CN203610204U

CN203610204U - 炉渣处理装置及炉渣处理系统

Info

Publication number: CN203610204U
Application number: CN201320833850.0U
Authority: CN
Inventors: 李伟; 赵晓明; 李金来
Original assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2023-12-17

Abstract

本实用新型提供了一种炉渣处理装置及炉渣处理系统，涉及煤气化技术领域，为通过简单工艺在不造成噪音污染的情况下有效地分离炉渣中粒径相同或相近的玻璃质渣体和碳粒而设计。包括：通过流动液体的冲洗作用将炉渣中的玻璃质渣体和碳粒相互分离的分离装置；用于沉降所述液体中碳粒的沉降装置；所述分离装置与所述沉降装置之间设有用于含有碳粒的液体流通的通道。本实用新型适用于炉渣中玻璃质渣体和碳粒的分离。

Description

炉渣处理装置及炉渣处理系统

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种炉渣处理装置及炉渣处理系统。

背景技术

煤气化是高效、洁净利用煤炭的主要途径之一，受到广泛应用。煤气化主要通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，该过程同时会产生炉渣等副产品。其中，炉渣主要包括玻璃质渣体和未气化的碳粒，对炉渣进行处理以使玻璃质渣体和碳粒相互分离，则分离后的碳粒能够燃烧利用以提供热量，而分离后的玻璃质渣体可用于建筑行业；因而对炉渣处理的研究能够起到综合利用资源、节能减排的作用，可以发展循环经济。

目前，现有技术主要通过摇床分离和振动筛分离方式处理炉渣，这两种方式都利用振动方式来实现玻璃质渣体和碳粒的分离，分离过程中噪音比较大，容易造成噪音污染；且这些方式对于炉渣中粒径相差较大的玻璃质渣体和碳粒能够较好的分离，但对于炉渣中粒径相同或相近的玻璃质渣体和碳粒则分离效果较差，从而导致碳粒中玻璃质渣体含量较多，因而会影响碳粒的燃烧使用。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种炉渣处理装置及炉渣处理系统，能够通过简单的工艺在不造成噪音污染的情况下有效地分离炉渣中粒径相同或相近的玻璃质渣体和碳粒，从而实现炉渣的综合利用。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供了一种炉渣处理装置，包括：

通过流动液体的冲洗作用将炉渣中的玻璃质渣体和碳粒相互分离的分离装置；

用于沉降所述液体中碳粒的沉降装置；

所述分离装置与所述沉降装置之间设有用于含有碳粒的液体流通的通道。

可选地，所述分离装置为上方开口的池状结构；

所述分离装置上方或者所述分离装置中设有传送装置，用于将所述炉渣从所述分离装置的一端传送到所述分离装置的另一端以远离所述分离装置。

优选地，所述传送装置以预定角度倾斜设置。

优选地，所述分离装置的底部或侧壁设有第一出口，用于排出沉降在所述分离装置底部的所述碳粒。

可选地，所述分离装置为上端开口下端收缩的筒体，所述筒体为中空结构，所述炉渣从上端开口处进入所述筒体并能容纳在所述筒体中。

优选地，所述筒体为双层结构，所述筒体的内层与外层之间为环隙，且内层与外层之间的上部设有第一开口，用于使所述液体进入所述环隙；

所述内层的底部设有第二开口，用于使所述环隙中的液体进入所述筒体并喷洗所述炉渣。

优选地，所述筒体外层的底部设有用于所述玻璃质渣体排出的第二出口。

可选地，所述沉降装置为池状结构。

优选地，所述沉降装置的底部或侧壁设有用于所述碳粒排出的第三出口。

优选地，还包括用于将所述沉降装置中的上层液体返回所述分离装置的抽提设备。

另一方面，本实用新型还提供了一种炉渣处理系统，包括上述技术方案提供任意一种或多种所述的用于处理炉渣的炉渣处理装置。

本实用新型实施例提供的炉渣处理装置、炉渣处理系统，由于炉渣中玻璃质渣体和碳粒的密度差异较大，易在流动液体的作用下将二者相互分离，分离后密度较大的玻璃质渣体离开分离装置，而密度较小的碳粒将随液体进入分离装置或者通过通道进入沉降装置，并在其中沉降以回收利用，这样，利用炉渣中玻璃质渣体和碳粒密度的差异，不论二者粒径相差较大还是相同或相近，都能够通过流动的液体介质有效的实现分离，得到纯度较高的碳粒，从而实现能源的综合利用；并且，本实用新型实施例提供的炉渣处理装置结构、工艺简单，与现有技术相比，分离过程不采用振动方式，因而不易产生噪音污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种炉渣处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种炉渣处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种炉渣处理装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种炉渣处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种炉渣处理装置，包括：通过流动液体的冲洗作用将炉渣中的玻璃质渣体和碳粒相互分离的分离装置10；用于沉降液体中碳粒的沉降装置30；分离装置10与沉降装置30之间设有用于含有碳粒的液体流通的通道50。

