气流量预设值相比较，并当二者不同时调控所述流化气调节阀205以使流化气流量维持在所述流化气流量预设值。

在一些实施方式中，正常状态下，第二控制器根据流量计203的流量值和流量预设值的比较结果来调控流化气调节阀205，使流量达到流量预设值，满足粉料室4内底部粉状物料的流化要求；而当压差值大于等于压差预设值，无论流化气流量值与流化气流量预设值是否相同，在这种情况下，第二控制器201均优先根据压差计202的压差值和压差预设值的比较结果来调控流化气调节阀205，例如第二控制器优先发出关闭或调小流化气调节阀205开度的指令，以使压差值低于压差预设值，从而避免流化盘7两侧压差过大而使流化盘7损伤或破裂；即，第二控制器采用优先级控制方式。第二控制器201例如具体可采用带有相应的运算和控制模块的电子芯片等，通过运算和控制模块来对压差值或流量值和相应的预设值运算比较并根据比较结果发出相应的指令对流化气调节阀205进行调控。

本发明的粉状物料储存及流化设备可配合下游的粉状物料输送系统进行使用。例如粉状物料排出管道的出口与粉状物料输送系统连接。具体可根据下游系统用料要求，采用工业上较为成熟的密相输送、稀相输送等方式将由粉状物料储存及流化容器300底部的粉状物料输送管道的出口排出的流化态的、连续稳定的粉状物料输送到指定的容器或反应器。如，在生产实践中，煤粉气化装置采用密相输送的方式将煤粉按所需的速度和密度要求输送到气化炉中进行气化反应等。

本发明还提供利用上文所述的粉状物料储存及流化设备进行加压粉状物料的流化和输送的方法，该方法主要包括如下步骤：

1)接料和储料：将加压粉状物料由粉状物料储存及流化容器300的粉状物料进口2输入至粉料室4内，待达到要求的料位后，断开与上游粉状物料供料系统的连接；

2)流化和输送：将流化气通过流化气输送管道204经流化气进口12输入流化气室8内，进入流化气室8的流化气流经流化盘7上的气孔进入到粉料室4内以使粉料室4底部的粉状物料松散，同时通过搅拌器400搅拌粉料室4内的粉状物料使得粉状物料达到流化状态；达到流化状态的粉状物料由粉状物料输出管10以流态化形式流出粉料室4；

在进行步骤1)和步骤2)的过程中，即在接料和接料完成后的储存和流化及输送过程中，压力控制单元100始终保持运行状态，通过压力控制单元100控制粉料室4内的压力，使得粉料室4内的压力维持在压力预设值。在进行步骤1)和步骤2)的过程中，即在接料和接料完成后的储存和流化过程中，搅拌器400和流化气控制单元200始终保持运行状态；通过流化气控制单元200控制流化盘7上下两侧的压差，并控制流化气流量。流化气经流化气控制单元200的控制按照预设的流量进入流化气室8内，并穿过流化盘7的气孔均匀的进入到粉料室4内，使粉料室4底部的粉状物料松散，并在搅拌器400的搅拌作用下得到流化状态，并由粉状物料输送管道输出，在自身重力作用下均匀稳定的以流态化形式流出粉料室4；流化气控制单元200优先控制压差，从而保证流化盘7两侧(即流化盘粉料室侧和流化气室侧)压差低于压差预设值，避免因压差过高造成的流化盘7例如多微孔过滤材料的流化盘7发生破裂和损坏。

由粉状物料输送管道的出口排出的粉状物料，进入下游的加压粉状物料输送系统中，经加压粉状物料输送系统连续、均匀、稳定的输送至所需的目标容器或反应器中；待粉状物料储存及流化容器300内的粉状物料的料位较低时，再次与上游粉状物料供料系统的连接从而继续接收粉状物料，在此过程中其他单元和系统仍维持在正常运行状态不变，重复上述步骤1)-2)。

相比于目前工业上的较为普遍的充气锥型粉状物料流化和输送设备、装置和运行方式，本发明显著的效果至少体现在：

1)本发明的流化功能主要是通过搅拌器和经流化气室流入并经流化盘进入粉料室内的流化气二者结合形成的机械流化方式来完成，搅拌器的流化臂6优选由耐磨金属制成，由电力或气力驱动装置来驱动，能提供能力更大、效率更高的流化功能。另外进一步以流化气、流化盘并配合流化气控制单元200进行辅助流化，相比于其它技术方案，本发明的技术方案不会出现粉料在容器内堵塞、架桥和流动不畅的问题。

2)本发明中由于主要流化的功能是由搅拌器，具体如由流化臂6的搅动来承担，所需的流化气量减少，流化盘上流化气的气流负荷减小，所需流化盘的流通面积和尺寸减小，因局部架桥或堵塞带来流化盘破裂的风险降低。而进一步配合流化气控制单元200的压差优先级控制，避免了因流化盘破裂损坏煤粉进入流化气室和流化盘材料例如多微孔过滤介质碎片进入粉料输送管道继而造成仪表损坏的问题。

