CN110055111A - 流化床气化炉稳态排渣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流化床气化炉稳态排渣装置，其包括连通设置在气化炉排渣口上的排渣管，固定在排渣管内部的中心管，在排渣管内部的上方和下方分别固定有若干第一喷管和若干第二喷管。优点：1、排渣管内部的中心管为竖直设置，有效解决排渣管内炉渣对中心管弯头处的冲刷磨损问题，延长中心管的使用寿命，保证系统的正常运行；2、一级蒸汽喷淋、二级蒸汽喷淋及冷却水套降温的方式相结合，可实现对炉渣的逐级降温，从而降低气化炉的排渣温度，可将排渣管输出的炉渣温度控制在150‑200℃；3、通过平衡管可使排渣管与高压渣斗之间保持压力平常，减小压力波动，提升排渣系统工作稳定性。
Description
技术领域：
本发明涉及流化床排渣技术领域，具体地说涉及一种流化床气化炉稳态排渣装置。
背景技术：
流化床气化炉与排渣系统高压渣斗之间通过排渣管连通，高温炉渣由气化炉经排渣管排出至高压渣斗，并且在排渣管内部设置中心管用于向气化炉中心吹送气化剂(蒸汽和氧气)。现有的气化炉排渣管存在以下问题：1、中心管全部设置在排渣管内部，排渣管内的高温炉渣对中心管弯头处的磨损较为严重，一旦中心管弯头处被磨损泄漏，必须停车处理，影响系统的运行时间；2、排渣管输出的炉渣温度在750℃-850℃以上，对后续的排渣系统设备、阀门的设计温度要求较高，炉渣温度直接决定了排渣系统的设计及设备制造成本高，且阀门等设备易受高温影响而损坏；3、稳态排渣是流化床运行的关键，其可有效保证流化床床层的稳定并进一步影响流化床的操作及煤气成分；较高的排渣温度，对流化床排渣系统提出了更高的要求，其不仅要求排渣控制阀要有更高的可靠性，并且较高的渣温对排渣通道的磨损也会加剧，现有的移动床排渣技术及气控排渣技术均不能很好的解决该问题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可有效降低气化炉排渣温度的流化床气化炉稳态排渣装置。
本发明由如下技术方案实施：流化床气化炉稳态排渣装置，其包括连通设置在气化炉排渣口上的排渣管，固定在所述排渣管内部的中心管，在所述排渣管的底部固定有密封法兰，在所述密封法兰上开设有中心孔和排渣孔，所述中心管的底端竖直穿过所述中心孔置于所述排渣管外部，所述排渣孔底端装设有排渣控制阀，所述排渣控制阀通过连通管与高压渣斗的进口连通；在所述排渣管的内部上方固定有若干一端封闭的第一喷管，在所述排渣管的内部下方固定有若干一端封闭的第二喷管，在所述第一喷管的顶部和底部开设有若干喷气孔，在所述第二喷管的顶部和底部开设有若干喷水孔。
进一步的，所述连通管为L形管，所述连通管由水平管和竖直管组成；所述竖直管的顶端与所述排渣控制阀的出料口连通，所述水平管的外端与所述高压渣斗的进口连通；在与所述水平管相对的所述竖直管侧壁上装设有水平气控输送阀，在与所述竖直管相对的所述水平管的侧壁上装设有竖直气控疏通阀。
进一步的，所述第一喷管的敞口端均与所述排渣管外部的第一主管道连通，在所述第一主管道上装设有第一温度控制阀，所述第一温度控制阀的第一传感器置于所述第一喷管上方的所述排渣管的内部；所述第二喷管的敞口端均与所述排渣管外部的第二主管道连通，在所述第二主管道上装设有第二温度控制阀，所述第二温度控制阀的第二传感器置于相邻的所述第一喷管和所述第二喷管之间的所述排渣管的内部。
进一步的，在所述排渣管的外壁上套设有冷却水套，在所述冷却水套的中段设置有膨胀节。
进一步的，在所述密封法兰与所述高压渣斗之间连通有平衡管，在所述平衡管上装设有平衡管控制阀。
进一步的，所述第一喷管和所述第二喷管均与所述中心管和所述排渣管固定连接。
本发明的优点：1、排渣管内部的中心管为竖直设置，有效解决排渣管内炉渣对中心管弯头处的冲刷磨损问题，延长中心管的使用寿命，保证系统的正常运行；2、一级蒸汽喷淋、二级蒸汽喷淋及冷却水套降温的方式相结合，可实现对炉渣的逐级降温，从而降低气化炉的排渣温度，可将排渣管输出的炉渣温度控制在150-200℃，极大降低了排渣系统设备、阀门的温度要求，继而降低所需设备的等级，以减少设备投资；3、通过平衡管可使排渣管与高压渣斗之间保持压力平常，减小压力波动，提升排渣系统工作稳定性，通过调节L型连通管的水平吹扫气流可对气化炉的排渣速率进行有效控制。
附图说明：
图1为本实施例的整体结构示意图。
图2为排渣管内部结构示意图。
