CN204661623U - 一种加压循环流化床的排渣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加压循环流化床的排渣装置，其特点是高温高压灰渣先降温后降压后排放。气化炉底部连接渣收集室和渣排放罐，在渣收集室中利用冷却水和合成气激冷特有的风水共冷的方式冷却高温高压灰渣。夹带灰渣的激冷气经渣收集室出口导气管进入旋风分离器分离净化后循环利用，降温后的带压灰渣落入渣排放罐，经减压至常压后排入渣池后经捞渣机捞出排放。本实用新型设计的加压干法排渣装置省去了螺旋冷渣机，有效解决了加压气化条件下冷渣机容易密封泄露及卡死等问题，从而使得排渣系统能够在加压气化条件下长期稳定运行，节约了维修成本，提高了生产效率。

Description

一种加压循环流化床的排渣装置

技术领域

本实用新型涉及一种加压循环流化床的排渣装置。

背景技术

循环流化床由于较高的原料循环倍率，较高的传热、传质速率，已广泛应用于煤气化和锅炉领域，特别适合于我国劣质煤的利用。目前流化床装置在大型常压气化基本成熟，但常压装置存在生产强度低，能力规模小，相对投资高，压缩功耗高等不利因素，大型加压气化技术是煤化工的发展方向，而大型加压循环流化床工艺并不成熟，技术问题之一是在气化排渣方面。

目前传统的常压流化床均采用以冷却水为介质的螺旋冷渣机排渣，实际生产中将以这种螺旋冷渣机的排渣方式应用在加压循环流化床粉煤气化炉的排渣工艺中，运行状况十分差，具体表现为：气化炉排出的渣受运转设备输送、冷却能力的影响，安全稳定运行状况较差；运转设备高温、加压工况下的密封性性能差以及排出渣的温度高等诸多因素的共同影响，从而导致整个系统不能长周期平稳运行，无法满足加压循环流化床粉煤气化炉排渣工艺的要求。因此如何提高冷渣器的运行安全性和密封可靠性以及解决加压状态下的排渣问题是技术人员需要研究的方向。

CN201074833Y公布了一种自动化密封除灰渣装置，希望通过在冷渣机螺旋推进器的一端安装减速机，下出灰渣口设在密封水槽内，并与螺旋推进器相连接的方式改良冷渣机的密封性能。CN203893204U公布了一种冷渣机进渣密封装置，希望突破原有进渣密封结构单一特点，通过螺旋与兜渣，将走渣通道循环，做到良好的动静结合，使之不存在灰渣泄漏通道，达到防漏渣目的。这些密封装置对常压条件下的冷渣机密封性能的改进有所帮助，但是依然没有能够解决加压状态下冷渣机的密封性能。

CN201241109Y则公布了一种加压循环流化床粉煤气化锁斗排渣装置，通过渣锁斗锁斗渣池、渣锁斗冲洗罐和渣池泵组成一个循环系统，省去了若干锁斗循环泵，也省去了螺旋冷渣机。这种方法与加压气流床中湿法排渣类似，用水激冷对灰渣进行直接冷却后湿法排渣，虽然通过在工艺流程中省去螺旋冷渣机，间接的避免了加压状态下冷渣器的密封泄漏问题，但是水洗灰渣的湿法排渣过程中会产生大量的灰渣废水，给后续废水处理带来困难。

综上所述，加压循环流化床工艺技术的发展依然受冷渣机密封等排渣问题的局限，有必要开发一种加压循环流化床的排渣装置及方法，解决加压状态下的排渣问题，提高排渣系统运行安全性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服已有技术的缺点，解决加压气化条件下冷渣机容易密封泄露及卡死等排渣问题，从而使得排渣系统能够在加压气化条件下长期稳定运行，提高生产效率。

为了实现上述技术构思，本实用新型的技术方案是提供了一种加压循环流化床的排渣装置及方法，提高了排渣系统的密封可靠性和运行安全性。

本实用新型的技术方案是：加压循环流化床的一种排渣方法是：气化炉底部连接渣收集室2和渣排放罐3，在渣收集室2中利用冷却水和激冷气特有的风水共冷的方式冷却高温高压灰渣，夹带灰渣的激冷气从锁斗出来后进入旋风分离器6净化后循环利用。降温后的带压灰渣落入渣排放罐3，经减压至常压后排入渣池5。

本实用新型其特征在于：气化炉1底部连接渣收集室2和渣排放罐3，在渣收集室2中利用冷却水和合成气激冷冷却高温高压灰渣，夹带灰渣的激冷气从渣收集室2出来后进入旋风分离器6分离净化后循环利用，降温后的带压灰渣落入渣排放罐3，经减压至常压后排入渣池5。