3)相比于传统的充气锥型流化输送设备和装置，对于多支路粉料输送，本发明无需设置多个充气锥以及无需为每个充气嘴单独设置流化气控制单元200，仅需一套流化气控制单元200即可。同时优选由流化臂6以水平流化方式进行流化，能够在流化盘上连接多路(例如10路)粉料输送支路，打破了其它技术的容器连接粉料支路最多3个的限制；而且容器结构更简单，制造更容易，还能够节省控制系统的控制阀控制系统的数量，使系统操作更简单，投资更少。

4)本发明由于采用了搅拌器的机械流化方式，减小了流化功能所需要的高度空间，相比于其它技术方案，极大地减小了整个容器的高度和体积，设备的单独投资和整体装置框架的投资都大幅度地降低。

下面举例对利用发明的容器和设备进行加压粉料流化和输送的过程进行示例介绍，但不应理解为本发明的技术方案仅限于此。

实施例：

参照附图1-5。

本实施例为利用本发明的粉状物料储存及流化设备对用于送至干粉煤气化装置的加压煤粉进行流化和输送。见图1，粉状物料储存及流化设备包括粉状物料储存及流化容器300、压力控制单元100和流化气控制单元200，还连接有下游的煤粉密相输送系统(或称为粉料输送系统)。

其中，粉状物料储存和流化容器压力4.6MPaG，内部容积85m³，采用高压氮气作为加压气，加压气进出口采用一个公用的设备口；煤粉流化和输送量为45t/h，由3个粉状物料输出管10输出并经煤粉密相输送系统输送到气化炉进行气化反应；采用1套流化气控制单元200，流化气由1个流化气进口12进入流化气室8，流化气为高压氮气，流量约300Nm³/h，控制流化盘7两侧压差小于1.0MPaG，粉状物料储存及流化容器300被流化盘7分隔成用于煤粉储存的粉料室4和流化气室8两部分；其中粉料室4上封头3上(即壳体5上)安装有1个公用的加压气进出口1和1个煤粉进口2，流化气室下封头9上(即壳体5上)安装有1个流化气进口12和3个粉状物料输出管10(图中未全部示出)；1个驱动装置11设置在粉状物料储存及流化容器300外，驱动1根从流化气室8下方外部穿过流化气室下封头9和流化盘7伸入到粉料室4中的转动轴13，穿过处采用动密封防止煤粉和加压气的泄漏，在转动轴13的端部，位于粉料室4中高于流化盘10cm和20cm的高度上，分别安装了2层流化臂6、每层有设置6个流化臂6；流化盘7采用烧结金属材料并在外层压装金属支撑网15，面向流化气室8侧设置8个加强筋14。

运行时，粉状物料储存及流化容器300接收来自上游煤粉锁斗的煤粉，并利用流化盘7和流化臂6的配合作用使煤粉达到流化状态，并均匀稳定的通过煤粉密相输送系统输送到气化炉进行气化反应，过程中通过粉状物料储存及流化容器300的压力控制单元100和流化气控制单元200实现粉料室4内压力和流化气室8内流化气量的稳定控制。

本实施例采用本发明的粉状物料储存及流化设备进行煤粉流化和输送，与传统的充气锥型流化输送设备相比，达到上述相同的目的，配置和运行的主要区别和优势如下：

由上表可知本发明技术方案在实现同等目的的情况下，设备高度更低、流程和控制系统更短，操作运行更简单、流化气的用量更少，有利于容器压力的控制和减少流化盘(或称为流化板)的超压风险，并且在设备装置投资和消耗上更有优势。

文中未特别说明之处，均为本领域技术人员根据其掌握的公知常识所能理解或知晓的，不作一一赘述。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种粉状物料储存及流化容器，其特征在于，包括带有内腔的壳体、搅拌器、流化盘和粉状物料输出管；

所述流化盘设于壳体的内腔中并将壳体的内腔隔断为位于流化盘上方的粉料室和位于流化盘下方的流化气室，所述流化盘上设有供流化气室内的流化气通过以进入粉料室内的气孔；

对应于所述粉料室的壳体部分的壁面开设有粉状物料进口和加压气口；

对应于所述流化气室的壳体部分的壁面开设有流化气进口；

所述搅拌器用于搅拌所述粉料室的下部或底部的粉状物料；

所述流化盘上设有用于安装所述粉状物料输出管的安装口，所述粉状物料输出管贯穿所述流化气室安装于流化盘的所述安装口上，所述粉状物料输出管与所述粉料室相连通。

2.根据权利要求1所述的粉状物料储存及流化容器，其特征在于，所述搅拌器包括驱动装置、转动轴和流化臂组件，所述驱动装置与所述转动轴连接并用于驱动所述转动轴转动，所述流化臂组件设于粉料室内的下部或底部，所述流化臂组件包括一个或两个以上流化臂，所述流化臂安装于所述转动轴上并随转动轴转动而转动以搅拌粉料室内的粉状物料；

