CN207537391U - 一种热解炉进料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热解炉进料系统，用于高压热解炉的进料，包括常压罐、变压罐、高压罐和氮气缓冲罐，常压罐的常压料出口连接变压罐的常压料入口，变压罐的变压料出口连接高压罐的变压料入口，高压罐的高压料出口通过第一旋转给料阀连接热解炉的高压料入口，氮气缓冲罐的第一缓冲出口连接常压罐的第一缓冲入口，第二缓冲出口连接变压罐的第二缓冲入口，第三缓冲出口连接高压罐的第三缓冲入口，第四缓冲出口连接高压料出口的第四缓冲入口。本实用新型的进料系统通过常压罐、变压罐、高压罐的配合，可为物料安全可靠的加压，实现了热解炉在高压下的连续运行。

Description

一种热解炉进料系统

技术领域

本实用新型属于物料输送技术领域，尤其涉及一种用于高压热解炉的进料系统。

背景技术

我国是个富煤、缺油、少气的国家，这将决定我国在今后很长一段时间能源消耗主要以煤炭资源为主。然而，我国的煤炭资源中低阶煤占据55％以上，中低阶煤中含有大量的挥发分，直接燃烧不仅造成能源浪费，还会造成环境污染。因此，中低阶煤的高效清洁利用不仅能够改善环境问题，还能创造巨大的经济社会效益。

热解炉是目前常用的处理中低阶煤的设备，热解炉通常都只能在常压或微正压的条件下运行，因而炉形大，单炉处理能力低。要想实现在高压下进行热解反应，首先需要解决高压进料的问题。

热解炉常规使用的进料方式为：螺旋进料机和气流输送。螺旋进料机的轴承连接处漏粉量大，环保及安全得不到保障。气流送料时，由于进料速度快，进入热解炉后通常停留时间很短，物料无法在短时间内彻底完成热解反应，因而油/气产品的产率会受到影响，长期运行时，经济性和收益率都较差。急需开发一种适用于高压热解炉的进料装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种热解炉进料系统，用于高压热解炉的进料，能够准确控制进料流量，不会磨蚀管道设备，回收使用了大量的排放污氮气，保障了经济性和系统运行稳定性。

本实用新型提供一种热解炉进料系统，用于热解炉的进料，包括：

常压罐，顶部设有物料入口，底部设有常压料出口，侧壁上设有第一缓冲入口；

变压罐，位于所述常压罐的下方，顶部设有常压料入口，底部设有变压料出口，侧壁上设有第二缓冲入口，所述常压罐的常压料出口连接所述变压罐的常压料入口；

高压罐，位于所述变压罐的下方，顶部设有变压料入口、第三缓冲入口，底部设有多个倒锥形的高压料出口，所述变压罐的变压料出口连接所述高压罐的变压料入口，所述高压罐的高压料出口通过第一旋转给料阀连接所述热解炉的高压料入口，所述高压料出口上设有第四缓冲入口；

氮气缓冲罐，设有第一缓冲出口、第二缓冲出口、第三缓冲出口、第四缓冲出口和氮气入口，所述第一缓冲出口连接所述常压罐的第一缓冲入口，所述第二缓冲出口连接所述变压罐的第二缓冲入口，所述第三缓冲出口连接所述高压罐的第三缓冲入口，所述第四缓冲出口连接所述高压料出口的第四缓冲入口；

各个部件的连接管路上设有控制阀。

本实用新型的一些实施例中，热解炉进料系统还包括排气过滤器和氮气储罐；所述变压罐设有排出气出口；所述排气过滤器设有排出气入口、粉料出口和过滤气出口；所述氮气储罐设有过滤气入口；所述常压罐的顶部设有粉料入口；所述变压罐的排出气出口连接所述排气过滤器的排出气入口，所述排气过滤器的粉料出口通过第二旋转给料阀连接所述常压罐的粉料入口，所述排气过滤器的过滤气出口连接所述氮气储罐的过滤气入口。

作为本实用新型优选的方案，所述排气过滤器内设有多根烧结金属滤棒，所述烧结金属滤棒表面喷涂有过滤膜。

本实用新型的热解炉进料系统进一步包括增压机；所述氮气储罐设有氮气出口，所述氮气储罐的氮气出口连接所述增压机的进气口，所述增压机的出气口连接所述氮气缓冲罐的氮气入口。

在本实用新型的以下实施例中，所述增压机的进气口和出气口之间设有回流阀。

在本实用新型的一些实施例中，所述变压罐设有变压平衡入口，所述高压罐设有变压平衡出口，所述变压平衡出口连接所述变压平衡入口。

在本实用新型的一些实施例中，在所述常压罐、变压罐、高压罐和热解炉之间的连接管路上设有膨胀节。

在本实用新型的一些实施例中，所述变压罐包括第一变压罐和第二变压罐；所述第一变压罐与所述常压罐、高压罐和氮气缓冲罐相连；所述第二变压罐与所述常压罐、高压罐和氮气缓冲罐相连。

