CN206843383U - 一种干煤粉气化的除渣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干煤粉气化的除渣系统，包括：气化炉激冷室、设置在所述气化炉激冷室底部出口处的破渣机、设置于所述破渣机下方的渣水收集罐；设置于所述渣水收集罐下方的用于接收来自所述渣水收集罐的渣水混合物的渣锁斗、设置于所述渣锁斗下方的捞渣机，以及渣水循环泵和换热器；其中，所述渣水循环泵用于将所述渣锁斗上部的部分渣水循环至所述气化炉激冷室；所述换热器用于对来自所述渣水循环泵的待循环至所述气化炉激冷室的渣水进行换热降温。本实用新型可以提高激冷室内熔渣沉积效果，减少黑水含固量，保障黑水系统安全稳定运行。

Description

一种干煤粉气化的除渣系统

技术领域

本实用新型属于煤气化技术领域，特别是涉及一种干煤粉气化的除渣系统。

背景技术

煤的洁净与高效利用是当今世界能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一，煤气化是将一次能源转化成洁净的二次能源的主要途径，大规模高效煤气化技术是发展煤基化学品生产、煤基液体燃料(合成油品、甲醇、二甲醚等)、先进的整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统、多联产系统、制氢、燃料电池以及直接还原炼铁等过程工业的基础,是这些行业的公共技术、关键技术和龙头技术。

气流床气化技术因其煤种适用范围广，对煤的灰分要求不苛刻等特点成为现代煤气化技术的主流发展方向。目前，较为常用的GSP(Gas Schwarze Pumpe)气化炉结构主要包括燃烧室和激冷室，干煤粉在GSP气化炉的燃烧室内与氧气发生部分氧化反应，产生的粗煤气和灰渣进入设置在燃烧室下方的激冷室。粗煤气在激冷室内通过激冷水进行冷却、洗涤和加湿，洗涤绝大部分煤渣和粉尘，灰渣在重力的作用下下降到激冷室底部的渣水中。随着煤渣的沉降，灰渣和水进一步分离，位于渣水上部的是较清的黑水，下部是灰渣。灰渣通过激冷室底部出口，进入破渣机破碎，破碎后的渣颗粒在重力作用下进入渣收集罐，再从渣收集罐排至渣锁斗。在渣锁斗进料期间，需把渣锁斗里的渣水再从送回激冷室底部1，使激冷室底部的水池至渣锁斗之间的管道形成一股渣水流，防止管道堵塞。

但是，在实际运行过程中，由于气化炉内气化反应产生的熔渣量较高，而渣锁斗体积较小，在特殊工况下不能满足收渣要求，造成激冷室的渣不能排净，且由于进入激冷室渣水温度较高(约120℃)，对激冷室熔渣沉积造成影响，致使黑水含固量高，造成黑水系统超负荷运行、磨损故障率高，对黑水系统的长周期安全运行造成影响。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种干煤粉气化的除渣系统，以提高激冷室内熔渣沉积效果，减少黑水含固量，保障黑水系统安全稳定运行。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种干煤粉气化的除渣系统，包括：气化炉激冷室、设置在所述气化炉激冷室底部出口处的破渣机、设置于所述破渣机下方的渣水收集罐；设置于所述渣水收集罐下方的用于接收来自所述渣水收集罐的渣水混合物的渣锁斗、设置于所述渣锁斗下方的捞渣机，以及渣水循环泵和换热器；其中，所述渣水循环泵用于将所述渣锁斗上部的部分渣水循环至所述气化炉激冷室；所述换热器用于对来自所述渣水循环泵的待循环至所述气化炉激冷室的渣水进行换热降温。

根据本实用新型的除渣系统，优选地，所述除渣系统还包括水力旋流器，用于对待进入所述换热器的渣水进行旋流分离以脱除其中的至少部分灰渣。

根据本实用新型的除渣系统，优选地，所述水力旋流器的底部设有底流管线，用于将所述水力旋流器的底流送回所述渣锁斗。

根据本实用新型的除渣系统，优选地，所述换热器为管壳式换热器。

根据本实用新型的除渣系统，优选地，所述除渣系统还包括故障保护管线，所述故障保护管线的一端与所述渣水循环泵的渣水入口连通，另一端与所述换热器的渣水出口连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种干煤粉气化的除渣系统装置，其中，在渣水循环泵出口安装有换热器。换热器使激冷室渣水温度由约120℃降至70～80℃，通过降低渣水温度，可以有效提高熔渣沉积，减少黑水含固量，减少黑水系统磨损，对黑水系统安全稳定运行提供保障；同时，避免了由于渣锁斗体积过小而导致的在特殊工况下不能满足收渣要求、造成激冷室的渣不能排净的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但需要说明的是，本实用新型并不仅限于此。

如图1所示，本实用新型的除渣系统包括气化炉激冷室1、破渣机2、渣水收集罐3、渣锁斗4、捞渣机5、渣水循环泵6和换热器8。

其中，所述气化炉激冷室1为本领域所熟知，设置在气化炉燃烧室下方，利用激冷水对其产生的粗煤气和灰渣进行激冷处理。

所述破渣机2设置在所述气化炉激冷室1底部出口处，例如，通过法兰直接连在激冷室底部出口，其转轴和破渣刀刃等内件，全部沉浸在激冷室底部的水池里，用于对来自所述气化炉激冷室1的灰渣进行破碎处理，属于本领域所熟知的配套与气化炉设置的常用设备，这里不再赘述。

所述渣水收集罐3也可称为渣水缓冲罐，设置于所述破渣机2下方，用于接收经过所述破渣机2处理后下流的渣水，可以在渣锁斗4的操作间歇期内继续接收来自捞渣机2的渣水，以免灰渣在捞渣机2处过分沉积。所述渣水缓冲罐3可以是本领域常用的适用高压工况的缓冲罐，为本领域所熟知，这里不再赘述。

