CN110734790A - 一种干法减压排灰装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干法减压排灰装置及方法，干法减压排灰装置包括减压单元、输送单元、收集单元，所述的减压单元包括依次相连通的初级减压设备入口特殊短节、初级减压设备、初级减压设备出口特殊短节、次级减压设备及次级减压设备出口特殊短节，次级减压设备出口特殊短节与发送器固体入口相连通；所述的输送单元包括与发送器气体入口相连通的输送气管路，发送器出口与发送缓冲罐相连通，发送缓冲罐出口与储灰罐相连通。本发明通过控制压力系统即可实现干法减压连续排灰，通过设置的泄放气管路可及时排除热量，实现对高温干灰的连续排放。

Description

一种干法减压排灰装置及方法

技术领域

本发明涉及排灰处理，具体涉及一种干法减压排灰装置及方法。

背景技术

能源在一个国家的国民经济中占有重要地位。我国“富煤、贫油、少气”的能源资源禀赋决定了我国以煤为主的一次能源生产和消费在较长时间内格局不会改变。因此，开展煤炭清洁高效转化利用具有十分重要的社会意义和经济意义。

目前开展的煤炭清洁高效转化利用技术中，不管是热解、气化还是焦化，均存在灰渣的排放工序，主流的排灰方式有干法排灰和湿法排灰。湿法排灰是灰渣以液体方式排出，经激冷后变成熔渣。湿法排灰不仅耗水量大，而且产生的激冷废水中富含固体悬浮物及VOC等多种有害物质，造成后续废水处理包括蒸氨提酚、除油、微生物处理等多道工序，工艺流程长、设备数量多、投资成本大，因此目前多采用干法排灰。

干法排灰常见锁斗间歇式流程和螺旋冷灰式流程，锁斗间歇流程主要用于带压干法排灰工况，带压热干灰经过废锅单元冷却换热回收热量后进入排灰锁斗，经锁斗的交变实现灰渣的排放。螺旋冷灰式流程主要用于常压干法排灰工况，常压热干灰直接进入螺旋冷灰机，借助脱盐水的换热降温后排放。锁斗间歇式干法排灰不能实现干灰的连续排放，具有装置生产规模小的缺点，螺旋冷灰式干法排灰不能有效回收干灰中的热量，造成整个系统热损太大。上述两种干法排灰技术也具有排灰管路易堵塞，排灰装置检修周期长的问题，影响整个装置的连续稳定运行。如：

公开号为CN209113108U的专利文献公开了一种反应塔塔底自动排灰粉碎气力输送装置，系统由排灰机、粉碎机及气力输送系统组成，排灰机将灰送至粉碎机粉碎后进入仓泵中，待仓泵满料后输送至灰库。该系统没有设置热量回收，因此不能用于高温干灰的排放，同时，较大直径的灰渣直接进入排灰机，容易造成排灰机堵塞，影响整个装置的长周期运行。

公开号为CN204824766U的专利文献公开了一种流化床煤气化炉固体灰渣的排放装置，系统灰渣冷却器、减压排灰罐和灰渣罐组成。经灰渣冷却器回收高品质热量后的灰渣进入减压排灰罐，利用减压排灰罐的交变压程控，实现干灰的排放。由于该工序的启动状态由冷却器内灰渣温度来控制，属于间歇式排灰，不能实现干灰的连续排放。

由此可见，在干法排灰中，排灰装置如何既能实现对高温干灰的排放，又能实现对干灰的连续排放，成为煤炭清洁高效转化利用过程中待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对高温干灰排放且能实现对干灰连续排放的干法减压排灰装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种干法减压排灰装置，包括设有反吹口、固体入口、固体出口和第一泄压口的初级减压设备，初级减压设备的固体入口与干灰入口连通，第一泄压口通过设有第一背压阀的管路与泄放气管路相连通，初级减压设备的固体出口通过管路与设有反吹口、固体出口和第二泄压口的次级减压设备的固体入口相连通，第二泄压口通过设有第一背压阀的管路与泄放气管路相连通，次级减压设备的出口与设有反吹口、固体出口的发送器的固体入口相连通，发送器的固体出口与发送缓冲罐的入口相连通，所述初级减压设备的反吹口、次级减压设备的反吹口、发送器的进气口分别通过设有第一球阀的管路、设有第二球阀的管路、设有输送气阀门的管路与输送气管路相连通，发送缓冲罐的出口通过设有出口切断阀的管路与储灰罐相连通。

