CN111978993B - 一种减压装置及排焦系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种减压装置及排焦系统。减压装置包括外壳、减压部。外壳限定出收容腔，收容腔具有预设长度，收容腔在自身的长度方向的两端处分别具有进口和出口。减压部位于收容腔，减压部的中部具有通孔，减压部的外周与收容腔的壁面连接，减压部的背离出口的一侧包括朝出口逐渐收缩的收缩面。其中，减压部的数量为至少两个，各减压部沿收容腔的长度方向布置。本申请通过增加减压部的数量，使得排焦过程中，无需进行阀门控制、充压等操作，实现了排焦过程的连续进行，同时，减压装置可以不具有泄压过滤器，从而避免了泄压过滤滤芯断裂的问题，降低了粗煤气过滤器滤芯断裂的风险，还省去了阀门切换步骤，进而保证了系统的连续稳定运行。

Description

一种减压装置及排焦系统
技术领域
本申请涉及煤气化领域，尤其涉及一种减压装置及排焦系统。
背景技术
煤加氢气化是煤粉与高温高压氢气发生加氢裂解、加氢气化等反应，生成富含甲烷的粗煤气，并副产轻质煤焦油及半焦的工艺过程。气化产生的高温高压半焦除了少量被粗煤气带到后系统，大部分从气化炉底部排出。
高温高压半焦目前的处理手段是通过气化炉底部的冷却装置冷却，再通过半焦锁斗收集后泄压排出。半焦锁斗泄压前需要与气化炉隔开，然后通过顶部连接的泄完过滤器将锁斗内高压气体排出，剩下常压半焦从锁斗底部排出，再充压与气化炉贯通接料，如此重复排焦过程。目前使用单锁斗排焦，由于半焦堆密度较轻，很容易被气体带起进入泄压过滤器，造成泄压过滤器滤芯压差过大断裂，如果缓慢泄压，排焦时间过长，半焦在气化炉底部大量堆积，不仅容易堵塞气化炉底部排焦口，还会被粗煤气大量带出到后系统，使后系统粗煤气过滤器过滤半焦负荷增加，加大了粗煤气过滤器滤芯断裂的风险，系统不能连续稳定运行。如果换成双锁斗排焦，两个锁斗需要通过阀门切换，相互交替排焦，不仅增加了大量的设备成本，而且和单锁斗排焦一样，阀门切换操作频繁，磨蚀严重，也不能保证系统安全运行。
申请内容
本申请提供一种减压装置及排焦系统，能够使得排焦过程连续进行。
本申请的实施例提供了一种减压装置。减压装置包括外壳、减压部。外壳限定出收容腔，收容腔具有预设长度，收容腔在自身的长度方向的两端处分别具有进口和出口。减压部位于收容腔，减压部的中部具有通孔，减压部的外周与收容腔的壁面连接，减压部的背离出口的一侧包括朝出口逐渐收缩的收缩面。其中，减压部的数量为至少两个，各减压部沿收容腔的长度方向布置。
在其中一些实施例中，各减压部的通孔的轴线重合。
在其中一些实施例中，减压装置还包括流化部，流化部的数量为至少一个，流化部用于向减压部背离出口的一侧提供松动气。
在其中一些实施例中，流化部包括管路，管路具有出气口和进气口。出气口位于收缩面和/或面向收缩面。进气口位于外壳。
在其中一些实施例中，出气口的数量为至少两个，各出气口均匀布置。
在其中一些实施例中，每个减压部的背离出口的一侧具有一个压力检测器。
在其中一些实施例中，各减压部的通孔的内径沿朝向出口的方向逐渐增大。
在其中一些实施例中，收缩面为圆锥面。
在其中一些实施例中，进口面向收缩面。
第二方面，本申请的实施例提供了一种排焦系统。排焦系统包括流化床、上述任一实施例中的减压装置。流化床用于接收加氢气化炉排出的半焦；减压装置用于接收流化床排出的半焦。
根据本申请的实施例提供的一种减压装置。减压装置包括外壳、减压部。外壳限定出收容腔，收容腔具有预设长度，收容腔在自身的长度方向的两端处分别具有进口和出口。减压部位于收容腔，减压部为环状结构，减压部的外周与收容腔的壁面连接，减压部的背离出口的一侧包括朝出口逐渐收缩的收缩面。其中，减压部的数量为至少两个，各减压部沿收容腔的长度方向布置。本申请通过增加减压部的数量，使得排焦过程中，无需进行阀门控制、充压等操作，实现了排焦过程的连续进行，同时，减压装置可以不具有泄压过滤器，从而避免了泄压过滤滤芯断裂的问题，降低了粗煤气过滤器滤芯断裂的风险，还省去了阀门切换步骤，进而保证了系统的连续稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例中减压装置的结构示意图；
图2为本申请实施例中排焦系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参阅图1，本申请的实施例提供了一种减压装置10。该减压装置10可以用于对流化态半焦进行减压。