优选地，渣收集室2与气化炉底部连接段排渣口7外设有保护水夹套10冷却，渣收集室内置盘管式水冷结构，外壁上设置冷却水入口11和出口12。

优选地，气化炉生成的一部分合成气经净化加压和冷却后，作为激冷气供给渣收集室2；收集室底部一侧设有激冷气入口8，另一侧设置激冷气出口挡板14和激冷气导气管15，导气管15与旋风分离器6入口端相连，导气管轴线与壳体成夹角α的范围30-90°，优选75°，导气管内气体流速为10m/s-17m/s。

优选地，渣收集室锥形底部罐内设置有环形气体分布板13，分布板上布置有1-8圈喷气孔16，喷气孔为圆孔，孔径范围1mm-40mm，每一圈喷气孔数量2-100个。

优选地，渣排放罐3上设置有充压管线9，连接有泄压管线17至灰槽4，可满足渣排放罐内泄压充压的工艺要求，渣排放罐3底部连接渣池5，渣池内设有喷淋水。

本实用新型的设计思路：高温高压灰渣先经渣收集室内冷却降温，后在渣排放罐内泄压降压后排放至渣池。在渣收集室内对灰渣进行冷却水和合成气激冷共同冷却：在渣收集室内设置水冷盘管冷却，同时利用气化炉生成的一部分合成气经过净化加压降温后作为循环激冷气供给渣收集室。从渣排放罐出来的夹带灰渣的循环激冷气经导气管后与气化炉新生成合成气混合后去往旋风分离器，分离后的气体进入后续气体净化流程，分离的灰渣进入气化炉内再次气化。在渣收集室内，灰渣受到合成气激冷气流的上升和平移作用力，与水冷水管壁多次接触充分换热，在激冷气出口导气管内固体灰渣再次经历选择性分离，较未充分反应的较小或较轻的固体灰渣其自身重力不足以克服气流的作用力的灰渣，随循环激冷气流进入旋风分离器后进入气化炉再次循环气化，其余的灰渣最终落入渣排放罐中。为了防止从排渣口出来的灰渣直接进入导气管，在激冷气出口端设置挡板，使灰渣在渣收集室内强制换热。高温高压灰渣在渣收集室中风水冷却降温后，落入渣排放罐，在渣排放罐内实现泄压排渣和充压后再次与渣收集室相连接，完成一个排灰渣流程，最后渣池中灰渣由捞渣机捞出后运出。

本实用新型还具有如下有益效果：

1. 与现有技术相比，开发了新的加压循环流化床排渣工艺流程，取消了位于气化炉底部的螺旋冷渣机，间接地解决了加压气化条件下冷渣机容易密封泄露及卡死等问题。从而使得排渣系统能够在加压气化条件下长期稳定运行，节约了维修成本，提高了生产效率。

2. 本实用新型设计的排渣系统可以在高温高压下运行，由于没有机械转动设备，不容易出现故障。可以很好的实现系统的带压操作，降压工艺过程简单、充压及泄压过程可靠性高、密封效果好，设备使用寿命长、可靠性高。这解决了大型加压循环流化床工艺开发过程中排渣系统承压的技术问题。

3. 利用激冷气和冷却水特有的风水共冷的方式对高温高压的灰渣进行冷却，激冷气可以与高温灰渣更加充分的混合接触，同时在激冷气流的夹带作用下也能够使灰渣与冷却水管壁更加充分的接触，增加换热面积同时延长换热时间，因此可以提高换热效率，同时提高灰渣冷却处理量。在激冷过程能够回收灰渣中的大部分热量，做到热量回收利用。

4. 循环激冷气夹带部分细灰渣回到循环分离器后再次进入气化炉内，再次循环气化加大了循环倍率，有利用提高气化效率。同时循环激冷气和合成气混合，能够降低一级旋风分离器的入口温度，保护设备。

5. 降温降压后的灰渣最终落入渣池，在湿态下运输和保存有效的避免了装置现场的飞灰粉尘污染，同时用水量很少，不会给后续污水处理带来负担。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种加压循环流化床的排渣装置及方法流程图；

图2为本实用新型提供的一种加压循环流化床的排渣装置渣收集室结构图。

图3为本实用新型提供的一种加压循环流化床的排渣装置分布板结构图。

附图标记说明：

1、气化炉；2、渣收集室；3、渣排放罐； 4、灰槽；5、渣池； 6、旋风分离器；7、排灰渣口； 8、激冷气入口；9、充压管线；10、水夹套；11、冷却水入口； 12、冷却水出口；13、气体分布板； 14、挡板；15、激冷气出口导气管；16、气孔；17、泄压管线。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1所示，为本实用新型提供的一种加压循环流化床的排渣装置及方法示意图，包括以下步骤：气化炉1底部连接渣收集室2和渣排放罐3，在渣收集室2中利用冷却水和合成气激冷冷却高温高压灰渣，夹带灰渣的激冷气从锁斗出来后进入旋风分离器6分离净化后循环利用，降温后的带压灰渣落入渣排放罐3，经减压至常压后排入渣池5后经捞渣机捞出后排出。

