CN204823256U - 一种含碳固体物料的混合给料器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤气化加压给料技术领域，具体涉及一种含碳固体物料的混合给料器。该设备由物料缓冲室、变径流化室、气相喷嘴、气固混合室、物料加速室、衡压口和出料口组成。以高压输送气为介质，利用气体在混合给料器内形成的局部负压将含碳固体物料吸入混合腔，实现气、固两相流的均匀混合。与传统技术相比，该设备与锁斗系统结合使用，能够拓宽固体物料的使用范围，避免密相输送过程中造成的架桥、堵塞、团聚等问题，更易于工程化应用。

Description

一种含碳固体物料的混合给料器

技术领域

本实用新型涉及煤气化加压给料装置，特别涉及一种能将气、固两相流均匀混合，并连续稳定输送至反应炉内的含碳固体物料的混合给料器。

背景技术

加压煤气化中，固体物料的输送包括机械输送和气力输送两种，加压情况下，气力输送效果优于机械输送。煤粉的输送主要采用锁斗技术，即通过锁斗将干燥的粉煤从常压仓间断输至给料仓，粉煤在给料仓内流化后，再采用载气将含碳固体物料通过密相或稀相输送的方式送至气化炉内。

干煤粉加压进料技术的基本原理为间歇升压、连续加压进料，其典型代表是Shell工艺和GSP工艺。Shell气化炉采用下出料发送罐供料器加上管道密相输送供煤，GSP采用上出料发送罐供料和管道密相输送系统供煤，在发送罐的底部有流化板及搅拌器，输煤管从罐顶部引出并通至气化炉顶部的喷嘴。Shell气化炉的下出料发料罐能够得到最高的料气比值，罐内物料可全部排空，因此大多数新型高压供料装置均按下出料型式设计。煤粉经下出料方式输出后，容易出现以下缺陷：(1)煤粉与输送气呈明显的分层流动，输送过程物料架桥、堵塞管道；(2)输送不稳定，受物料颗粒形态及流化状态影响较大，超细颗粒易团聚；(3)现有的预混设备，诸如螺旋给料器、旋转阀给料器等结构复杂、故障率高；(4)固体物料难以拓宽至其它原料。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够将气、固两相流均匀混合，并呈流态化连续、稳定输送的含碳固体物料的混合给料器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括物料缓冲室、变径流化室、气相喷嘴、气固混合室、物料加速室、衡压口和出料口；

所述的物料缓冲室位于变径流化室上部，其轴线与变径流化室轴线重合，所述的气固混合室与变径流化室垂直相交并贯通，所述的气相喷嘴与气固混合室法兰对接并伸入气固混合室腔内，所述的气固混合室、物料加速室及出料口轴线重合，水平顺序相互连通；所述的衡压口设置在物料加速室与出料口之间。

所述的气相喷嘴通径为15～200mm。

所述的变径流化室为竖立锥筒形结构，锥角α为10°～80°。

所述的物料加速室为水平锥筒形结构，锥角α为10°～80°。

本实用新型的含碳固体物料包括煤、焦末、油页岩、石油焦、干污泥和生物质中的一种或多种的混合物，混合给料器的操作温度为5～90℃，操作压力为0.1～7.0MPaA。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优势：

以高压输送气为介质，利用气体在混合给料器内形成的局部负压将含碳固体物料吸入混合腔，实现气、固两相流的均匀混合，并流化喷入反应器内。含碳固体物料在自重和负压的作用下进入物料缓冲室，并在变径流化室内加速流化，输送气与被吸入的含碳固体物料在气固混合室垂直交汇，迅速充分混合，气、固混合料经物料加速室的特殊水平锥筒加速后，即在出料口形成连续、稳定、均匀的气固混合射流。与传统技术相比，该设备与锁斗进料系统结合使用，能够拓宽固体物料的使用范围，实现物料的连续稳定输送，避免密相输送过程中造成的架桥、堵塞、团聚等问题；设备结构紧凑，内部无移动件、维护方便；占用空间少，易于工程化应用。

