CN110437881A - 出料装置及用来气化颗粒状物料的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于接收并输出颗粒状物料的出料装置及用来气化颗粒状物料的系统，所述出料装置包括容器、所述容器内设置的气体分布器和分隔部件，所述分隔部件和所述容器的侧壁共同形成下端连通的进料区和出料区，进料区和出料区共同形成流化空间，所述容器设置有与所述进料区连通的进料口和与所述出料区连通的出料口，物料自所述进料口进入所述进料区，流化气从所述气体分布器进入所述流化空间对物料进行流化，物料从所述进料区向所述出料区移动并通过所述出料口排出所述容器。本发明提供的物料输送装置，无需设置充气锥等结构复杂且需考虑密封的部件，耐压能力强、结构简单且制造成本低，而且可以在间歇加料同时实现连续稳定地出料。

Description

出料装置及用来气化颗粒状物料的系统

技术领域

本发明涉及物料的流态化输送技术，具体涉及一种用于接收并输出颗粒状物料的出料装置及用来气化颗粒状物料的系统。

背景技术

干粉状固体物料的稳定输送(如粉煤输送)是实现粉状物料燃烧或气化过程的必要条件。粉煤输送按物料出料方式可分为粉煤给料罐下(口)出料与流化床上(口)出料两种。下出料给料方式因出料稳定，相同输送压差下具有较高的输送量和固气比在粉煤气化等颗粒密相输送领域获得了广泛应用。

目前，下出料给料方式中，为防止颗粒搭桥堵塞出料口，工业主流的干粉煤输送容器通常采用设置有流化气充气锥的粉煤给料罐。例如，专利申请号200920305207.4提供了一种采用烧结金属制成的多孔锥，该多孔锥安装于粉煤给料罐底部，用于对罐内颗粒进行流态化以防止颗粒搭桥堵塞出料口。由于烧结金属强度较差，该充气锥通常只能耐受1MPa的内外压差，且在实际使用过程中经常因压差过大造成壁面撕裂或损毁现象，采用烧结金属造价也较高；专利申请号200920187457.2公开了一种能够承受更高压差的充气锥，该充气锥采用强度较高的不锈钢材料制作而成，锥形筒壁开有通孔以方便流化气进入，但过大的通气孔容易造成粉煤泄漏入锥体外侧，造成颗粒堆积进而影响流化气的均匀布气；专利申请号201220217790.5通过在烧结金属锥筒体的内壁设置多个通孔的不锈钢加强件，提高了充气锥的耐受压差，但加强件减少了进气通道的面积，容易导致流化气阻力增大，流入不畅，且制造相对复杂，造价较高。

而目前的上出料给料方式中，如专利申请号CN101544310采用一个圆筒形容器，采用多股流化风及底部完全分隔开的风室对容器内不同区域的粉煤进行流化，采用多个对应区域的侧线管出料方式实现了一个粉煤容器多支路输送粉煤的目的。但多股流化风及分隔开风室的设置不仅增加了针对各物流及风室状况监控系统的固定投资，且因圆筒内的流化空间缺乏有效分割，造成粉煤在容器内不同区间流化状态不同且彼此干扰，导致各分支的粉煤输送波动加大或分布不均；同时，因进料区域与出料区域缺乏有效分割，设备加料时不能同时连续出料，需采用一开一备的方式轮换方能实现粉煤输送的连续操作，增加了设备投资。

因此，目前的粉煤输送装置均存在缺陷，或者耐压差，造价高，或者不能实现粉煤连续输送，因此需设计一种新的粉煤输送装置来克服这些缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的物料输送装置中存在的耐压差、造价高、输送不稳定等缺陷。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种用于接收并输出颗粒状物料的出料装置，所述出料装置包括容器、所述容器内设置的气体分布器和分隔部件，所述分隔部件和所述容器的侧壁共同形成下端连通的进料区和出料区，所述进料区和所述出料区共同形成流化空间，所述容器设置有与所述进料区连通的进料口和与所述出料区连通的出料口，物料自所述进料口进入所述进料区，流化气从所述气体分布器进入所述流化空间对物料进行流化，物料从所述进料区向所述出料区移动并通过所述出料口排出所述容器。

