CN114874793A - 一种可振打除灰的粉煤热解系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可振打除灰的粉煤热解系统，包括粉煤热解单元、旋风分离器、焦粉加压输送单元、焦粉成浆单元和煤气清洁单元；所述粉煤热解单元的热解产物出口通过管道与旋风分离器的顶部入口连通，旋风分离器顶部的煤气出口通过管道与煤气清洁单元的入口连通；所述旋风分离器底部的焦粉出口、焦粉加压输送单元、焦粉成浆单元相连；所述粉煤热解系统还配置有振打除灰装置和PLC控制器，振打除灰装置的输出端与旋风分离器的外壁接触；振打除灰装置与PLC控制器电连接。本发明的有益效果为：本发明可以绿色高效粉煤热解生产焦浆，并有效利用煤气清洁过程中产生的废水，同时实现热解产物冷却分离、焦浆制备与废水的环保利用。

Description

一种可振打除灰的粉煤热解系统
技术领域
本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种可振打除灰的粉煤热解系统。
背景技术
煤炭中低温环境下热解技术是一种新型的煤炭资源分质利用技术，这一技术在我国很多高校都进行了较为深入研究。随着该技术的不断完善，煤炭中低温热解率已经达到70％左右，而所蕴含的能量占80％左右。然而，该技术在我国实际生产中的使用率不高，未制定完善的热解焦粉标准；而如何将煤炭热解产物焦粉有效利用是现在煤炭中低温热解技术的重点。
现有粉煤热解系统通常利用旋风分离器来分离热解产物，分离过程中旋风分离器的壁面积灰，影响热量传递(金属壁面的传热优于积灰层的传热)，会造成旋风分离器内温度升高，进一步导致旋风分离器内的高温易爆气体(热解产物)引发爆炸，安全风险大；此外，粉煤热解过程中产生的工业废水，污染环境。因此，有必要设计一种安全可靠且节能环保的粉煤热解系统。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种安全可靠且绿色环保的可振打除灰的粉煤热解系统。
本发明采用的技术方案为：一种可振打除灰的粉煤热解系统，包括粉煤热解单元、旋风分离器、焦粉加压输送单元、焦粉成浆单元和煤气清洁单元；所述粉煤热解单元的热解产物出口通过管道与旋风分离器的顶部入口连通，旋风分离器顶部的煤气出口通过管道与煤气清洁单元的入口连通，煤气清洁单元的出口与净煤气输出管路连通；所述旋风分离器底部的焦粉出口通过焦粉加压输送单元与焦粉成浆单元的入口连通，焦粉成浆单元的焦浆出口与煤浆槽连通；所述粉煤热解系统还配置有振打除灰装置和PLC控制器，振打除灰装置的输出端与旋风分离器的外壁接触；振打除灰装置与PLC控制器电连接。
按上述方案，所述粉煤热解单元包括自供热式流化床和供料槽，所述自供热式流化床的顶部设有进料口和热解产物出口，进料口与供料槽的出口相连，热解产物出口通过管道与旋风分离器的入口连通；所述自供热式流化床的底部设有空气入口，空气入口连接有空气管道，空气管道上配置有风扇。
按上述方案，在旋风分离器的外部包覆有夹套，夹套的下部开设有冷却水入口，夹套的上部开设有冷却水出口；所述夹套内增设有温度传感器，温度传感器与PLC控制器相连；所述振打除灰装置的击打端穿过夹套，与旋风分离器的壁面接触。
按上述方案，所述旋风分离器的顶部入口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第一检测结构，旋风分离器顶部的煤气出口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第二检测结构，旋风分离器底部的焦粉出口处设有用于检测焦粉重量的重量传感器；所述第一检测结构、第二检测结构和重量传感器均分别与PLC控制器相连。
按上述方案，所述焦粉加压输送单元包括焦粉收集装置、仓泵、下料阀和输送管道；焦粉收集装置顶部的焦粉入口与旋风分离器底部的焦粉出口连通，焦粉收集装置底部出口与输送管道的入口连通，输送管道的出口与焦粉成浆单元的入口相连；所述仓泵安装在输送支路上，输送支路的入口与氮气源相连，输送支路的出口与输送管道相连。