气化炉1、排渣管2、中心管3、密封法兰4、中心孔4.1、排渣孔4.2、排渣控制阀5、连通管6、水平管6.1、竖直管6.2、高压渣斗7、第一喷管8、喷气孔8.1、第二喷管9、喷水孔9.1、水平气控输送阀10、竖直气控疏通阀11、第一主管道12、第一温度控制阀13、第一传感器13.1、第二主管道14、第二温度控制阀15、第二传感器15.1、冷却水套17、膨胀节18、平衡管19、平衡管控制阀20、固定环21。
具体实施方式：
如图1和图2所示，流化床气化炉稳态排渣装置，其包括连通设置在气化炉1排渣口上的排渣管2，固定在排渣管2内部的中心管3，
在排渣管2的外壁上套设有冷却水套17，工作时冷却水套17内部通冷却水，下进上出，保证排渣管2在排渣过程中不会过热；在冷却水套17的中段设置膨胀节18，膨胀节18可有效吸收冷却水套17外壁热应力，用于补偿排渣通道内部的热应力；
在排渣管2的内部上方固定有若干一端封闭的第一喷管8，在排渣管2的内部下方固定有若干一端封闭的第二喷管9，第一喷管8和第二喷管9均与中心管3和排渣管2固定连接，在中心管3外壁上固定套设有固定环21，第一喷管8和第二喷管9的封闭端均与固定环21固定连接，可有效对中心管3进行定位，增强结构的稳定性，防止喷管和中心管3晃动；在第一喷管8的顶部和底部开设有若干喷气孔8.1，第一喷管8的敞口端均与排渣管2外部的第一主管道12连通，通过第一主管道12向各个第一喷管8内输入饱和蒸汽，最后蒸汽由喷气孔8.1喷出与炉渣进行换热，换热后的蒸汽沿着排渣管2上升进入气化炉1作为气化剂使用；在第一主管道12上装设有第一温度控制阀13，第一温度控制阀13的第一传感器13.1置于第一喷管8上方的排渣管2的内部，第一传感器13.1可检测排渣管2的上部渣温，继而控制第一温度控制阀13的开度来控制饱和蒸汽的喷淋量；
在第二喷管9的顶部和底部开设有若干喷水孔9.1，第二喷管9的敞口端均与排渣管2外部的第二主管道14连通，通过第二主管道14向各个第二喷管9内送入冷却水，最后冷却水经喷水孔9.1喷出再次对炉渣进行喷淋降温；在第二主管道14上装设有第二温度控制阀15，第二温度控制阀15的第二传感器15.1置于第一喷管8和第二喷管9之间的排渣管2的内部，第二传感器15.1可检测排渣管2的下部渣温，进而控制第二温度控制阀15的开度以控制喷淋水量，以保证喷淋后炉渣不含液态水；
在排渣管2的底部固定有密封法兰4，在密封法兰4上开设有中心孔4.1和排渣孔4.2，中心管3的底端竖直穿过中心孔4.1置于排渣管2的外部，排渣管2内部的中心管3为竖直设置，有效解决排渣管2内炉渣对中心管3弯头处的冲刷磨损问题，延长中心管3的使用寿命，保证系统的正常运行；
排渣孔4.2底端装设有排渣控制阀5，排渣控制阀5通过连通管6与高压渣斗7的进口连通；排渣管2内的炉渣经排渣孔4.2、排渣控制阀5、连通管6进入高压渣斗7；在密封法兰4与高压渣斗7之间连通有平衡管19，在平衡管19上装设有平衡管控制阀20；高压渣斗7内的多余气体沿平衡管19上升，通过平衡管控制阀20进入排渣管2的底部，对气化炉1底部的炉渣进行疏松降温，保证炉渣能顺利进入排渣孔4.2内；
作为优选的方案，连通管6设置为L形管，连通管6由水平管6.1和竖直管6.2组成，竖直管6.2的顶端与排渣控制阀5的出料口连通，水平管6.1的外端与高压渣斗7的进口连通；在与水平管6.1相对的竖直管6.2侧壁上装设有水平气控输送阀10，在与竖直管6.2相对的水平管6.1的侧壁上装设有竖直气控疏通阀11，将水平气控输送阀10和竖直气控疏通阀11的进口端和二氧化碳、氮气等低温气源连接，其中，经竖直气控疏通阀11排出的低温气体可破坏物料的安息角，疏通管道内的物料，而水平气控输送阀10则可将管路内的物料吹入高压渣斗7的进料口内；通过L型连通管6结构，可以避免排渣管2落下的炉渣直接纵向落入高压渣斗7，利用固体物料安息角，通过水平气控输送阀10和竖直气控疏通阀11辅助输送气控制，可有效实现对流化床排渣的稳定控制。
工作原理：流化床炉渣由气化炉分布板出口排至排渣管2时，炉渣温度较高，约750℃-850℃左右，为了防止排渣管2内的设备由于热应力较大而出现焊缝拉裂等情况，先通过第一喷管8向排渣管2上部的炉渣喷淋饱和蒸汽，使饱和蒸汽与高温炉渣进行换热，一方面蒸汽可与炉渣换热，产生过热蒸汽，并进入气化炉1作为气化剂使用，减少气化剂蒸汽用量，同时回收炉渣中的热能；另一方面蒸汽可与较高温度的炉渣中的残碳发生水煤气反应，降低炉渣中的残碳含量，提高原煤气化利用率；
