CN110055112A - 流化床旋风回料装置及旋风回料控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流化床旋风回料装置及旋风回料控制方法，流化床旋风回料装置包括旋风分离器和回料装置，回料装置的水平回料管上设有蝶阀，流化床旋风回料控制方法包括如下步骤：(1)烘炉，(2)流化床开始投料形成固体料封，(3)旋风回料。本发明的优点在于，在流化床烘炉期间，开启蝶阀后，热气体可快速进入旋风分离器，实现旋风分离器与流化床的同步升温，避免了流化床投料运行后旋风分离器的料腿内部剧烈升温导致的涂层脱落；将蝶阀与直角管道配合使用，利用固体颗粒的安息角，减小了蝶阀的工作压力，降低了蝶阀的磨损速度；蝶阀仅由阀板和阀杆构成，结构简单，而且水平回料管靠近蝶阀的一端设有可拆卸的封头，阀板损坏后，容易更换。
Description
技术领域：
本发明涉及气化技术领域，具体涉及流化床旋风回料装置及旋风回料控制方法。
背景技术：
旋风回料系统包括旋风分离器和回料装置，旋风分离器将粗煤气中的物料分离出来，物料通过回料装置返回至流化床中。其中回料装置的主要作用是在流化床升温期间，流化床内的热气体可以通过回料装置进入旋风分离器，确保旋风分离器和流化床可以同步升温；而且在流化床开始投料后，旋风分离器捕集物料，物料可以通过料腿和回料装置返回流化床并防止烟气反串。
回料装置包括进料管、回料阀和回料管道。目前循环流化床流化床使用的回料阀主要为U阀和翼阀。U阀对气体流动的阻力比较大，在流化床烘炉升温期间，热气体不能快速进入旋风分离器中，导致旋风分离器不能与流化床实现同步升温，流化床投料运行后，旋风分离器的料腿剧烈升温，内部涂层热应力增大过快，涂层脱落。翼阀在气化炉烘炉前，需要人工进入管道内部将翼阀开启并通过熔丝固定，从而实现热气体进入回料装置和料腿使其升温的目的，操作繁琐；投料后，料腿内的物料全部压在翼阀的阀板上，导致阀板的工作压力大，当物料的压力达到一定值时，才能驱动翼阀开启，物料一直与阀板滑动接触，使得阀板磨损严重。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种在烘炉过程中，保证旋风分离器与流化床同步升温，降低回料装置故障率的流化床旋风回料装置。
本发明的第二个目的在于提供一种在烘炉过程中，保证旋风分离器与流化床同步升温，降低回料装置故障率的流化床旋风回料控制方法。
本发明的第一个目由如下技术方案实施：流化床旋风回料装置，其包括旋风分离器和回料装置，所述回料装置包括竖直设置的进料管，所述进料管的顶端与所述旋风分离器的料腿连通，所述进料管的底端连接有水平回料管，所述进料管与所述水平回料管连通；所述水平回料管的一端设有流化气进口，所述流化气进口上连接有流化气管道，所述流化气管道上设有流化阀，所述水平回料管的另一端设有封头；所述水平回料管的侧壁上设有松动气进口，所述松动气进口与所述进料管的底端相对设置，所述松动气进口上连接有松动气管道，所述松动气管道上设有松动阀；所述松动气进口至所述封头之间的所述水平回料管上设有出料口，所述出料口至所述松动气进口之间的所述水平回料管上设有蝶阀；所述出料口通过管道连接有倾斜回料管，所述倾斜回料管的下端与流化床的返料口连通。
进一步的，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述水平回料管的侧壁，置于所述水平回料管的外部。
进一步的，所述水平回料管与所述封头之间可拆卸连接。
进一步的，所述倾斜回料管的上端设有吹扫气进口，所述吹扫气进口连接有吹扫气管道，所述吹扫气管道上设有吹扫阀。
进一步的，在所述料腿的上部设有第一压力表，在所述料腿的下部设有第二压力表；在所述流化床的下部设有第三压力表，所述第三压力表与所述返料口位于同一高度，在所述流化床的流化床出气口设有第四压力表。
本发明的第二个目由如下技术方案实施：流化床旋风回料控制方法，其包括如下步骤：(1)烘炉，(2)流化床开始投料形成固体料封，(3)旋风回料；其中，
(1)烘炉：开启蝶阀，关闭流化阀、松动阀和吹扫阀，流化床开车升温，所述流化床内的热气体一部分从所述流化床的返料口引出，依次进入倾斜回料管、水平回料管、进料管、料腿和旋风分离器的主体内部；另一部分从所述流化床顶部的流化床出气口排出进入所述旋风分离器的主体内部，最后热气体从所述旋风分离器的旋风出气口引出进入后系统，完成烘炉；