在渣收集室2内，对灰渣进行风水共冷：渣收集室2内置盘管式水冷结构，外壁上设置冷却水入口11和出口12。激冷气从入口经气体分布板上13的圆形气孔16喷入，夹带灰渣与渣收集室2内的水冷盘管充分换热后，在激冷气出口导气管15内固体灰渣再次经历选择性分离，较未充分反应的较小或较轻的固体灰渣其自身重力不足以克服气流的作用力的灰渣随循环激冷气流进入旋风分离器6后进入气化炉再次循环气化，其余的灰渣最终落入渣排放罐3中。一段时间后切断渣收集室2和排渣罐3的连接，渣排放罐3经泄压管线17泄压至灰槽4，灰渣排放至渣池5，之后渣排放罐经充压管线9充压后再次与渣收集室2相连接，完成一个排灰渣流程，渣池中灰渣由捞渣机捞出后运出。

实例1

以煤为原料的日处理量为600吨的循环流化床煤气化装置为例，气化压力为0.6MPa，气化温度为1050℃，碳转化率高于93%，装置生成煤气产量57420 Nm3/h，灰渣约6000kg/h。装置生成的合成气净化后，一部分气体进入下游工艺，另一部分约17%的合成气经压缩机加压后，必要时经水冷却器冷却至110℃左右，作为循环激冷气供给渣收集室。灰渣从气化炉内落入渣收集室中，在渣收集室内采用冷却水和循环激冷气共同激冷。其操作参数和可达到的主要性能指标如下：

激冷气流量：9841 Nm³/h；

激冷气入口温度：110℃；

激冷气出口温度：200℃；

冷却水量5400kg/h；

冷却水入口温度：40℃；

冷却水出口温度：80℃；

灰渣入口温度：900℃；

灰渣出口温度：200℃；

在渣收集室内，灰渣被合成气夹带与水冷盘管充分接触换热，在激冷气和激冷水的共同冷却作用下，灰渣被冷却降温。通过激冷气出口导气时，气流速度约为13m/s，灰渣受到自身重力与上升激冷气流的作用力影响再次经过选择性分离，灰渣中约5%-10%的灰渣被激冷气流夹带进入旋风分离器净化，剩下的灰渣落入渣排放罐中。在渣排放罐中泄压至常压后落入渣池中，最后被捞渣机捞出后运走。

由此可见，本实用新型有效解决了加压气化条件下冷渣机容易密封泄露及卡死等排渣问题，从而使得排渣系统能够在加压气化条件下长期稳定运行，节约了维修成本，提高了生产效率，具有明显的技术创新优势。

Claims (5)

1.一种加压循环流化床的排渣装置，包括：渣收集室（2）、渣排放罐（3）、渣池（5）和旋风分离器（6），其特征在于：

在气化炉（1）的底部连接有渣收集室（2）和渣排放罐（3），渣排放罐（3）设置在渣收集室（2）下方；

激冷气经渣收集室出口导气管（15）进入旋风分离器（6）分离净化后循环利用，降温后的带压灰渣落入渣排放罐（3），经减压至常压后排入渣池（5）。

2.如权利要求1所述的一种加压循环流化床的排渣装置，其特征在于：

    渣收集室（2）与气化炉底部连接段排渣口（7）外设有保护水夹套（10）冷却，渣收集室（2）内置盘管式水冷结构，盘管内流动的冷却介质为冷却水或水蒸汽，外壁上设置冷却水入口（11）和出口（12）。

3.如权利要求2所述的一种加压循环流化床的排渣装置，其特征在于：渣收集室（2）底部一侧设有激冷气入口（8）；另一侧设置激冷气出口挡板（14）和导气管（15），导气管（15）与旋风分离器（6）入口端相连，导气管轴线与壳体成夹角α的范围30-90°，优选75°，导气管内气体流速为10m/s-17m/s。

4.如权利要求3所述的一种加压循环流化床的排渣装置，其特征在于：渣收集室（2）锥形底部罐内设置有环形气体分布板（13），分布板上布置有1-8圈喷气孔（16），喷气孔为圆孔，孔径范围1mm-40mm，每一圈喷气孔数量2-100个。

5.如权利要求4所述的一种加压循环流化床的排渣装置，其特征在于：渣排放罐（3）上设置有充压管线（9），连接有泄压管线（17）至灰槽（4），可满足渣排放罐内泄压充压的工艺要求，渣排放罐（3）底部连接渣池（5），渣池内设有喷淋水。