减压装置10包括外壳100、减压部200。外壳100限定出收容腔110，收容腔110用于供流化态半焦流过。收容腔110具有预设长度。收容腔110可以为轴线呈竖直延伸的筒状结构，此时，收容腔110的长度方向即为竖直方向。收容腔110的侧面可以为圆柱面，收容腔110的顶面可以为弧面，收容腔110的底面可以为圆锥面。
收容腔110在自身的长度方向的两端处分别具有进口120和出口130，进口120用于供流化态半焦流入，出口130用于供流化态半焦流出。需要说明的是，上述“两端处”不仅包括收容腔110在自身的长度方向的两端，也包括分别靠近两端的一定区域。进口120位于出口130的上方。进口120的内壁的任一径向截面可以为圆形。进口120可以位于收容腔110的顶部，也可以位于收容腔110的侧部。出口130的内壁的任一径向截面可以为圆形。出口130可以位于收容腔110的底部。出口130的轴线可以与进口120的轴线重合。
减压部200位于收容腔110。减压部200用于对流化态半焦进行减压。具体地说，减压部200可以位于收容腔110中，也可以构成收容腔110的壁面，例如，收容腔110的底面为圆锥面时，收容腔110的底面可以对流化态半焦进行减压，此时，收容腔110的底面构成减压部200。
减压部200的中部具有通孔210。通孔210的内壁具有径向截面。可选地，任一径向截面为圆形。通孔210的内壁可以为朝出口130逐渐收缩的圆锥面。通孔210的轴线可以与进口120的轴线重合，也可以不重合。减压部200的外周与收容腔110的壁面连接。减压部200的背离出口130的一侧包括朝出口130逐渐收缩的收缩面，以实现对流化态半焦进行减压。具体地，减压部200的背离出口130的一侧可以全部构成收缩面，也可以部分构成收缩面。
减压部200的数量为至少两个，如两个、三个、四个，各减压部200沿收容腔110的长度方向布置。沿朝向出口130的方向，将减压部200分别记为一级减压部、二级减压部、三级减压部……。此时，流化态半焦逐级通过减压部200，被减压至常压后排出。减压部200的数量与系统压力相关。
本申请通过增加减压部200的数量，使得排焦过程中，无需进行阀门控制、充压等操作，实现了排焦过程的连续进行，同时，减压装置10可以不具有泄压过滤器，从而避免了泄压过滤滤芯断裂的问题，降低了粗煤气过滤器滤芯断裂的风险，还省去了阀门切换步骤，进而保证了系统的连续稳定运行。
各减压部200的通孔210的轴线重合，也可以不重合。可选地，各单数级减压部200(包括一级减压部、三级减压部)的轴线重合，各双数级减压部200(包括二级减压部)的轴线重合，双数级减压部200与单数级减压部200不重合。
减压装置10可以还包括流化部，流化部的数量为至少一个，流化部用于向减压部200背离出口130的一侧提供松动气。每个流化部可以分别与一个减压部200对应。上述设置实现了流化附于收缩面的半焦，利于半焦流动，同时松动气可以辅助调节各级减压部200之间的压力，如果减压过快，可以加大松动气量，控制各级减压部200之间的压差，防止减压速率过快。
流化部可以包括管路300，管路300用于供松动气流过，管路300具有出气口310和进气口320，出气口310用于供松动气排出，进气口320用于供松动气进入。可选地，管路300的内壁的任一径向截面为圆形。出气口310可以位于收容腔110的壁面，也可以位于收容腔110中。出气口310可以面向收缩面，也可以位于收缩面，此时，管路300可以位于减压部200中。进气口320可以位于外壳100。管路300可以具有控制阀，控制阀用于控制管路300的通断。
出气口310的数量为至少两个，如两个、三个、四个，各出气口310均匀布置。可选地，部分出气口310环绕减压部200的轴线布置，部分出气口310沿减压部200的径向布置，使得出气口310呈发射状布置。
每个减压部200的背离出口130的一侧可以具有一个压力检测器400，以检测各级减压部200前后的压力。其中，“前后”可以分别解释为上游、下游。例如，系统压力7MPa，具有6个减压部200，一级减压部200减压至4MPa，二级减压部200至减压2Mpa，三级减压部200减压至1MPa，四级减压部200减压至0.5MPa，五级减压部200减压至0.25MPa，六级减压部200减压至接近常压。压力检测器400可以压力表，也可以为压力传感器。