本实用新型实施例提供的炉渣处理装置，由于炉渣中玻璃质渣体和碳粒的密度差异较大，易在流动液体的冲洗作用下将二者相互分离，分离后密度较大的玻璃质渣体离开分离装置10，而密度较小的碳粒将随液体进入分离装置10或者通过通道50进入沉降装置30，并在其中沉降以回收利用，这样，利用炉渣中玻璃质渣体和碳粒密度的差异，不论二者粒径相差较大还是相同或相近，都能够通过流动的液体介质有效的实现分离，得到纯度较高的碳粒，从而实现能源的综合利用；并且，本实用新型实施例提供的炉渣处理装置结构、工艺简单，与现有技术相比，分离过程不采用振动方式，因而噪音污染较小。

如图2所示，本实用新型实施例提供的炉渣处理装置中，分离装置10可以为上方开口的池状结构11；池状结构11的上方设置有传送装置70，炉渣a从池状结构11的一端落入到传送装置70上，并随传送装置70传送到池状结构11的另一端；传送过程中，使用液体d喷洗炉渣a，炉渣a中的碳粒b因密度小、粒径小将随液体d进入池状结构11，而玻璃质渣体c因密度大、粒径较大仍存留在传送装置70上，并通过传送装置70离开池状结构11，这样，便实现了玻璃质渣体c和碳粒b的相互分离。

具体地，池状结构11可以为任意形状，比如矩形、圆形、椭圆形、菱形或三角形等，或者分离装置10还可以为任意形状的水槽，只要具有一定容积即可，由于分离过程中，部分碳粒b会沉降在分离装置10底部，因而分离装置10底部可以设置成倾斜结构或者沉降槽类似的结构，以利于沉积在底部的碳粒的排出，本实用新型对此不作限定。

具体地，液体d可以为水，或者为乙醇或甲醇，当然也可以是含有指定药剂的水溶液，以加速碳粒b的沉降，从而提高玻璃质渣体c和碳粒b的分离速率，该药剂可以为捕收剂或絮凝剂等；液体d喷洗炉渣c时，可以如图2所示在一个地方喷洗，也可以在多个地方同时喷洗，以更好地使玻璃质渣体c和碳粒b相互分离。

如图2所示，传送装置70可以为传送带，且传送装置70可以如图2所示以预定角度倾斜设置，比如10°～60°，优选20°～30°，也可以水平设置；传送装置70的表面可以设置一定的凹凸结构，以保证良好的液体d流通通道，并保证玻璃质渣体c在液体d的喷洗下不会离开传送装置70以及方便碳粒b随液体d流动，本实用新型对传送装置70的表面结构不作具体限定。优选地，传送装置70的两侧可以设置具有一定高度、一定长度的挡板或类似结构的部件，以保证炉渣a全部散落到传送装置70上，并且在传送过程中也不会散落离开传送装置70。

进一步地，如图2所示，传送装置70上方可以设置有接渣装置114，用于将从排渣口（未示出）排出的炉渣a引导至传送装置70上，从而使炉渣a全部落在传送装置70上，而不会散落至分离装置10内；具体地，接渣装置114可以为圆柱与圆锥的组合体，圆锥体，也可以为圆柱与圆锥及圆柱的组合体等形式，只要能起到接收炉渣a并使其下降至传送装置70的作用即可，本实用新型对此不作限定；并且，该接渣装置114的下端与传送装置70之间的间距可以根据实际需要作相应的调整，本实用新型对此不作限定。

如图2所示，分离装置10的底部可以设有第一出口111，这样，随着分离过程的进行，当部分碳粒b沉降在分离装置10的底部时，可以通过第一出口111排出；且第一出口111处可以设有第一泥浆泵113，从而可以自动将分离装置10底部的碳粒b泵出，而不需要人工操作。可选地，第一出口111也可以设置在分离装置10的侧壁，只要能够通过该出口排出碳粒b即可，本实用新型对此不作限定。另外，第一出口111与第一泥浆泵113之间可以设有阀门（未示出），当需要更换或维修第一泥浆泵113时，可以关闭阀门从而避免分离装置10中的液体d及碳粒b流出。