优选地，所述进料区和所述出料区在所述分隔部件的上方连通。

优选地，所述容器设置有用于从所述容器内排气或者向所述容器内补气的开口；优选地，所述开口上设置有过滤器。

优选地，所述出料口位于所述容器的侧壁上；优选地，所述出料口处设置有出料管段，所述出料管段相对于水平面倾斜向上设置。

优选地，所述分隔部件分隔形成一个所述进料区，一个或多个所述出料区，每个所述出料区对应一个所述出料口。

优选地，所述分隔部件包括所述容器内设置的从上向下延伸的筒体以及围绕所述筒体间隔设置的多个从所述筒体延伸至所述容器的内壁的间隔板，所述筒体限定的空间形成所述进料区，所述进料口在所述筒体的顶部，多个所述间隔板之间的空间形成多个所述出料区，每个所述出料区分别设置有所述出料口。

优选地，所述分隔部件为在所述容器内设置的板状件，所述板状件在横向上的两端分别延伸至所述容器的侧壁上，所述板状件的一侧形成所述进料区，另一侧形成所述出料区。

优选地，所述气体分布器为在所述容器内设置的横向延伸的板状结构，所述容器内，所述板状结构的上方形成所述流化空间，下方形成具有进气口的下部空间，所述板状结构上设置有多个从所述下部空间延伸至所述流化空间的孔，流化气从所述进气口进入所述下部空间，然后经所述气体分布器进入所述流化空间。

优选地，所述气体分布器上设置有多个从所述下部空间朝向所述流化空间延伸且具有所述孔的进气管段，所述进气管段的上端覆盖有用于改变所述进气管段吹出的气流流向并防止物料落入所述进气管段内的风帽。

优选地，所述气体分布器包括由颗粒物及能够固定所述颗粒物的丝网构成的颗粒层。

优选地，所述气体分布器还包括位于所述颗粒层下方的具有多个孔的多孔板。

根据本发明的另一方面，还提供一种用来气化颗粒状物料的系统，所述系统包括：根据如上所述的出料装置以及设于所述出料装置的下游并与所述出料装置的所述出料口相连通的接收装置，优选地，所述颗粒状物料为煤粉，所述接收装置为气化炉。

本发明提供的出料装置及系统，无需设置充气锥等结构复杂且需考虑密封的部件，本发明可以在粉煤给料容器的下端采用常规容器封头，结构简单，在提高设备耐压能力的同时减少了尖锥形充气锥所需的设备高度，从而减少了输送设备整体的安装高度与所需的框架高度；而且由于本发明无需昂贵的烧结金属或加工难度较大的多孔锥底，可减少制造成本。另外，本发明提供的技术方案，在容器的流化空间设置分隔部件分隔形成进料区和出料区，这样，进料和出料设置在不同的流化空间，减少了物料在加料时对出料速率的影响，减少了物料输送的波动，且可在间歇加料同时实现连续稳定地出料。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式中出料装置的结构示意图；

图2为图1中从A-A处剖切结构示意图；

图3为在另一实施方式中图1中从A-A处剖切的结构示意图；

图4为在再一实施方式中图1中从A-A处剖切的结构示意图；

图5本发明的一个实施方式中气体分布器的结构示意图；

图6为气体分布器上设置有风帽的结构示意图；

图7为本发明的另一实施方式中气体分布器的结构示意图；

图8为本发明的再一实施方式中气体分布器在出料装置中的结构示意图；

图9为从图8的D-D剖切的结构示意图。

附图标记说明：

1-容器；2-气体分布器；21-板状结构；22-孔；23-进气管段；24-风帽；241-导流通道；25-多孔板；26-颗粒物；261-石英沙；262-卵石；27-丝网；28-主管路；29-支管路；10-下部空间；20-流化空间；B-进料区；C-出料区；3-进气口；31-出气口；4-开口；5-进料口；6-出料口；7-分隔部件；71-筒体；72-间隔板；8-过滤器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非有明确规定。