各减压部200的通孔210的内径可以沿朝向出口130的方向逐渐增大，以保持半焦减压速率。减压部200的内径根据减压部200前后的压力差计算得到，为了防止出现阻塞流，减压部200后的压力不得低于减压部200前的压力的1/2。
收缩面可以为圆锥面。圆锥面的锥角的角度优选为60度，以利于半焦流动，同时将减压装置的长度控制在预设范围。圆锥面的锥角的角度大于60度时，不利于半焦流动，小于60度时，减压装置长度将进一步加长。
进口120可以面向收缩面，以提升减压效果。
出口130处具有出口阀500，出口阀500优选盘阀，抗磨蚀性强，同时可以固定开度，进一步控制半焦减压速率。
参阅图2，本申请的实施例提供了一种排焦系统。排焦系统包括流化床20、上述任一实施例中的减压装置10。流化床20用于接收加氢气化炉排出的半焦，对半焦进行降温；减压装置10用于接收流化床20排出的半焦。
本申请的排焦系统中，减压装置10代替了常规的锁斗系统，使得排焦方式由与加氢气化炉隔断后泄压间歇排焦变为连续多级减压排焦，不仅减少了泄压过滤器和阀门的使用，节约了成本，还保证了排焦的连续性和系统的稳定性。另外，本申请的排焦系统中，流化床20代替气化炉底部冷却盘管22，使得半焦的冷却方式由固定床冷焦变为流化床20冷焦，提高了冷却效率，保证了半焦冷却的连续性。
通过采用本申请的排焦系统，整个排焦过程可以描述如下：煤粉在加氢气化炉与高温高压氢气反应产生半焦，大部分半焦通过加氢气化炉底部排出。加氢气化炉底部通过排焦管道30与流化床20相连，排焦管道从流化床20下部伸入流化床20，优选伸入流化床20中心位置。流化床20底部通入流化气，通过分布板21进行均匀分配，进入流化床20中心的高温半焦得到充分流化，如果排焦管道与流化床20壁面齐平进入，由于边壁流化效果差，半焦进入流化床20阻力大，不利于半焦的连续进入。流态化的半焦与冷却盘管22之间换热系数大，换热效果优于堆积的半焦与冷却盘管22换热，设计上不仅能减少冷却盘管22的面积，降低冷却盘管22的体积，还能保证连续排焦的冷却效果。流化床20的溢出口与减压装置10的进口120相连，半焦冷却后进入减压装置10，经减压部200减压至接近常压后排出减压装置10。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种减压装置，其特征在于，包括：
外壳，限定出收容腔，所述收容腔具有预设长度，所述收容腔在自身的长度方向的两端处分别具有进口和出口，进口位于收容腔的顶部，出口位于收容腔的底部；
减压部，位于所述收容腔，所述减压部的中部具有通孔，所述减压部的外周与收容腔的壁面连接，所述减压部的背离所述出口的一侧包括朝所述出口逐渐收缩的收缩面；其中，所述减压部的数量为至少两个，各所述减压部沿所述收容腔的长度方向布置；
流化部，数量为至少一个，所述流化部用于向所述减压部背离所述出口的一侧提供松动气，所述流化部包括管路，所述管路具有出气口和进气口；所述出气口位于所述收缩面；所述进气口位于所述外壳。
2.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
各所述减压部的通孔的轴线重合。
3.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
所述出气口的数量为至少两个，各所述出气口均匀布置。
4.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
每个所述减压部的背离所述出口的一侧具有一个压力检测器。
5.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
各所述减压部的通孔的内径沿朝向所述出口的方向逐渐增大。
6.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
所述收缩面为圆锥面。
7.如权利要求1所述的减压装置，其特征在于，
所述进口面向所述收缩面。
8.一种排焦系统，其特征在于，包括：
流化床，用于接收加氢气化炉排出的半焦；
权利要求1-7任一项所述减压装置，用于接收流化床排出的半焦。
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