按上述方案，所述焦粉成浆单元包括带有搅拌器的焦浆槽；焦浆槽的顶部设有清洁废水入口，焦浆槽的侧部设有与输送管道出口相连的焦粉入口，焦浆槽的底部设有焦浆出口，该焦浆出口通过管道与煤浆槽相连。
按上述方案，所述焦粉成浆单元包括湿式除尘器，
按上述方案，煤气清洁单元包括立式的煤气清洁罐和煤气储罐，所述煤气清洁罐的顶部设有煤气出口，煤气出口通过管道与煤气储罐的入口连通，煤气储罐的出口与净煤气供应管道相连；所述煤气清洁罐的煤气入口通过管道与旋风分离器顶部的煤气出口连通；煤气清洁罐的内顶部设有若干喷淋器，煤气清洁罐的底部设有清洁废水出口，清洁废水出口通过管道与焦浆槽顶部的清洁废水入口连通。
本发明的有益效果为：本发明在旋风分离器的外部设计振打除灰装置，利用振打除灰装置击打旋风分离器的外壁，使附着在内壁的积灰脱落，可有效防止旋风分离器散热不及时而发生爆炸，提高了整个系统的安全系数，安全可靠；煤气清洁单元的副产物清洁废水可送入焦粉成浆单元，与热焦粉混合冷却成浆，在绿色高效粉煤热解生产焦浆的同时，有效利用煤气清洁过程中产生的废水，同时实现热解产物冷却分离、焦浆制备与废水的环保利用。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的整体结构示意图。
图2为煤粉热解单元的结构示意图。
图3为煤气清洁单元的结构示意图。
图4为焦粉加压输送单元的结构示意图。
图5为焦粉成浆单元的结构示意图。
其中：1-粉煤热解单元；1.1-自供热式流化床；1.2-供料槽；1.3-风扇；2-旋风分离器；2.1-夹套；3-煤气清洁单元；3.1-煤气清洁罐；3.2-喷淋器；3.3、煤气储罐；4-振打除灰装置；5-PLC控制器；6-焦粉加压输送单元；6.1-焦粉收集装置；6.2-仓泵；6.3-下料阀；6.4-输送管道；7-焦粉成浆单元；7.1-焦浆槽；7.2-搅拌器；7.3-湿式除尘器；8-煤浆槽。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。
如图1所示的一种可振打除灰的粉煤热解系统，包括粉煤热解单元1、旋风分离器2、焦粉加压输送单元6、焦粉成浆单元7和煤气清洁单元3；所述粉煤热解单元1的热解产物出口通过管道与旋风分离器2的顶部入口连通，旋风分离器2顶部的煤气出口通过管道与煤气清洁单元3的入口连通，煤气清洁单元3的出口与净煤气输出管路连通；所述旋风分离器2底部的焦粉出口通过焦粉加压输送单元6与焦粉成浆单元7的入口连通，焦粉成浆单元7的焦浆出口与煤浆槽8连通；所述粉煤热解系统还配置有振打除灰装置4和PLC控制器5，振打除灰装置4的输出端与旋风分离器2的外壁接触；振打除灰装置4与PLC控制器5电连接。本发明中，所述振打除灰装置4为现有结构，具体可为专利文献CN102492480B中的自动振打除灰系统。
优选地，如图2所示，所述粉煤热解单元1包括自供热式流化床1.1和供料槽1.2，所述自供热式流化床1.1的顶部设有进料口和热解产物出口，进料口与供料槽1.2的出口相连，热解产物出口通过管道与旋风分离器2的入口连通；所述自供热式流化床1.1的底部设有空气入口，空气入口连接有空气管道，空气管道上配置有风扇1.3。
本实施例中，通过风扇1.3吹入空气，将热解产物送往夹套2.1式旋风分离器2中。所述自供热式流化床1.1和供料槽1.2均为现有设备，这里不再赘述。
优选地，所述旋风分离器2为夹套式结构；具体地，在旋风分离器2的外部包覆有夹套2.1，夹套2.1的下部开设有冷却水入口，夹套2.1的上部开设有冷却水出口；所述夹套2.1内增设有温度传感器，温度传感器与PLC控制器5相连，以根据温度调节冷却水流量，具体地，当夹套2.1内的冷却水温度和旋风分离器2内的温度相差在1℃内时，减少冷却水的流量，当夹套2.1内的冷却水温度和旋风分离器2中的温度相差在1～10℃时，正常输送冷却水，当夹套2.1内的冷却水温度和旋风分离器2中的温度相差大于10℃时，加压输送冷却水。