本发明提供一种用于接收并输出颗粒状物料的出料装置，如图1所示，该出料装置包括容器1、所述容器1内设置的气体分布器2和分隔部件7，所述分隔部件7和所述容器1的侧壁共同形成下端连通的进料区B和出料区C，所述进料区B和所述出料区C共同形成流化空间20，容器1设置有与所述进料区B连通的进料口5和与所述出料区C连通的出料口6，物料自进料口5进入所述进料区B，流化气从所述气体分布器2进入流化空间20对物料进行流化，使得物料从进料区B向出料区C移动并通过所述出料口6排出所述容器1。

本发明提供的出料装置，在具体应用时，流化气通过气体分布器2流向流化空间20，可以对流化空间20内的物料进行流态化，流化空间20的进料区B和出料区C的物料在气体分布器2的作用下均处于流态化状态。物料(例如粉煤)从进料口5进入流化空间20的进料区B，并经分隔部件7的下方连通空间进入出料区C，然后从出料区C的出料口6排出容器1。

该技术方案与现有的采用通气的充气锥下出料方案不同，本发明无需设置充气锥等结构复杂且需考虑密封的部件，可以在粉煤给料容器的下端采用常规容器封头，结构简单，在提高设备耐压能力的同时减少了尖锥形充气锥所需的设备高度，从而减少了输送设备整体的安装高度与所需的框架高度；而且由于本发明无需昂贵的烧结金属或加工难度较大的多孔锥底，可减少制造成本。另外，本发明提供的技术方案，在容器的流化空间设置分隔部件分隔形成进料区和出料区，这样，进料和出料设置在不同的流化空间，减少了物料在加料时对出料速率的影响，减少了物料输送的波动，且可在间歇加料同时实现连续稳定地出料，无需备件，从而能够采用低设备投资实现稳定输送一定浓度的固体物料。

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明提供的技术方案进行详细描述。

在具体实施方式中，容器1可整体采用强度较高的碳钢或不锈钢材料制成，与烧结金属材料相比成本更低，耐压程度更高。

在优选实施方式中，用于出料的出料口6位于容器1的侧壁上，该出料口6的出料方向可设置为水平方向、向下倾斜或者向上倾斜。优选地，该出料口6的出料方向设置为倾斜向上，如图1中，出料口6处设置有出料管段，该出料管段设置为向上倾斜，更优选地，其倾斜向上的角度为45°。将出料方向设置为倾斜向上，不仅利于出料区C被流态化的物料可以顺利被底部的气体分布器2向上吹送出出料口6，而且在停机时，堆积在出料口6处的物料可以顺着倾斜向下的方向流回容器1内，避免物料堆积在出料口处堵塞管道。

在容器1的流化空间20内，分隔部件7分隔形成的进料区B和出料区C不仅在分隔部件7的下方连通，在分隔部件7的上方也连通，这样气流可以分别在上方和下方的连通空间进行流通，以维持容器1内不同区域的压力平衡并促进物料从进料区B向出料区C的方向流动。

本发明提供的技术方案中，分隔部件7可以以多种方式设置，只要能分隔出上下延伸的进料区B和出料区C即可，优选地，该分隔部件7设置为分隔形成一个进料区B，一个出料区C或多个出料区C，每个出料区C对应一个出料口6。

如图1和图2所示的施方式中，分隔部件7分隔形成有一个进料区B，一个出料区C，该出料区C对应设置一个出料口6。具体的，分隔部件7为在容器1内设置的板状件，该板状件在水平方向上的两端分别延伸至容器1的侧壁上，于板状件的一侧形成所述进料区B，于另一侧形成所述出料区C。其中，分隔部件7位于容器1内离开轴线一段距离的位置，使得进料区B的区域较大，而出料区C的区域较小。进料口5位于容器1的顶部并对应进料区B的位置，出料口6在容器1的位于出料区C的侧壁上。该实施方式中，也可在容器1内设置两个大致平行的板状件，如图3所示，两个板状件分隔形成位于中间部位的进料区B以及分别位于进料区B两侧的出料区C，该实施方式中具有两个出料口6。

在如图4所示的实施方式中，分隔出一个进料区B，多个出料区C，每个出料区C设置一个出料口6。具体的，该实施方式中，分隔部件7包括容器1内设置的大体沿轴向延伸的筒体71以及围绕筒体71的周向间隔设置的多个从筒体71延伸至容器的内侧壁的间隔板72。筒体71限定的空间形成所述进料区B，进料口5在筒体71的顶部，多个间隔板72之间的空间形成多个出料区C，每个出料区C分别设置有出料口6，这样可以通过多个出料口6进行多股物料的同时输送，并且可以减小各出料口之间的相互影响。