分离装置10上端还可以设有溢流口115，通道50通过溢流口115连接在分离装置10上，这样，随着分离过程的进行，当液位到达溢流口115所在的高度后，含有部分碳粒b的上层液体d将通过溢流口115经通道50进入沉降装置30，以进行进一步沉降；进一步地，为了降低接收炉渣a时的波动对碳粒b沉降的扰动，溢流口115最好设置在远离接收炉渣一侧。

如图2所示，沉降装置30可以为池状结构，且该池状结构可以为任意形状，比如矩形、圆形、椭圆形、菱形或三角形等，或者沉降装置30还可以为任意形状的水槽，只要具有一定容积即可，本实用新型对此不作限定；沉降装置10底部可以设置成倾斜结构或者沉降槽类似的结构，以利于沉积在底部的碳粒的排出；且沉降装置30底部倾斜结构的较低端还可以设有第三出口31，从而使沉降在底部的碳粒b通过该第三出口31排出，以进行回收利用；且第三出口31处可以设有第二泥浆泵33，从而可以自动将碳粒b泵出，而不需要人工操作。可选地，第三出口31也可以设置在沉降装置30的侧壁，只要能够通过该出口排出碳粒b即可，本实用新型对此不作限定。另外，第三出口31与第二泥浆泵33之间还可以设有阀门（未示出），当需要更换或维修第二泥浆泵33时，可以关闭阀门从而避免沉降装置30中的液体d及碳粒b流出。

另外，如图2所示，该炉渣处理装置还可以包括抽提设备，用于将沉降装置30中的上层液体返回分离装置10中，例如，该抽提设备可以为泵35，该泵35的进水管放在沉降装置30内、出水管设在分离装置10上端，用于将沉降装置30中的上层液体泵回分离装置10，从而循环使用以再次喷洗炉渣a；具体地，泵35可以为离心泵、往复泵等多种形式，本实用新型对此不作限制。由于分离过程在分离装置10中进行，此时多数碳粒b会沉降在分离装置10底部，而液体d中没有沉降的碳粒b将进入沉降装置30再次进行沉降；适当延长碳粒b在沉降装置30中沉降时间，则碳粒b基本都会沉降到沉降装置30底部，而沉降装置30的上层液体d将含极少量的碳粒b，通过泵35将这部分液体d重新抽送到分离装置10，能够达到液体介质的循环利用。

具体地，通道50可以为普通的水管或其他形式通道，连接在分离装置10的溢流口115及沉降装置30之间，由于沉降装置30可以为任意形状的池状结构，因而该水管可以延伸到池状结构靠近池子底部的位置处，具体可以如图2所示，从而使含有碳粒b的液体d流进沉降装置30时尽量不会造成波动，以降低对沉降过程的干扰。

本实用新型实施例提供的炉渣处理装置，采用水、甲醇、乙醇或含有指定药剂的水溶液作为液体介质分离碳粒b和玻璃质渣体c，噪音污染较小；分离过程中，炉渣a的进料量，传送装置70的长度、倾斜角度及传输速度，液体d的喷洗量及喷洗速度，第一泥浆泵113及第三泥浆泵33的转速等参数均可以根据实际情况任意调节，从而得到纯度较高的碳粒b，且此碳粒b由于纯度较高，其干燥后燃烧的热值高达5000～6000kcal/kg，而现有技术由于分离后的碳粒含有较多的玻璃质渣体，其燃烧时热值远低于此数值；并且，传送装置70、液体d喷洗、泵35、第一泥浆泵113及第三泥浆泵33均可以连续运作，即炉渣a进料及玻璃质渣体c排出可以连续运转、液体d喷洗可以连续运转、液体d的循环过程可以连续运转、碳粒b的排出可以连续运转，这样，整个炉渣处理装置可以实现炉渣a的自动化连续分离及实现液体介质的循环使用。

与图2所示的炉渣处理装置所不同的是，图3所示的炉渣处理装置中，传送装置70设置在分离装置10中，并且以预定角度倾斜设置，比如10°～60°，优选30°～45°，炉渣a从分离装置10的一端落入到传送装置70的较低端，并随传送装置70传送到分离装置10的较高端；传送过程中，使用液体d喷洗炉渣a，炉渣a中的碳粒b因密度小、粒径小将随液体d进入分离装置10；并且，随着分离过程的进行，分离装置10中的液位逐渐上升，这样，在炉渣a落入传送装置70较低端的过程中，碳粒b因密度小、粒径小将由于液体d的流动而随其进入分离装置10，而玻璃质渣体c由于重力作用将落到传送装置70上，并且随着传送装置70被传送到分离装置10的较高端以离开分离装置10。