所述初级减压设备、次级减压设备的反吹口均为一个或多个。

所述发送缓冲罐的锥形底部设有过滤滤芯并开设有流化松动口，所述流化松动口通过带第一松动气阀门的管路与输送气管路相连通，所述发送缓冲罐与储灰罐相连通的管路的出口切断阀的后端管路上还设置有截止阀，切断阀和截止阀之间的管路还通过设有第二松动气阀门的管路与输送气管路相连通。

所述初级减压设备、次级减压设备均为一台或多台串联连接。

所述初级减压设备的固体入口处、次级减压设备的固体入口处、发送器的入口处均设有长度小于等于20m的可拆卸短节，且在可拆卸短节上均开设有一个或多个强制流化口，所述可拆卸短节和所有管路均为加厚耐磨钢管、内筑耐火材料管或内衬陶瓷耐磨管的一种或多种组合。

所述泄放气管路出口设有净化设备。

所述发送罐与储灰罐相连通的管路弯头处设置有密封件。

所述储灰罐内位于储灰罐入口上端设有过滤除尘元件，过滤除尘元件上端的储灰罐上开设有与输送气回收管路相连通的气体出口；

所述储灰罐过滤除尘元件上端设置有与输送气管路相连通的带第三球阀的反吹气管路。

利用上述所述的装置进行干法减压排灰的方法，具体步骤包括：

步骤一：根据上游热干灰压力等级设置初级减压设备、次级减压设备的压力，即打开输送气管路调节初级减压设备和次级减压设备的压力达到设定值；

步骤二：将干灰从干灰入口通入初级减压设备，使热干灰依次通过初级减压设备、次级减压设备、发送器、发送缓冲罐回收入储灰罐。

该方法的具体过程为：根据上游系统压力，当热干灰压力等级为3.0～5.0MPa时，设置初级减压设备的的压力在2.5～2.8MPa，控制次级减压设备压力在0.6～1.0MPa；当热干灰压力等级为1.0～3.0MPa时，设置初级减压设备的压力在0.8～1.5MPa，控制次级减压设备的压力在0.2～0.8Mpa，启动干法减压排灰顺控，回收的温度为25～300℃，压力≤5.0MPa的高品质热量的带压热干灰经过初级减压设备和次级减压设备连续减压，泄压气汇入净化装置净化后利用，当次级减压设备压力到达设定压力后，发送缓冲罐出口管路的第二松动气阀门打开吹扫疏通输送管路，随后，发送缓冲罐出口切断阀、发送缓冲罐底部的松动气阀门、发送器的输送气阀门依次打开，减压后的干灰经发送器进入发送缓冲罐，最后进入储灰罐。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明采用两级减压流程，通过控制压力即可对干灰排放，不依赖温度控制，实现了干灰的连续排放；通过设置泄放气管路，有效的将进入初级减压设备和次级减压设备的干灰的热量排出，因此本发明能够实现对高温干灰的排放。

进一步的，在压力泄放较慢或压力在输送过程中较大时，可利用反吹口对设备进行反吹，加快压力泄放或减小压力，保证装置的正常运行。

进一步的，通过带第一松动气阀门的管路、带第二松动气阀门的管路可分别实现对发送缓冲罐内的干灰、对发送缓冲罐与储灰罐相连的管路中的干灰进行松动，有利于干灰更好的进入后续的设备中，过滤滤芯能够保证发送缓冲罐不被堵塞。