本领域技术人员可以理解的是，分隔部件7也可以设置成对进料区和出料区进行其它分隔形式，在此不再一一列举，另外，还应理解的是，进料区B设置有多个的情况也属于本发明的保护范围，当然，设置多个进料区B会导致结构复杂，而且意义不大，通常只设置一个进料区B。

下面再具有描述气体分布器2的结构。

在一个实施方式中，如图1和图5所示，气体分布器2为在容器1内沿径向延伸的板状结构21，容器1内，该板状结构21的上方形成所述流化空间20，下方形成具有进气口3的下部空间10，板状结构21上设置有多个从下部空间10延伸至流化空间20的孔22。流化气从进气口3进入下部空间，然后下部空间10内的气体可以通过孔22进入流化空间20以对流化空间20内的物料进行流态化。

优选地，容器1设置有用于从容器1内排气或者向容器1内补气的开口4，以用于调节容器1内的压力维持容器1内压力稳定。当容器1内压力高于设定压力或固气比低于设定值时，多余的流化气体通过开口4排出进行降压或降流量；当容器1内压力低于设定压力或固气比高于设定值时，需要进行补气加压调节，此时，开口4可以用作补气口，以向所述容器1内补气。

优选地，开口4上设置有过滤器8，以避免物料被气流带出污染环境，该过滤器8可以为烧结金属或陶瓷过滤器，也可以套在开口4上的例如过滤袋的外部过滤设备。

为防止流化空间20内的物料从孔22落入气体分布器2内，优选地，如图6所示，气体分布器2上设置有多个朝向流化空间20延伸且具有孔22的进气管段23，进气管段23的上端覆盖有用于改变进气管段23吹出的气流流向并防止物料落入进气管段23内的风帽24。下部空间10的气流沿进气管段23向上流动至风帽24时，沿风帽24内的导流通道241向下流出，然后再向上流动。这样通过风帽24可以避免流化空间20内的物料从上落入进气管段23内。另外，也可不设置风帽24，在孔22处设置烧结金属或丝网等有过滤功能的介质也可避免物料落入分布器内。

在另一实施方式中，如图7所示，气体分布器2可以包括由颗粒物26及能够固定颗粒物26的丝网27构成的颗粒层。下部空间10内的气流可以透过颗粒物26之间的间隙进入流化空间20。优选地，颗粒物26包括位于上层的石英沙261和位于下层的卵石262，石英沙261和卵石262由位于上层和下层的金属材质的丝网27固定。

该颗粒层可以单独使用构成气体分布器2，也可以在该颗粒层下方设置具有多个孔的多孔板25(如图7)，该多孔板25上设置有多个用于通气流的孔。在此，多孔板25的上方设置颗粒层，可以通过颗粒层来防止物料落入到多孔板25的孔内。

本领域技术人员可以理解的是，气体分布器2还可做各种变形或改变，例如，可以将气体分布器2上的向上的出气孔设置为不均匀布置，以根据需要控制气流的分布。

在具有上述所描述的各气体分布器2的实施方式中，优选地，下部空间10设置有具有进气口3的进气管(如图1)，进气管在下部空间10内的出气口31朝下，使得从进气管进入的气流吹向容器底部，底部的气流再均匀地向上流向气体分布器2，从而气体分布器2出来的气体可以均匀地使得物料流态化。从而避免进气管直接吹气体分布器2造成进入气体分布器2的气流分布不均匀的问题。

在本发明的再一实施方式中，如图8和图9所示，气体分布器2包括与进气口3连通的主管路28以及与主管路28连通设置的多个支管路29，所述支管路29上设置有多个朝下的出气口(图中未显示)。气体从进气口3进入到主管路28，然后从主管路28分配到各个支管路29，经支管路29上的出气口向下喷入容器底部(出气口朝下设置同样是为使得气体分布器2出来的气流均匀)，然后向上通过气体分布器2进入流化空间20使得物料流态化。