当然，传送装置70也可以水平设置，即整个传送装置70水平的设置在分离装置10中，本实用新型对此不作限制。

如图3所示，分离装置10中还可以设有挡板112，并位于传送装置70的上端，将分离装置10的上部分隔成A、B两部分，其中，B部分上端设有溢流口115。炉渣a从B部分的上方落到传送装置70上，分离后的玻璃质渣体c随传送装置70从A部分的上方离开分离装置10；液体d从A部分喷洗炉渣a，经挡板112底部进入B部分，并通过溢流口115经通道50进入沉降装置30。具体地，挡板112可以为直板，也可以为弧形板，且挡板112底部与传送装置70之间的距离可根据实际需要进行调整，总之，挡板112只要能起到隔离分离装置10的作用即可，本实用新型对此不作限定。

与图2所示的实施例类似的，图3所示的实施例中也可以包括接渣装置114，且由于传送装置70设置在分离装置10中，传送装置70的最低端位于液面以下，相应地，接渣装置114的下端也可以位于液面以下；并且，传送装置70的两侧可以设置具有一定高度、一定长度的挡板或类似结构的部件。

分离过程中，炉渣a从B部分落入分离装置10中的传送装置70上，分离后的玻璃质渣体c从A部分离开分离装置10，而液体d则恰好相反，其从A部分进入分离装置10而从B部分离开，这样，炉渣a进入时产生的碳粒b一部分漂浮在B部分的液面上、一部分沉降于分离装置10底部，而A部分的液面漂浮量很少，当分离后的玻璃质渣体c离开液面时基本不会携带碳粒b，从而进一步保证更好的分离效果。因而，优选地，溢流口115最好设置在B部分接近接渣通道114一侧。

与图2及图3所示的炉渣处理装置所不同的是，图4所示的炉渣处理装置中，分离装置10为上端开口下端收缩的筒体12，该筒体12为中空结构，炉渣从上端开口处进入筒体12并能容纳在该筒体中；液体d从筒体12底部向上喷洗筒体12中的炉渣a，则炉渣a中的碳粒b由于密度小粒径小，将在流动液体a的作用下与玻璃质渣体c分离；随着液体d的不断喷入，筒体12中的液位逐渐升高，当上升到溢流口115所在的高度后，碳粒b将随着液体d通过通道50离开筒体12进入沉降装置30，而玻璃质渣体c则仍然保留在筒体12中，这样，便实现了玻璃质渣体c和碳粒b的相互分离。

具体地，筒体12内部可以设置搅拌装置（未示出），或者筒体12底部也可以设置曝气装置（未示出）以加速流体扰动，曝气时可以通入氧气、氮气、空气等多种气体，本实用新型对此不作限制。

具体地，如图4所示，筒体12也可以为双层结构，该筒体的内层与外层之间为环隙125，且内层与外层之间的上部设有至少一个第一开口121，并且除第一开口121之外的其他地方均被密封，这样，液体d只能通过第一开口121进入环隙125；内层的底部设有第二开口122，这样，进入环隙125中的液体d能够通过第二开口122进入筒体12的内部并喷洗炉渣a。优选地，如图4所示，筒体12的内层需稍微高于外层。

进一步地，可以使进入筒体12中环隙125的液体d具有一定的压力，以使液体d具有一定的动力并以一定的流速从内层的底部进入筒体12，从而使碳粒b在液体d的作用下离开玻璃质渣体c；随着分离过程的进行，当筒体12中液位到达一定位置后，将通过内层的溢流口115经通道50进入沉降装置30进行沉降。另外，筒体12的底部可以设有第二出口127，且该出口处可以安装有阀门123，分离过程中，阀门123处于闭合状态，分离过程结束当容纳在筒体12中的炉渣a被分离的只剩下玻璃质渣体c时，阀门123打开，玻璃质渣体c可以通过第二出口127排出。

本实施例中，分离装置10可以为上端开口下端收缩的筒体，比如圆锥体的筒体、或如图4所示的圆柱体与圆锥体的组合筒体，也可以仅为上端开口的筒体，比如圆柱体的筒体、长方体的筒体等，总之，只要能容纳适量的炉渣a达到分离的目的即可，本实用新型对分离装置的具体结构不作限定。