优选的，所述驱动装置位于流化气室中或位于所述壳体外部；

优选的，所述流化臂和流化盘相平行；

优选的，所述流化臂组件包括设于粉料室内的一层或多层流化臂，且每层流化臂包括一个或两个以上流化臂，相邻层的流化臂之间顺着转动轴的轴向方向相互间隔的安装于转动轴上；

优选的，所述流化臂包括安装端和自由端，所述流化臂的安装端可拆卸的固定安装于所述转动轴上，所述流化臂的自由端延伸至靠近粉料室壳体壁面的位置。

3.根据权利要求1或2所述的粉状物料储存及流化容器，其特征在于，所述流化盘上的气孔孔径以能使所述流化气通过而不能使所述粉状物料通过为准；优选的，所述流化盘的表面设有金属支撑网，所述流化盘面向所述流化气室的一面设有1根或两根以上加强筋。

4.根据权利要求3所述的粉状物料储存及流化容器，其特征在于，所述粉状物料输出管的数量为一个或两个以上；

所述流化气进口的数量为一个或两个以上；

所述粉料物料进口的数量为一个或两个以上；

所述加压气口包括分别设置的加压气进口和加压气出口，或者，所述加压气口为同时作为加压气进口和所述加压气出口的加压气进出口。

5.一种粉状物料储存及流化设备，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的粉状物料储存及流化容器，还包括：

压力控制单元，用于调节由所述加压气口进入或排出粉料室的加压气量以控制粉料室内的压力；

流化气控制单元，用于控制流化盘上下两侧的压差以及调控由所述流化气进口进入流化气室内的流化气流量。

6.根据权利要求5所述的粉状物料储存及流化设备，其特征在于，所述压力控制单元包括进气调节阀、排气调节阀、压力计和第一控制器；

所述进气调节阀和排气调节阀依次分别用于调节经所述加压气口向粉料室内输入或向粉料室外排出的加压气量；

所述压力计用于检测粉料室内的压力；

所述第一控制器分别与所述压力计、所述进气调节阀和所述排气调节阀通信连接，所述第一控制器用于将压力计检测到的压力值与压力预设值相比较，并当所述压力值与所述压力预设值不同时调控所述进气调节阀和所述排气调节阀的开度，以使粉料室内的压力维持在所述压力预设值。

7.根据权利要求6所述的粉状物料储存及流化设备，其特征在于，所述加压气口包括分别设置的加压气进口和加压气出口，所述进气调节阀用于调节经所述加压气进口向粉料室内输入的加压气量，所述排气调节阀用于调节经所述加压气出口向粉料室外排出的加压气量；

或者，所述加压气口为同时作为加压气进口和加压气出口的加压气进出口，进气调节阀和排气调节阀依次分别用于调节经所述加压气进出口向粉料室内输入或向粉料室外排出的加压气量。

8.根据权利要求5-7任一项所述的粉状物料储存及流化设备，其特征在于，所述流化气控制单元包括压差计、第二控制器、流化气调节阀和流化气输送管道；

所述压差计用于检测所述流化盘上下两侧的压差；

所述流化气输送管道与所述流化气进口连接；

所述流化气调节阀设于所述流化气输送管道上，用于调节流化气输送管道内的流化气流量；

所述第二控制器分别与所述压差计及所述流化气调节阀通信连接；

所述第二控制器用于将压差计检测到的压差值与压差预设值相比较，并当所述压差值大于等于所述压差预设值时调控所述流化气调节阀以使所述压差值低于所述压差预设值。

9.根据权利要求8所述的粉状物料储存及流化设备，其特征在于，所述流化气控制单元还包括流量计，用于检测流化气输送管道内的流化气流量；所述流量计与所述第二控制器通信连接；

所述第二控制器还用于将流量计检测到的流化气流量值与流化气流量预设值相比较，并当二者不同时调控所述流化气调节阀以使流化气流量维持在所述流化气流量预设值。

10.利用权利要求5-9任一项所述的粉状物料储存及流化设备进行加压粉状物料的流化和输送的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)接料和储料：将加压粉状物料由粉状物料进口输入至粉料室内并达到所需的料位；

2)流化和输送：将流化气通过流化气输送管道经流化气进口输入流化气室内，进入流化气室的流化气流经流化盘上的气孔进入到粉料室内以使粉料室底部的粉状物料松散，同时通过搅拌器搅拌粉料室内的粉状物料使得粉状物料达到流化状态；达到流化状态的粉状物料由粉状物料输出管以流态化形式流出粉料室；

在进行步骤1)和步骤2)的过程中，通过压力控制单元控制粉料室内的压力；通过流化气控制单元控制流化盘上下两侧的压差并调控进入流化气室内的流化气流量。