本发明中，所述旋风分离器2的顶部入口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第一检测结构，旋风分离器2顶部的煤气出口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第二检测结构，旋风分离器2底部的焦粉出口处设有用于检测焦粉重量的重量传感器；所述第一检测结构、第二检测结构和重量传感器均分别与PLC控制器5相连。
本发明中，所述振打除灰装置4设于旋风分离器2的夹套2.1外部，振打除灰装置4的击打端穿过夹套，与旋风分离器2的壁面接触。夹套2.1内通入冷却水，对旋风分离器2进行冷却；温度传感器、第一检测结构、第二检测结构和重量传感器均为现有结构，这里不再赘述。
优选地，如图4所示，所述焦粉加压输送单元6包括焦粉收集装置6.1、仓泵6.2、下料阀6.3和输送管道6.4；焦粉收集装置6.1顶部的焦粉入口与旋风分离器2底部的焦粉出口连通，焦粉收集装置6.1底部出口与输送管道6.4的入口连通(焦粉收集装置6.1底部出口安装有下料阀6.3)，输送管道6.4的出口与焦粉成浆单元7的入口相连；所述仓泵6.2安装在输送支路上，输送支路的入口与氮气源相连，输送支路的出口与输送管道6.4相连。
本发明中，仓泵6.2对氮气进行加压输送，焦粉通过氮气送往焦粉成浆单元7；所述输送管道6.4采用长半径弯头；所述下料阀6.3采用锁风喂料阀，并配有变频器。
优选地，如图5所示，所述焦粉成浆单元7包括带有搅拌器7.2的焦浆槽7.1；焦浆槽7.1的顶部设有清洁废水入口，清洁废水入口与清洁废水管道连通；焦浆槽7.1的侧部设有与输送管道6.4出口相连的焦粉入口，焦浆槽7.1的底部设有焦浆出口，该焦浆出口通过管道与煤浆槽8相连。
本发明中，所述焦粉成浆单元7包括湿式除尘器7.3，湿式除尘器7.3设于焦浆槽7.1的顶部，与清洁废水管道的支管连通。
本发明中，搅拌器7.2用于将清洁废水和焦粉搅拌混合均匀；湿式除尘器7.3用于吸收上部没有成浆的焦粉；焦粉成浆单元7的焦浆槽7.1将焦粉加压输送单元6送来的焦粉混合清洁废水生成焦浆，并送往煤浆槽8。
优选地，如图3所示，煤气清洁单元3包括立式的煤气清洁罐3.1和煤气储罐3.3，所述煤气清洁罐3.1的顶部设有煤气出口，煤气出口通过管道与煤气储罐3.3的入口连通，煤气储罐3.3的出口与净煤气供应管道相连；所述煤气清洁罐3.1的煤气入口通过管道与旋风分离器2顶部的煤气出口连通；煤气清洁罐3.1的内顶部设有若干喷淋器3.2，煤气清洁罐3.1的底部设有清洁废水出口，清洁废水出口通过清洁废水管道与焦浆槽7.1顶部的清洁废水入口连通。
本发明中，各设备及检测结构、传感器等，均为现有技术，这里不再赘述。
本发明中，所述粉煤热解单元1为粉煤热解反应的场所，原料在该单元内发生热解反应，产生粉煤热解产物；所述旋风分离器2用于分离粉煤热解系统产物中的焦粉和煤气；所述振打除灰装置4用于振打旋风分离器2的外壁，使附着在旋风分离器2内壁上的积灰脱落；所述焦粉加压输送单元6用于将来自旋风分离器2的粉煤输送至焦粉成浆单元7；所述焦粉成浆单元7用于将热焦粉与清洁废水及其添加剂混合制成焦浆；所述煤浆槽8用于接收焦粉成浆单元7混合好的成品焦浆，以备后续储存与运输；所述煤气清洁单元3用于将来自旋风分离器2的粗制煤气经过喷淋除尘得到煤气；所述PLC控制器5用于控制振打除灰装置4。
本发明充分利用煤气清洁单元3产生的清洁废水，将其引入焦粉成浆单元7用于焦粉成浆，获得成品焦浆。
本发明中，PLC控制器5控制振打除灰装置4，利用旋风分离器2原料进口(也即顶部入口)处的第一检测结构检测进入旋风分离器2内的焦粉重量，利用旋风风力器煤气出口处的第二检测结构检测焦粉重量，再利用重量传感器测出从焦粉出口处的焦粉重量，PLC控制器5计算同时间段原料进口减去煤气出口再减去焦粉出口所得的焦粉重量，可以用此数据使多个振打除灰装置4按预定程序敲击除灰，并能根据产能的不同进行调整，具体为：当留在旋风分离器2中的总焦粉重量小于500g时，振打除灰装置4关闭，停止对旋风分离器2的振打；当留在旋风分离器2中的总焦粉重量小于500-1000g时，采用振打除灰装置4的正常频率16.59Hz对旋风分离器2的外壁面进行振打；当留在旋风分离器2中的总焦粉重量大于1000g时，使用振打装置的双倍振打频率33.18Hz对旋风分离器2的壁面进行振打。