通过设置通径范围在15～200mm的气相喷嘴，实现输送气喷射流速及流量调节，达到工艺与含碳固体物料颗粒粒度的匹配；

通过设置衡压口，平衡物料缓冲室和物料出口的压力，避免下料不畅及堵塞等问题；

通过设置变径流化室和物料加速室为锥筒形结构，锥角α为10°～80°，实现工艺介质的均匀混合、稳定流化。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

1、物料缓冲室2、变径流化室3、气相喷嘴4、气固混合室5、物料加速室6、衡压口7、物料出口

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1，本实用新型由物料缓冲室1、变径流化室2、气相喷嘴3、气固混合室4、物料加速室5、衡压口6和出料口7组成；

混合给料器外形轮廓呈倒T字形；物料缓冲室1置于变径流化室2上部，其轴线与变径流化室轴线重合；气固混合室4与变径流化室2垂直相交并贯通；气相喷嘴3与气固混合室4法兰对接并伸入气固混合室4腔内；气固混合室4、物料加速室5及出料口7轴线重合，水平顺序相互连通；衡压口6设置在物料加速室5与出料口7之间。

物料缓冲室1呈圆筒形结构，用于缓冲来料，平稳进料过程；变径流化室2位于物料缓冲室1下方，为垂直锥筒形结构，锥角α为10°～80°，用于将物料二次流化；高速输送气通过可伸缩通径15～200mm的气相喷嘴进入气固混合室4，与含碳固体物料垂直交汇，迅速混合并形成气固混合物流化输出，气固混合物输出的瞬间腔内形成局部负压，进一步将变径流化室2内物料吸入腔内；物料加速室5为水平锥筒结构，锥角α为10°～80°，气固混合物经水平锥筒加速到设计速度，即在出料口7形成连续、稳定、均匀的混合射流；通过设置衡压口6，用于平衡物料缓冲室1和物料出口7的压力，避免下料不畅及堵塞等问题；该装置能够输送的含碳固体物料包括煤、焦末、油页岩、石油焦、干污泥、生物质的一种或多种的混合物。

设备正常运行时，操作温度为5～90℃，操作压力为0.1～7.0MPaA。首先打开与气相喷嘴3的输送气流量调节至工艺规定最小值，输送气进入气固混合室4，在变径流化室2正下方产生局部高负压；打开与物料缓冲室1联通的管道阀门，来自锁斗系统的含碳固体物料下料，并在此进行缓冲、稳定进料。负压作用下，含碳固体物料迅速经过变径流化室2，缩径变化促进含碳固体物料进一步流化；含碳固体物料通过自重和负压作用下进入气固混合室4后，输送气与被吸入的含碳固体物料在气固混合室4垂直交汇，迅速混合并流化输出。流化混合的物料，在输送气的推动下经物料加速室5的特殊水平锥筒形结构加速后，即可在该设备的出料口7形成连续、稳定、均匀的气固混合射流。出料口7之前设置衡压口6，平衡物料缓冲室和物料出口的压力，避免下料不畅及堵塞等问题。运行过程中，在输送气最小值下获得稳定的气固混合射流后，根据不同的工艺要求和操作负荷，调节输送气量和含碳固体物料量，可以灵活控制含碳固体物料输送量。

Claims (4)

1.一种含碳固体物料的混合给料器，其特征在于：包括物料缓冲室(1)、变径流化室(2)、气相喷嘴(3)、气固混合室(4)、物料加速室(5)、衡压口(6)和出料口(7)；

所述的物料缓冲室(1)位于变径流化室(2)上部，其轴线与变径流化室(2)轴线重合，所述的气固混合室(4)与变径流化室(2)垂直相交并贯通，所述的气相喷嘴(3)与气固混合室(4)法兰对接并伸入气固混合室(4)腔内，所述的气固混合室(4)、物料加速室(5)及出料口(7)轴线重合，水平顺序相互连通；所述的衡压口(6)设置在物料加速室(5)与出料口(7)之间。

2.根据权利要求1所述的含碳固体物料的混合给料器，其特征在于，所述的气相喷嘴(3)通径为15～200mm。

3.根据权利要求1所述的含碳固体物料的混合给料器，其特征在于，所述的变径流化室(2)为竖立锥筒形结构，锥角α为10°～80°。

4.根据权利要求1所述的含碳固体物料的混合给料器，其特征在于，所述的物料加速室(5)为水平锥筒形结构，锥角α为10°～80°。