(2)流化床开始投料形成固体料封：完成烘炉后，关闭所述蝶阀，所述流化床开始投料运行，粗煤气从所述流化床出气口排出进入所述旋风分离器的主体内部，所述旋风分离器捕集物料，纯净的粗煤气从所述旋风出气口引出进入后系统，捕集的物料聚集在所述料腿、所述进料管、所述水平回料管中；在系统运行过程中，各压力表实时检测相应部位的压力值，其中，第一压力表的测量值为P1，第二压力表的测量值为P2，第三压力表的测量值为P3，第四压力表的测量值为P4，当(P3-P1)>(P3-P4)时，开启所述蝶阀，物料处于停滞状态，形成固体料封；
(3)回料：
(一)流化回料：当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，打开所述松动阀，松动所述料腿中堆积的物料；关闭所述松动阀后打开所述流化阀，物料被流化气吹动向出料口运动，通过所述出料口进入所述倾斜回料管，最后返回至所述流化床，其中a为10kPa-30kPa；
(二)料腿物料积累：随着回料过程的进行，所述料腿的压差(P2-P1)在0-30KPa内波动，当(P3-P1)＝(P3-P4)时，关闭所述流化阀，所述料腿内的物料继续积累，当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，重复步骤(一)操作，如此循环，完成回料。
进一步的，回料时，当所述料腿的压差(P2-P1)不波动，一直增大时，调大所述流化阀并打开所述吹扫阀，增加输送压力保证回料正常。
进一步的，当调大所述流化阀并打开所述吹扫阀后，所述料腿的压差(P2-P1)仍不波动，一直增大时，关闭所述流化阀，打开所述松动阀，对所述料腿内的物料进行松动。
进一步的，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述水平回料管的侧壁，置于所述水平回料管的外部。
本发明的优点：1、在流化床烘炉升温期间，开启蝶阀后，热气体可快速进入旋风分离器，实现旋风分离器与流化床的同步升温，避免了流化床投料运行后旋风分离器的料腿内部剧烈升温导致的涂层脱落；2、将蝶阀与直角管道配合使用，利用固体颗粒的安息角，水平回料管内的物料堆积角度达到安息角后，进料管内的物料停止向水平回料管内运动，减小了蝶阀的工作压力，降低了蝶阀的磨损速度，延长了蝶阀的使用寿命；3、蝶阀仅由阀板和阀杆构成，结构简单，而且水平回料管靠近蝶阀的一端设有可拆卸的封头，阀板损坏后，容易更换；4、倾斜回料管的上端设有吹扫气进口，可通过吹扫气给倾斜回料管中的返炉物料一定的动力，使其顺利进入流化床。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为蝶阀的阀板结构示意图。
旋风分离器1，流化床2，料腿3，流化床出气口4，进料管5，水平回料管6，封头7，流化气进口8，流化阀9，松动气进口10，出料口11，蝶阀12，倾斜回料管13，吹扫气进口14，吹扫阀15，阀板16，非圆形通孔17，阀杆18，阀杆槽19，松动阀20，第一压力表21，第二压力表22，第三压力表23，第四压力表24，返料口25，旋风出气口26。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-2所示，流化床旋风回料装置，其包括旋风分离器1和回料装置；回料装置包括竖直设置的进料管5，进料管5的顶端与旋风分离器1的料腿3连通，在料腿3的上部设有第一压力表21，在料腿3的下部设有第二压力表22；进料管5的底端连接有水平回料管6，进料管5与水平回料管6连通，进料管5和水平回料管6构成直角结构，当进料管5内有堆积的物料时，由于固体物料具有安息角，可以形成固体料封，防止流化床2内的热气体通过水平回料管6反向进入旋风分离器1；