在本实用新型的一些实施例中，在所述第一缓冲出口与第一缓冲入口的连接管路上设有压力调节阀；所述常压罐内设有低压流化器，所述低压流化器与所述第一缓冲入口连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述变压罐内设有高压流化器，所述高压流化器与所述第二缓冲入口连接。

本实用新型提供的热解炉进料系统，为高压热解炉提供了一种安全可靠的进料方式，可实现连续运行；高压料出口共用一个高压罐，增大了储存高压料的装置的容积；变压罐排放的含尘氮气回收利用，降低运营成本；利用烧结金属滤棒对氮气进行过滤，提高了排气过滤器的耐温耐压性和抗冲击能力；通过两个变压罐的交替进料，可保证高压罐内物料充足，保证生产的连续性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统的示意图。

图2是本实用新型实施例的系统的控制部件的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型中的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种热解炉进料系统，用于高压热解炉4的进料，该系统包括：常压罐1、变压罐2、高压罐3、氮气缓冲罐5、排气过滤器6、氮气储罐7和增压机8。通过常压—变压—高压的锁斗进料，提供了一种安全可靠的物料加压进料系统，通过各个控制阀和其他部件的配合，实现进料的自动控制。

常压罐1是封闭的罐体，为常压下物料的储存装置，位于进料系统的最顶端。常压罐1的顶部设有物料入口和粉料入口，底部设有常压料出口，侧壁上设有第一缓冲入口。来自上游的物料由物料入口进入常压罐1，根据需要由常压料出口排出。

变压罐2为封闭的罐体，位于常压罐1的下方，变压罐2顶部设有常压料入口，底部设有变压料出口，侧壁上设有第二缓冲入口，常压罐的常压料出口连接变压罐的常压料入口，常压罐1排出的物料由常压料入口进入变压罐2。

在本实用新型实施例中，变压罐2包括第一变压罐21和第二变压罐22。第一变压罐21包括第一常压料入口、第一变压料出口、第二缓冲入口A和第二缓冲入口B，第二变压罐22包括第二常压料入口、第二变压料出口、第二缓冲入口C和第二缓冲入口D。常压罐1的常压料出口分别连接第一常压料入口和第二常压料入口。

高压罐3包括封闭的罐体，位于变压罐2的下方，顶部设有变压料入口、第三缓冲入口，底部设有多个倒锥形的高压料出口31，变压罐2的变压料出口连接高压罐3的变压料入口，高压罐3的高压料出口通过第一旋转给料阀32连接热解炉4的高压料入口，高压料出口上设有第四缓冲入口。

本实施例中，高压罐3包括第一变压料入口和第二变压料入口，第一变压罐21的第一变压料出口连接高压罐3的第一变压料入口，第二变压罐22的第二变压料出口连接高压罐3的第二变压料入口，第一变压罐21和第二变压罐22内的变压料可分别送入高压罐3。

高压罐3包括三个高压料出口31，也可根据实际情况设置更多的高压料出口31。三个高压料出口31共用一个罐体，与每个高压料出口31个设置一个顶料仓相比，罐体的总容积更大，减少了设备数量和设备制造成本，有利于降低装置投资成本。第一旋转给料阀32采用变频控制，可根据热解炉4内温度和需要的负荷，调节进料量。

氮气缓冲罐5为各个罐体提供所需的氮气，作为各罐充压、保压的气源。氮气缓冲罐5设有第一缓冲出口、第二缓冲出口、第三缓冲出口、第四缓冲出口和氮气入口，第二缓冲出口包括第二缓冲出口A和第二缓冲出口B。第一缓冲出口连接常压罐1的第一缓冲入口，第二缓冲出口A连接第一变压罐21的第二缓冲入口A和第二缓冲入口B，第二缓冲出口B连接第二变压罐22的第二缓冲入口C和第二缓冲入口D，第三缓冲出口连接高压罐3的第三缓冲入口，第四缓冲出口连接高压料出口31的第四缓冲入口。在氮气缓冲罐5的顶部还设有调压出口，用于氮气缓冲罐5的调压。

各个部件的连接管路上设有控制阀，在运行期间视工艺需要执行开闭动作，使各罐连通或相互隔离，控制阀包括开关阀、压力调节阀和流量调节阀等。各罐上设置有称重仪，用于计量各罐内的物料重量。为了避免热应力对称重的影响，在常压罐1、变压罐2、高压罐3和热解炉4之间的连接管路上设有膨胀节9，膨胀节9可抵消管道等因热膨胀产生的热应力，避免对称重仪测量产生影响。

为了回收含尘氮气，本实施例的系统还可设置排气过滤器6、氮气储罐7。

排气过滤器6设有排出气入口、粉料出口和过滤气出口，排出气入口包括第一排出气入口和第二排出气入口，第一变压罐21上设有第一排出气出口，第二变压罐22上设有第二排出气出口。第一排出气出口与第一排出气入口连通，第二排出气出口与第二排出气入口连通。当变压罐2需要排气时，变压罐2内的气体通过排出气出口排出，之后进入排气过滤器6。即第一变压罐21的气体通过第一排出气出口排出，第二变压罐22的气体通过第二排出气出口排出。