应该理解的是，气体分布器2并不限于以上实施方式中的结构形式，其它类型的能够将下部空间10内的气流分布至流化空间20的气体分布器2均可。

根据本发明的另一方面，还提供用来气化颗粒状物料的系统，该系统包括：根据如上所述的出料装置以及设于所述出料装置的下游并与所述出料装置的所述出料口6相连通的接收装置。通常地，该接收装置内的压力设置为低于出料装置容器1内的压力，从而使得出料装置容器1内的物料能够容易地从出料口进入接收装置。优选地，所述颗粒状物料为煤粉，所述接收装置为气化炉。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于接收并输出颗粒状物料的出料装置，其特征在于，所述出料装置包括容器(1)、所述容器(1)内设置的气体分布器(2)和分隔部件(7)，所述分隔部件(7)和所述容器(1)的侧壁共同形成下端连通的进料区(B)和出料区(C)，所述进料区(B)和所述出料区(C)共同形成流化空间(20)，所述容器(1)设置有与所述进料区(B)连通的进料口(5)和与所述出料区(C)连通的出料口(6)，物料自所述进料口(5)进入所述进料区(B)，流化气从所述气体分布器(2)进入所述流化空间(20)对物料进行流化，物料从所述进料区(B)向所述出料区(C)移动并通过所述出料口(6)排出所述容器(1)。

2.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于，所述进料区(B)和所述出料区(C)在所述分隔部件(7)的上方连通。

3.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于，所述容器(1)设置有用于从所述容器(1)内排气或者向所述容器(1)内补气的开口(4)；优选地，所述开口(4)上设置有过滤器(8)。

4.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于，所述出料口(6)位于所述容器(1)的侧壁上；优选地，所述出料口(6)处设置有出料管段，所述出料管段相对于水平面倾斜向上设置。

5.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于，所述分隔部件(7)分隔形成一个所述进料区(B)，一个或多个所述出料区(C)，每个所述出料区(C)对应一个所述出料口(6)。

6.根据权利要求5所述的出料装置，其特征在于，所述分隔部件(7)包括所述容器(1)内设置的从上向下延伸的筒体(71)以及围绕所述筒体(71)间隔设置的多个从所述筒体(71)延伸至所述容器(1)的内壁的间隔板(72)，所述筒体(71)限定的空间形成所述进料区(B)，所述进料口(5)在所述筒体(71)的顶部，多个所述间隔板(72)之间的空间形成多个所述出料区(C)，每个所述出料区(C)分别设置有所述出料口(6)。

7.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于，所述分隔部件(7)为在所述容器(1)内设置的板状件，所述板状件在横向上的两端分别延伸至所述容器(1)的侧壁上，所述板状件的一侧形成所述进料区(B)，另一侧形成所述出料区(C)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的出料装置，其特征在于，所述气体分布器(2)为在所述容器(1)内设置的横向延伸的板状结构(21)，所述容器(1)内，所述板状结构的上方形成所述流化空间(20)，下方形成具有进气口(3)的下部空间(10)，所述板状结构(21)上设置有多个从所述下部空间(10)延伸至所述流化空间(20)的孔(22)，流化气从所述进气口(3)进入所述下部空间(10)，然后经所述气体分布器(2)进入所述流化空间(20)。

9.根据权利要求8所述的出料装置，其特征在于，所述气体分布器(2)上设置有多个从所述下部空间(10)朝向所述流化空间(20)延伸且具有所述孔(22)的进气管段(23)，所述进气管段(23)的上端覆盖有用于改变所述进气管段(23)吹出的气流流向并防止物料落入所述进气管段(23)内的风帽(24)。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的出料装置，其特征在于，所述气体分布器(2)包括由颗粒物(26)及能够固定所述颗粒物(26)的丝网(27)构成的颗粒层。

11.根据权利要求10所述的出料装置，其特征在于，所述气体分布器(2)还包括位于所述颗粒层下方的具有多个孔的多孔板(25)。

12.一种用来气化颗粒状物料的系统，其特征在于，所述系统包括：根据权利要求1-11中任意一项所述的出料装置以及设于所述出料装置的下游并与所述出料装置的所述出料口(6)相连通的接收装置，优选地，所述颗粒状物料为煤粉，所述接收装置为气化炉。