进一步的，根据实际工况设定至少一台初级减压设备、次级减压设备有利于将压力减至所需要的值。

进一步的，设置可拆卸短节能够方便设备的检修，可拆卸短节上的强制流化口能够避免排灰过程中的减压设备的堵塞；加厚耐磨钢管、内筑耐火材料管或内衬陶瓷耐磨管更为耐磨，更加耐用。

进一步的，净化设备对泄放气进行净化，提高了泄放气的清洁度，便于泄放气之后的再次利用。

进一步的，密封件能够避免排灰过程中输送管线弯头处的磨损问题，当弯头处被干灰堵塞时还可以卸下密封件对弯头处疏通。

进一步的，过滤除尘元件保证了进入输送气回收管路的气体具有较高的清洁度，方便气体的再次利用。

本发明的干法减压排灰方法只需控制压力即可，操作工艺简单，成本低，由于所回收的高温干灰在初级减压设备与次级减压设备内部时，高温干灰给周围的气体传热，温度高的气体则向减压设备内部上方移动，被输送气管路中的气体吹至泄放气管路中从排出，不会参与后续的排灰过程，因此本发明的干法减压排灰方法与传统干灰排放方法如高温温克勒(HTW)气化炉排灰方法相比，能够避免目前使用螺旋排渣机造成的高品位热量回收难的问题，同时该方法也可减少带压条件下螺旋排渣机的密封设计导致其成本高的问题，适合大面积推广使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中：1、初级减压设备；2、次级减压设备；3、第一短节；4、第二短节；5、第三短节；6、发送器；7、发送缓冲罐；8、第一密封件；9、第二密封件；10、储灰罐；11、输送气管路；12、泄放气管路；13、反吹气管路；14、干灰入口；15、净化设备；16、输送气回收管路；V1、输送气阀门；V2、第一松动气阀门；V3、第二松动气阀门；V4、出口切断阀；V5、截止阀；V6、第一球阀；V7、第二球阀；V8、第一背压阀；V9、第二背压阀；V10、第三球阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示，本发明的干法减压排灰装置包括减压单元、输送单元、收集单元。所述减压单元包括初级减压设备1、次级减压设备2，所述输送单元包括输送气管路11，所述收集单元包括发送器6、发送缓冲罐7、储灰罐10。具体如下：