本发明可将小颗粒热解与干粉气化进行结合，直接就地转化利用热态热焦粉、处理热解后续工序中产生的高浓度有机废水，并以此替代干粉气化中水蒸气作为辅助气化剂，取消氧气加热系统，最后通过粉煤热解单元1制备合成气(热解产物)，解决低阶煤的高效清洁利用中薄弱环节、最终形成煤炭分质利用的完整闭环。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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 (8)

1.一种可振打除灰的粉煤热解系统，其特征在于，包括粉煤热解单元、旋风分离器、焦粉加压输送单元、焦粉成浆单元和煤气清洁单元；所述粉煤热解单元的热解产物出口通过管道与旋风分离器的顶部入口连通，旋风分离器顶部的煤气出口通过管道与煤气清洁单元的入口连通，煤气清洁单元的出口与净煤气输出管路连通；所述旋风分离器底部的焦粉出口通过焦粉加压输送单元与焦粉成浆单元的入口连通，焦粉成浆单元的焦浆出口与煤浆槽连通；所述粉煤热解系统还配置有振打除灰装置和PLC控制器，振打除灰装置的输出端与旋风分离器的外壁接触；振打除灰装置与PLC控制器电连接。
2.如权利要求1所述的粉煤热解系统，其特征在于，所述粉煤热解单元包括自供热式流化床和供料槽，所述自供热式流化床的顶部设有进料口和热解产物出口，进料口与供料槽的出口相连，热解产物出口通过管道与旋风分离器的入口连通；所述自供热式流化床的底部设有空气入口，空气入口连接有空气管道，空气管道上配置有风扇。
3.如权利要求1所述的粉煤热解系统，其特征在于，在旋风分离器的外部包覆有夹套，夹套的下部开设有冷却水入口，夹套的上部开设有冷却水出口；所述夹套内增设有温度传感器，温度传感器与PLC控制器相连；所述振打除灰装置的击打端穿过夹套，与旋风分离器的壁面接触。
4.如权利要求3所述的粉煤热解系统，其特征在于，所述旋风分离器的顶部入口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第一检测结构，旋风分离器顶部的煤气出口处设有用于检测煤气中焦粉重量的第二检测结构，旋风分离器底部的焦粉出口处设有用于检测焦粉重量的重量传感器；所述第一检测结构、第二检测结构和重量传感器均分别与PLC控制器相连。
5.如权利要求1所述的粉煤热解系统，其特征在于，所述焦粉加压输送单元包括焦粉收集装置、仓泵、下料阀和输送管道；焦粉收集装置顶部的焦粉入口与旋风分离器底部的焦粉出口连通，焦粉收集装置底部出口与输送管道的入口连通，输送管道的出口与焦粉成浆单元的入口相连；所述仓泵安装在输送支路上，输送支路的入口与氮气源相连，输送支路的出口与输送管道相连。
6.如权利要求3所述的粉煤热解系统，其特征在于，所述焦粉成浆单元包括带有搅拌器的焦浆槽；焦浆槽的顶部设有清洁废水入口，焦浆槽的侧部设有与输送管道出口相连的焦粉入口，焦浆槽的底部设有焦浆出口，该焦浆出口通过管道与煤浆槽相连。
7.如权利要求6所述的粉煤热解系统，其特征在于，所述焦粉成浆单元包括湿式除尘器。
8.如权利要求6所述的粉煤热解系统，其特征在于，煤气清洁单元包括立式的煤气清洁罐和煤气储罐，所述煤气清洁罐的顶部设有煤气出口，煤气出口通过管道与煤气储罐的入口连通，煤气储罐的出口与净煤气供应管道相连；所述煤气清洁罐的煤气入口通过管道与旋风分离器顶部的煤气出口连通；煤气清洁罐的内顶部设有若干喷淋器，煤气清洁罐的底部设有清洁废水出口，清洁废水出口通过管道与焦浆槽顶部的清洁废水入口连通。
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