水平回料管6的一端设有流化气进口8，流化气进口8上连接有流化气管道，流化气管道上设有流化阀9，水平回料管6的另一端通过法兰连接有封头7；水平回料管6的侧壁上设有松动气进口10，松动气进口10与进料管5的底端相对设置，松动气进口10上连接有松动气管道，松动气管道上设有松动阀20；松动气进口10至封头7之间的水平回料管6上设有出料口11，出料口11至松动气进口10之间的水平回料管6上设有蝶阀12；出料口11通过管道连接有倾斜回料管13，倾斜回料管13的上端设有吹扫气进口14，吹扫气进口14连接有吹扫气管道，吹扫气管道上设有吹扫阀15，倾斜回料管13的下端与流化床2的返料口25连通；在流化床2的下部设有第三压力表23，第三压力表23与返料口25位于同一高度，在流化床2的流化床出气口4设有第四压力表24。
蝶阀12包括阀板16，在阀板16的内部沿中心线方向设有非圆形通孔17，在非圆形通孔17内插设有阀杆18，阀杆18与非圆形通孔17相配合；在水平回料管6的侧壁上设有阀杆槽19，阀杆18的底端穿过非圆形通孔17并插设于阀杆槽19内，阀杆18的顶端依次穿过非圆形通孔17和水平回料管6的侧壁，置于水平回料管6的外部，蝶阀12的结构简单，损坏后，可打开水平回料管6端部的封头7，更换蝶阀12，操作方便。
实施例2：
利用实施例1中的流化床旋风回料装置进行的流化床旋风回料控制方法，其包括如下步骤：(1)烘炉，(2)流化床开始投料形成固体料封，(3)旋风回料；其中，
(1)烘炉：开启蝶阀12，关闭流化阀9、松动阀20和吹扫阀15，流化床2开车升温，流化床2内的热气体一部分从流化床2的返料口25引出，依次进入倾斜回料管13、水平回料管6、进料管5、料腿3和旋风分离器1的主体内部；另一部分从流化床2顶部的流化床出气口4排出进入旋风分离器1的主体内部，最后热气体从旋风分离器1的旋风出气口26引出进入后系统，完成烘炉，实现旋风分离器1与流化床2的同步升温，避免了流化床2投料运行后旋风分离器1的料腿3内部剧烈升温导致的涂层脱落；
(2)流化床开始投料形成固体料封：完成烘炉后，关闭蝶阀12，流化床2开始投料运行，粗煤气从流化床出气口4排出进入旋风分离器1的主体内部，旋风分离器1捕集物料，纯净的粗煤气从旋风出气口26引出进入后系统，捕集的物料聚集在料腿3、进料管5、水平回料管6中；在系统运行过程中，各压力表实时检测相应部位的压力值，其中，第一压力表21的测量值为P1，第二压力表22的测量值为P2，第三压力表23的测量值为P3，第四压力表24的测量值为P4，当(P3-P1)>(P3-P4)时，开启蝶阀12，物料处于停滞状态，形成固体料封，减小了蝶阀12的工作压力，降低了蝶阀12的磨损速度，延长了蝶阀12的使用寿命；而且固体料封阻止了流化床2内的气体反向通过水平回料管6进入旋风分离器1，保证了旋风分离器1能够正常工作。
(3)回料：
(一)流化回料：当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，打开松动阀20，松动料腿3中堆积的物料，关闭松动阀20后打开流化阀9，物料被流化气吹动向出料口11运动，通过出料口11进入倾斜回料管13，最后返回至流化床2；其中，a为10kPa-30kPa，a的取值由流化床2的床层高度决定，床层高度越高，a的取值越大，a的取值最大为30kPa，本实施例中，a为30kPa；
(二)料腿物料积累：随着回料过程的进行，料腿3的压差(P2-P1)在0-30KPa内波动，当(P3-P1)＝(P3-P4)时，关闭流化阀9，料腿3内的物料继续积累，当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，重复步骤(一)操作，如此循环完成回料。
回料时，当料腿3的压差(P2-P1)不波动，一直增大时，说明回料装置中物料流动不畅，需要调大流化阀9并打开吹扫阀15，增加输送压力保证回料正常。调大流化阀9并打开吹扫阀15后，如果料腿3的压差(P2-P1)仍不波动，一直增大，说明料腿3内物料出现了架桥，关闭流化阀9，打开松动阀20，对料腿3内的物料进行松动，然后关闭松动阀20，打开流化阀9，继续回料。
蝶阀12仅由阀板16和阀杆18构成，结构简单，而且水平回料管6靠近蝶阀12的一端设有可拆卸的封头7，便于取出阀板16；阀板16长时间使用磨损后，将阀杆18从非圆形通孔17中抽出，打开封头7，取出损坏的阀板16并更换，固定好封头7，就完成了阀板16的更换。