本实用新型提供的炉渣处理装置处理炉渣时，是一个间歇式过程，每次在分离装置10中添加适量的炉渣a，当分离成玻璃质渣体c后排出，从而进行下一周期的分离。

或者，如图4所示，本实用新型实施例中，分离装置10的底部与第二出口127相连接的位置处设有玻璃质渣体收集装置128，且收集装置128的底部设有第三出口（未示出）；处理过程中，阀门123打开，第三出口关闭，以一定流量向分离装置10中连续添加炉渣a，并同时使用液体d喷洗该炉渣a，分离后的玻璃质渣体c经阀门123排至玻璃质渣体收集装置128，当玻璃质渣体收集装置128内的玻璃质渣体c收集到一定量时，关闭阀门123，打开第三出口，使玻璃质渣体收集装置128内的玻璃质渣体c排出；排渣结束后，关闭第三出口，重新打开阀门123，以进行下一周期的分离。

需要说明的是，分离过程中，由于阀门123打开，液体d也会通过第二出口127进入玻璃质渣体收集装置128中，但随着分离后的玻璃质渣体c不断落入玻璃质渣体收集装置128，其中的液体d将会被重新挤压到筒体12中，这样分离过程中，液体d的循环过程依然是：通过第一开口121进入间隙125，通过第二开口122进入筒体12，再通过溢流口115将碳粒b带离分离装置10。

具体地，玻璃质渣体收集装置128可以是任何形状，只要具有一定的容积能够容纳一定量的玻璃质渣体c即可，本实用新型对此不做限定。

本实用新型提供的炉渣处理装置处理炉渣时是一个半连续式过程，处理过程中炉渣a连续添加到筒体12中，泵35连续工作，而当玻璃质渣体收集装置128收集一定量时，比如已收集满，停止添加炉渣a，关闭阀门123并打开第三出口以排出玻璃质渣体收集装置128中的玻璃质渣体c，而此时泵35依然连续工作，从而避免间歇式分离过程中泵35因频繁开启闭合而造成的损伤。

可选地，玻璃质渣体收集装置128排渣时，也可以继续连续添加炉渣a，排渣结束后，关闭第三出口，用液体d为玻璃质渣体收集装置128冲压，冲压结束后再打开阀门123，从而实现连续操作。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种炉渣处理系统，其包括上述实施例提供的任一种或多种用于处理炉渣的炉渣处理装置，该炉渣处理系统可以是本实用新型实施例提供的任一种炉渣处理装置的多级组合，即包括多个同一种炉渣处理装置；或者该炉渣处理系统可以是本实用新型实施例提供的多种炉渣处理装置的多级组合，即包括多个不同种类的炉渣处理装置。

例如，该炉渣处理系统可以包括两个如图2所示的炉渣处理装置，其中，由第一级炉渣处理装置的泥浆泵排出的碳粒再进入第二级炉渣处理装置的传送装置上进行进一步分离，以达到更高的分离效果；或者，该炉渣处理系统可以包括一个如图2所示的炉渣处理装置和一个如图4所示的炉渣处理装置，其中，由第一级如图4所示的炉渣处理装置的玻璃质渣体收集装置排出的玻璃质渣体可以进入第二级如图2所示的炉渣处理装置的传送装置上进行进一步分离，以达到更高的分离效果。总之，本实用新型实施例提供的炉渣处理系统可以包括本实用新型提供的炉渣处理装置的任意组合，因而也能达到上述所述的有益效果，并且由于多级连续分离，分离效果会更好，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种炉渣处理装置，其特征在于，包括：

用于沉降所述液体中碳粒的沉降装置；

2.根据权利要求1所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述分离装置为上方开口的池状结构；

3.根据权利要求2所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述传送装置以预定角度倾斜设置。

4.根据权利要求2所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述分离装置的底部或侧壁设有第一出口，用于排出沉降在所述分离装置底部的所述碳粒。

5.根据权利要求1所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述分离装置为上端开口下端收缩的筒体，所述筒体为中空结构，所述炉渣从上端开口处进入所述筒体并能容纳在所述筒体中。

6.根据权利要求5所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述筒体为双层结构，所述筒体的内层与外层之间为环隙，且内层与外层之间的上部设有至少一个第一开口，用于使所述液体进入所述环隙；

7.根据权利要求6所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述筒体外层的底部设有用于所述玻璃质渣体排出的第二出口。

8.根据权利要求1-7任一项所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述沉降装置为池状结构。

9.根据权利要求8所述的炉渣处理装置，其特征在于，所述沉降装置的底部或侧壁设有用于所述碳粒排出的第三出口。

10.根据权利要求1所述的炉渣处理装置，其特征在于，还包括用于将所述沉降装置中的上层液体返回所述分离装置的抽提设备。

11.一种炉渣处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项或多项所述的用于处理炉渣的炉渣处理装置。