待炉渣温度降低到与喷淋蒸汽温度相近时，喷淋蒸汽无法再对炉渣降温，但是炉渣温度仍然较高，需继续降温并增加炉渣的含湿量，因此利用第二喷管9向排渣管2下部的炉渣喷淋水对炉渣进行二级降温处理，温度降低至气化炉1操作压力下对应的水蒸汽保护温度，炉渣含湿量增大后可避免炉渣在排出流化床排渣系统后出现扬尘，保护工作环境的良好；
在上述过程中，向冷却水套17内通入下进上出的循环冷却水对排渣管2进行降温处理，进一步增强炉渣的降温效果，同时可解决排渣管2因热应力产生的形变问题；
在上述过程中，排渣控制阀5和平衡管控制阀20处于常开状态，排渣管2中的炉渣最终经排渣孔4.2、排渣控制阀5和连通管6进入高压渣斗7内，而高压渣斗7内多余的气体则沿平衡管19上升经平衡管控制阀20进入排渣管2内部，不仅可解决气堵的问题，还可利用该气流对排渣管2下部的炉渣进行扰动，防止排渣管2下部架桥，增强炉渣的流动性，进而保证炉渣能顺利进入排渣孔4.2内部，并且通过平衡管19使高压渣斗7与排渣管2连通压力平衡，进而有效控制流化床床层压差的波动，减少流化床温度的波动，降低流化床结渣的风险；当高压渣斗7出现故障时，关闭排渣控制阀5和平衡管控制阀20进行维修即可。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.流化床气化炉稳态排渣装置，其包括连通设置在气化炉排渣口上的排渣管，固定在所述排渣管内部的中心管，其特征在于，在所述排渣管的底部固定有密封法兰，在所述密封法兰上开设有中心孔和排渣孔，所述中心管的底端竖直穿过所述中心孔置于所述排渣管外部，所述排渣孔底端装设有排渣控制阀，所述排渣控制阀通过连通管与高压渣斗的进口连通；在所述排渣管的内部上方固定有若干一端封闭的第一喷管，在所述排渣管的内部下方固定有若干一端封闭的第二喷管，在所述第一喷管的顶部和底部开设有若干喷气孔，在所述第二喷管的顶部和底部上开设有若干喷水孔。
2.根据权利要求1所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，所述连通管为L形管，所述连通管由水平管和竖直管组成；所述竖直管的顶端与所述排渣控制阀的出料口连通，所述水平管的外端与所述高压渣斗的进口连通；在与所述水平管相对的所述竖直管侧壁上装设有水平气控输送阀，在与所述竖直管相对的所述水平管的侧壁上装设有竖直气控疏通阀。
3.根据权利要求1或2任一所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，所述第一喷管的敞口端均与所述排渣管外部的第一主管道连通，在所述第一主管道上装设有第一温度控制阀，所述第一温度控制阀的第一传感器置于所述第一喷管上方的所述排渣管的内部；所述第二喷管的敞口端均与所述排渣管外部的第二主管道连通，在所述第二主管道上装设有第二温度控制阀，所述第二温度控制阀的第二传感器置于相邻的所述第一喷管和所述第二喷管之间的所述排渣管的内部。
4.根据权利要求1或2任一所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，在所述排渣管的外壁上套设有冷却水套，在所述冷却水套的中段设置有膨胀节。
5.根据权利要求3所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，在所述排渣管的外壁上套设有冷却水套，在所述冷却水套的中段设置有膨胀节。
6.根据权利要求1、2或5任一所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，在所述密封法兰与所述高压渣斗之间连通有平衡管，在所述平衡管上装设有平衡管控制阀。
7.根据权利要求3所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，在所述密封法兰与所述高压渣斗之间连通有平衡管，在所述平衡管上装设有平衡管控制阀。
8.根据权利要求4所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，在所述密封法兰与所述高压渣斗之间连通有平衡管，在所述平衡管上装设有平衡管控制阀。
9.根据权利要求1所述的流化床气化炉稳态排渣装置，其特征在于，所述第一喷管和所述第二喷管均与所述中心管和所述排渣管固定连接。
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