初级减压设备1设有固体入口、反吹口、固体出口和第一泄压口，干灰入口14与初级减压设备1的固体入口通过管路相连通，为方便对初级减压设备1检修，在初级减压设备1的固体入口处设有可拆卸的第一短节3来与固体入口处的管路连通，为避免排灰过程中初级减压设备1堵塞，在第一短节3上设有强制流化口，初级减压设备1的反吹口与输送气管路11通过带有第一球阀V6的管路相连通，第一泄压口通过设有第一背压阀V8的管路与泄放气管路12相连通；初级减压设备1的固体出口与设有反吹口、固体入口、固体出口和第二泄压口的次级减压设备2的固体入口相连通，为方便对初级减压设备2检修，在初级减压设备2的固体入口处设有可拆卸的第二短节4来与固体入口处的管路连通，为避免排灰过程中次级减压设备2堵塞，在第二短节4上设有强制流化口，次级减压设备2的反吹口与输送气管路11通过带有第二球阀V7的管路相连通，第二泄压口通过设有第二背压阀V9的管路与泄放气管路12相连通，为提高泄放气的清洁度、便于泄放气的再次利用，泄放气管路12上设有净化设备15，为更好适应实际工况中初级减压设备1的上游系统压力异常过大的情况，可根据实际工况的上游系统压力设置一台或多台的初级减压设备1、次级减压设备2，并依照干灰来料方向依次串联连接；次级减压设备2的出口与发送器6的固体入口相连通，为方便对发送器6检修，在发送器6的固体入口处设有可拆卸的第三短节5来与固体入口处的管路连通，为避免排灰过程中发送器6堵塞，在第三短节5上设有强制流化口，发送器6还设有进气口和出口，发送器6的进气口与输送气管路11通过设有输送气阀门1的管路相连通；发送器6的出口与发送缓冲罐7的侧部入口相连通，为保证发送缓冲罐7不被堵塞，发送缓冲罐的底部设有过滤滤芯、流化松动口，发送缓冲罐7的流化松动口通过设有第一松动气阀门V2的管路与输送气管路11相连通，以此方便对发送缓冲罐7内的干灰松动，更加容易使干灰流向后续的管路中，发送缓冲罐7的出口通过设有出口切断阀V4、截止阀V5的管路与储灰罐10相连通，为避免排灰过程中输送管线弯道处的磨损问题，在该管路弯头处分别设有第一密封件8、第二密封件9，密封件的存在使得当弯头处堵塞时可以卸下密封件对弯头处疏通；所述发送缓冲罐7与储灰罐10上的出口切断阀V4与截止阀V5之间的管路还通过设有第二松动气阀门V3的管路与输送气管路11相连通，以此可在切断出口切断阀V4的情况下，打开截止阀V5对后续的管路进行清理，更有利于正常排灰过程的进行，为使从储灰罐10排出的气体更清洁，在储灰罐10内位于储灰罐入口上端设有过滤除尘元件，过滤除尘元件上端的储灰罐10连通有输送气回收管路16。为了更有利于本发明装置的正常运行，初级减压设备1、次级减压设备2的反吹口均为一个或多个。在泄压较慢时即可利用反吹口对初级减压设备1、次级减压设备2反吹，同样，为了更有利于本发明装置的正常运行，在储灰罐10的过滤除尘元件的上端设有与输送气管路11相连通的带第三球阀V10的反吹气管路13，当储灰罐10内部压力大于20KPa时，即可利用反吹气管路13对储灰罐10进行反吹。

本实施例中，为使管路更加耐用，所述第一短节3、第二短节4、第三短节5以及所有连接管路均为耐磨管路，耐磨管路为加厚耐磨钢管、内筑耐火材料管或内衬陶瓷耐磨管的一种或多种组合，所述第一短节3、第二短节4、第三短节5的长度均不超过20m。

本发明的减压排灰方法如下：干法减压排灰装置运行前，在初级减压设备1、次级减压设备2和发送缓冲罐7内充满与干灰粒度和干灰密度相当的固体颗粒，根据上游系统压力，当压力等级为3.0～5.0MPa时，设置初级减压设备1的背压阀V8压力在2.5～2.8MPa范围内，控制次级减压设备2的背压阀V9压力在0.6～1.0MPa范围内；当压力等级为1.0～3.0MPa时，设置初级减压设备1的背压阀V8压力在0.8～1.5MPa范围内，控制次级减压设备2的背压阀V9压力在0.2～0.8MPa范围内。回收带压热干灰(25～300℃，≤5.0MPa)，经过初级减压设备1和次级减压设备2连续减压，如果压力泄放较慢，可间断打开反吹气对滤芯进行反吹，泄压气汇入净化装置15净化后利用，当次级减压设备2压力到达设定压力后，发送缓冲罐7出口管路松动气阀门V3自动打开吹扫疏通输送管路，随后，发送缓冲罐7出口切断阀V4、发送缓冲罐7底部的松动气阀门V2、发送器6的输送气阀门V1依次自动打开，减压后的干灰经发送器6进入发送缓冲罐7，最后进入储灰罐10，若储灰罐10压力在输送过程中超过20KPa，可打开第三球阀V10使反吹气通过反吹气管路13对过滤设备进行反吹，输送气经储灰罐10的除尘设备后通过输送气回收管路16循环利用。

Claims (10)