所述渣锁斗4设置于所述渣水收集3罐下方，用于接收来自所述渣水收集罐3的渣水混合物的，其通过间歇式的接收、排渣操作将主要为灰渣的渣水混合物排出进入设置在其下方的捞渣机5，进一步捞渣运走，所述渣锁斗4及捞渣机5的具体操作方式将在下文进一步介绍。所述渣锁斗4及捞渣机5本身属于本领域所熟知的配套与气化炉设置的常用设备，这里不再赘述。

所述渣水循环泵6用于将所述渣锁斗4上部的部分渣水循环至所述气化炉激冷室1，使激冷室1底部的水池至渣锁斗4之间的管道形成一股渣水流，防止管道堵塞。所述换热器8用于对来自所述渣水循环泵6的待循环至所述气化炉激冷室1的渣水进行换热降温，例如与外界冷却水换热降温，在一个实施例中，所述换热器8为管壳式换热器，有利于在保证换热效果的同时减少堵塞风险。

在一个优选实施方式中，所述除渣系统还包括水力旋流器9，用于对待进入所述换热器8的渣水进行旋流分离以脱除其中的至少部分灰渣，以降低后续换热器8磨损、堵塞风险。优选地，所述水力旋流器9的底部设有底流管线(图中未示出)，用于将所述水力旋流器8的底流送回所述渣锁斗4。

运行时，进入气化炉激冷室1水浴的灰渣直接沉降到激冷室底部水池。煤渣颗粒沉降到破渣机2时，被破渣机2上的的刀刃破碎至直径约0～50mm的颗粒，然后向下继续进入渣水收集罐3缓冲、储存，以备进入间歇式操作的渣锁斗4。

渣水靠重力落到下方的渣锁斗4中，大约30分钟完成一次锁斗循环。锁斗排渣程序如下：首先打开渣锁斗4增压阀(图中未示出)，通过高压冲洗水泵(图中未示出)来的循环水将渣锁斗4升压，渣锁斗4与气化炉有压差控制，确保炉渣顺利排至渣锁斗4；充压完毕后关闭增压阀，打开锁斗进料阀(图中未示出)，打开与渣锁斗4配套设置的渣水循环泵6的入口阀(图中未示出)，启动渣水循环泵6，渣锁斗4的水通过渣循环泵6送到激冷室1，用于冲洗激冷室1底部渣，同时通过换热器8的冷却降温更好的实现对激冷室1底部水浴降温，有利于渣的沉积，并防止激冷室下渣口堵塞。

大约20分钟后关闭渣水循环泵6及渣水循环泵入口阀，关闭渣锁斗进料阀，打开渣锁斗泄压阀，将渣锁斗4压力泄至常压，关闭泄压阀，打开渣锁斗下料阀，排料。

一段时间后打开锁斗冲洗水罐(冲洗水来自黑水处理单元低压冲洗水泵，同时锁斗冲洗水罐通入低压N2，置换罐内气体)冲洗水阀，对渣锁斗4进行冲洗，冲洗完毕后关闭冲水阀及渣锁斗去捞渣机下料阀(图中未示出)。然后，对渣锁斗4进行新一轮充压。渣锁斗4中的渣流入到捞渣机5中，在捞渣机5中，炉渣颗粒由刮板经渣斗运输到卡车上。

该系统能够使激冷室渣水温度由较高得约120℃，降至70-80℃，避免了渣锁斗4体积过小，在特殊工况下不能满足收渣要求，造成激冷室1的渣不能排净。同时降低了黑水含固量高，避免了黑水系统超负荷运行、磨损故障率高，实现黑水系统的长周期安全运行。

在本实用新型的一个实施例中，所述除渣系统还包括故障保护管线，所述故障保护管线的一端与所述渣水循环泵的渣水入口连通，另一端与所述换热器的渣水出口连通，以便在渣水循环泵和/或换热器出现故障时，保证来自渣锁斗的水可以顺利进入激冷室，维持系统运转。当然，本领域技术人员理解，为保障系统稳定运行，对于诸如渣水循环泵等重要设备，可以设置一开一备两台渣水循环泵6、7。

本领域技术人员理解，本实用新型的装置中还可以配套设置其它化工领域常用的泵、阀门或仪表等，其设置均为本领域所熟知，这里不再一一赘述。

上述实施例仅供说明本实用新型之用，而非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，还可以作出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (5)

1.一种干煤粉气化的除渣系统，包括：气化炉激冷室、设置在所述气化炉激冷室底部出口处的破渣机、设置于所述破渣机下方的渣水收集罐；设置于所述渣水收集罐下方的用于接收来自所述渣水收集罐的渣水混合物的渣锁斗、设置于所述渣锁斗下方的捞渣机，以及渣水循环泵和换热器；其中，所述渣水循环泵用于将所述渣锁斗上部的部分渣水循环至所述气化炉激冷室；所述换热器用于对来自所述渣水循环泵的待循环至所述气化炉激冷室的渣水进行换热降温。

2.根据权利要求1所述的除渣系统，其特征在于，所述除渣系统还包括水力旋流器，用于对待进入所述换热器的渣水进行旋流分离以脱除其中的至少部分灰渣。

3.根据权利要求2所述的除渣系统，其特征在于，所述水力旋流器的底部设有底流管线，用于将所述水力旋流器的底流送回所述渣锁斗。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的除渣系统，其特征在于，所述换热器为管壳式换热器。

5.根据权利要求4所述的除渣系统，其特征在于，所述除渣系统还包括故障保护管线，所述故障保护管线的一端与所述渣水循环泵的渣水入口连通，另一端与所述换热器的渣水出口连通。