以上所述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.流化床旋风回料装置，其特征在于，其包括旋风分离器和回料装置，所述回料装置包括竖直设置的进料管，所述进料管的顶端与所述旋风分离器的料腿连通，所述进料管的底端连接有水平回料管，所述进料管与所述水平回料管连通；所述水平回料管的一端设有流化气进口，所述流化气进口上连接有流化气管道，所述流化气管道上设有流化阀，所述水平回料管的另一端设有封头；所述水平回料管的侧壁上设有松动气进口，所述松动气进口与所述进料管的底端相对设置，所述松动气进口上连接有松动气管道，所述松动气管道上设有松动阀；所述松动气进口至所述封头之间的所述水平回料管上设有出料口，所述出料口至所述松动气进口之间的所述水平回料管上设有蝶阀；所述出料口通过管道连接有倾斜回料管，所述倾斜回料管的下端与流化床的返料口连通。
2.根据权利要求1所述的流化床旋风回料装置，其特征在于，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述水平回料管的侧壁，置于所述水平回料管的外部。
3.根据权利要求1或2所述的流化床旋风回料装置，其特征在于，所述水平回料管与所述封头之间可拆卸连接。
4.根据权利要求1或2所述的流化床旋风回料装置，其特征在于，所述倾斜回料管的上端设有吹扫气进口，所述吹扫气进口连接有吹扫气管道，所述吹扫气管道上设有吹扫阀。
5.根据权利要求1或2所述的流化床旋风回料装置，其特征在于，在所述料腿的上部设有第一压力表，在所述料腿的下部设有第二压力表；在所述流化床的下部设有第三压力表，所述第三压力表与所述返料口位于同一高度，在所述流化床的流化床出气口设有第四压力表。
6.流化床旋风回料控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)烘炉，(2)流化床开始投料形成固体料封，(3)旋风回料；其中，
(1)烘炉：开启蝶阀，关闭流化阀、松动阀和吹扫阀，流化床开车升温，所述流化床内的热气体一部分从所述流化床的返料口引出，依次进入倾斜回料管、水平回料管、进料管、料腿和旋风分离器的主体内部；另一部分从所述流化床顶部的流化床出气口排出进入所述旋风分离器的主体内部，最后热气体从所述旋风分离器的旋风出气口引出进入后系统，完成烘炉；
(2)流化床开始投料形成固体料封：完成烘炉后，关闭所述蝶阀，所述流化床开始投料运行，粗煤气从所述流化床出气口排出进入所述旋风分离器的主体内部，所述旋风分离器捕集物料，纯净的粗煤气从所述旋风出气口引出进入后系统，捕集的物料聚集在所述料腿、所述进料管、所述水平回料管中；在系统运行过程中，各压力表实时检测相应部位的压力值，其中，第一压力表的测量值为P1，第二压力表的测量值为P2，第三压力表的测量值为P3，第四压力表的测量值为P4，当(P3-P1)>(P3-P4)时，开启所述蝶阀，物料处于停滞状态，形成固体料封；
(3)回料：
(一)流化回料：当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，打开所述松动阀，松动所述料腿中堆积的物料；物料松动后，关闭所述松动阀，打开所述流化阀，物料被流化气吹动向出料口运动，通过所述出料口进入所述倾斜回料管，最后返回至所述流化床，其中a为10kPa-30kPa；
(二)料腿物料积累：随着回料过程的进行，所述料腿的压差(P2-P1)在0-30KPa内波动，当(P3-P1)＝(P3-P4)时，关闭所述流化阀，所述料腿内的物料继续积累，当(P3-P1)-(P3-P4)>a后，重复步骤(一)操作，如此循环，完成回料。
7.根据权利要求6所述的流化床旋风回料控制方法，其特征在于，回料时，当所述料腿的压差(P2-P1)不波动，一直增大时，调大所述流化阀并打开所述吹扫阀，增加输送压力保证回料正常。
8.根据权利要求7所述的流化床旋风回料控制方法，其特征在于，当调大所述流化阀并打开所述吹扫阀后，所述料腿的压差(P2-P1)仍不波动，一直增大时，关闭所述流化阀，打开所述松动阀，对所述料腿内的物料进行松动。
9.根据权利要求6所述的流化床旋风回料控制方法，其特征在于，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述水平回料管的侧壁，置于所述水平回料管的外部。
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