1.一种干法减压排灰装置，其特征在于：包括设有反吹口、固体入口、固体出口和第一泄压口的初级减压设备(1)，初级减压设备(1)的固体入口与干灰入口(14)连通，第一泄压口通过设有第一背压阀(V8)的管路与泄放气管路(12)相连通，初级减压设备(1)的固体出口通过管路与设有反吹口、固体出口和第二泄压口的次级减压设备(2)的固体入口相连通，第二泄压口通过设有第一背压阀(V9)的管路与泄放气管路(12)相连通，次级减压设备(2)的出口与设有反吹口、固体出口的发送器(6)的固体入口相连通，发送器(6)的固体出口与发送缓冲罐(7)的入口相连通，所述初级减压设备(1)的反吹口、次级减压设备(2)的反吹口、发送器(6)的进气口分别通过设有第一球阀(V6)的管路、设有第二球阀(V7)的管路、设有输送气阀门(V1)的管路与输送气管路(11)相连通，发送缓冲罐(7)的出口通过设有出口切断阀(V4)的管路与储灰罐(10)相连通。

2.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述初级减压设备(1)、次级减压设备(2)的反吹口均为一个或多个。

3.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述发送缓冲罐(7)的锥形底部设有过滤滤芯并开设有流化松动口，所述流化松动口通过带第一松动气阀门(V2)的管路与输送气管路(11)相连通，所述发送缓冲罐(7)与储灰罐(10)相连通的管路的出口切断阀(V4)的后端管路上还设置有截止阀(V5)，切断阀(V4)和截止阀(V5)之间的管路还通过设有第二松动气阀门(V3)的管路与输送气管路(11)相连通。

4.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述初级减压设备(1)、次级减压设备(2)均为一台或多台串联连接。

5.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述初级减压设备(1)的固体入口处、次级减压设备(2)的固体入口处、发送器(6)的入口处均设有长度小于等于20m的可拆卸短节，且在可拆卸短节上均开设有一个或多个强制流化口，所述可拆卸短节和所有管路均为加厚耐磨钢管、内筑耐火材料管或内衬陶瓷耐磨管的一种或多种组合。

6.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述泄放气管路(12)出口设有净化设备(15)。

7.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述发送罐(7)与储灰罐(10)相连通的管路弯头处设置有密封件。

8.如权利要求1所述的干法减压排灰装置，其特征在于：所述储灰罐(10)内位于储灰罐入口上端设有过滤除尘元件，过滤除尘元件上端的储灰罐(10)上开设有与输送气回收管路(16)相连通的气体出口；

所述储灰罐(10)过滤除尘元件上端设置有与输送气管路(11)相连通的带第三球阀(V10)的反吹气管路(13)。

9.一种利用权利要求1所述装置进行干法减压排灰的方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一：根据上游热干灰压力等级设置初级减压设备(1)、次级减压设备(2)的压力，即打开输送气管路(11)调节初级减压设备(1)和次级减压设备(2)的压力达到设定值；

步骤二：将干灰从干灰入口(14)通入初级减压设备(1)，使热干灰依次通过初级减压设备(1)、次级减压设备(2)、发送器(6)、发送缓冲罐(7)回收入储灰罐(10)。

10.如权利要求9所述的干法减压排灰的方法，其特征在于：根据上游系统压力，当热干灰压力等级为3.0～5.0MPa时，设置初级减压设备(1)的的压力在2.5～2.8MPa，控制次级减压设备(2)压力在0.6～1.0MPa；当热干灰压力等级为1.0～3.0MPa时，设置初级减压设备(1)的压力在0.8～1.5MPa，控制次级减压设备(2)的压力在0.2～0.8Mpa，启动干法减压排灰顺控，回收的温度为25～300℃，压力≤5.0MPa的高品质热量的带压热干灰经过初级减压设备(1)和次级减压设备(2)连续减压，泄压气汇入净化装置(15)净化后利用，当次级减压设备压力到达设定压力后，发送缓冲罐(7)出口管路的第二松动气阀门(V3)打开吹扫疏通输送管路，随后，发送缓冲罐(7)出口切断阀(V4)、发送缓冲罐(7)底部的松动气阀门(V2)、发送器(6)的输送气阀门(V1)依次打开，减压后的干灰经发送器(6)进入发送缓冲罐(7)，最后进入储灰罐(10)。

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