排气过滤器6内设有多根烧结金属滤棒，用于气体的过滤。烧结金属滤棒表面喷涂有过滤膜，过滤膜由与金属滤棒同材质的金属粉末喷涂而成，使得其孔隙直径更小，提高其耐磨蚀性。

烧结金属滤棒可以将所有粒径大于0.3微米的固体颗粒都过滤掉，过滤后的氮气中的固含量小于1mg/Nm³。使用烧结金属滤棒可避免阴燃等事故的发生，设备维护量小，工艺可靠性高。排气过滤器6的粉料出口通过第二旋转给料阀61连接常压罐1的粉料入口，排气过滤器6内收集到的粉料再用第二旋转给料阀61送回到常压罐1，用于生产，节约生产原料。

氮气储罐7为氮气的储存装置，设有过滤气入口和氮气出口，排气过滤器6的过滤气出口连接氮气储罐7的过滤气入口。排气过滤器6过滤后的气体即为可利用的氮气，将氮气通入氮气储罐7储存。

为了将氮气储罐7中的氮气通入氮气缓冲罐5，在氮气储罐7和氮气缓冲罐5之间设有增压机8。氮气储罐7的氮气出口连接增压机8的进气口，增压机8的出气口连接氮气缓冲罐5的氮气入口。氮气储罐7内的氮气通过增压机8加压后进入氮气缓冲罐5，实现氮气的再利用，减少新鲜氮气的补充。

经过过滤后的氮气进入氮气储罐7，由于高压罐3排气量很少，而变压罐2又是间歇性排气，为了防止增压机8发生喘振，损坏设备，氮气储罐7还设有补充氮气入口71，可持续通入一股低压氮气进行补充。

变压罐2设有变压平衡入口，高压罐3设有变压平衡出口，变压平衡出口连接变压平衡入口，以实现在变压料进入高压罐3时，变压罐2与高压罐3之间的压力平衡。在本实施例中，第一变压罐21设有第一变压平衡入口，第二变压罐22设有第二变压平衡入口，高压罐3上设有第一变压平衡出口和第二变压平衡出口，第一变压平衡出口连接第一变压平衡入口，第二变压平衡出口连接第二变压平衡入口。

在第一缓冲出口与第一缓冲入口的连接管路上设有压力调节阀PV03，常压罐1内设有低压流化器，低压流化器与第一缓冲入口连接。运行期间，氮气缓冲罐5送出的氮气经压力调节阀PV03减压后，通入低压流化器，对常压罐1常压料出口处的物料进行流化，防止物料在罐内被压实，无法下料，导致热解炉4停车。

变压罐2内设有高压流化器，高压流化器与第二缓冲入口连接。来自氮气缓冲罐5的高压氮气经各调节阀控制流量后送入各高压流化器，对罐内的物料进行吹扫流化，防止物料在罐内锥部因受到挤压而架桥，发生堵料，影响下料。

变压罐2内还设置有数个高压充气器，用于在变压罐2升压时向罐内通入高压氮气，提高充压速度，节省充压时间，保证系统运行。充气器在变压罐2内发生堵料时也可以通入高压氮气进行排堵，使该罐尽快恢复下料。

为了实现对进料系统的自动控制，在各个罐体上安装称重仪和压力变送器，在各个连接管路上根据需求设置不同的控制阀。在常压罐1上设有称重仪WI01，用于监测常压罐1内的物料重量。在第一变压罐21上设有称重仪WI21和压力变送器PI21，用于监测第一变压罐21内物料的重量和压力。在第二变压罐22上设有称重仪WI22和压力变送器PI22，用于监测第二变压罐22内物料的重量和压力。在高压罐3上设有称重仪WI03和压力变送器PI03，用于监测高压罐3内物料的重量和压力。热解炉4上设有压力变送器PI04，监测热解炉4的压力。氮气缓冲罐5上设有压力变送器PI05，监测氮气缓冲罐5内的压力。

本实施例的系统由预设程序自动执行，正常运行时无需人工操作，即可实现变压罐自动向高压罐下料、隔离、泄压、接收常压罐来料、充压、待机等动作。

本进料系统设计为常压罐容积：单个变压罐容积：高压罐容积为4～5:1.2～1.5:2～2.5，优选为4：1.2：2。这样，当高压罐3内的物料触发低重量信号后(低重量信号通常设计为小于1.05倍的单个变压罐容积所盛的物料的重量)，短时间内将第一变压罐21内的物料全部送入高压罐3，然后其与高压罐3相隔离开，高压罐3内仍为满料。在第一变压罐21的泄压、受料、充压期间，如高压罐3内的物料再次触发低重量信号时，将第二变压罐22的物料送去高压罐3，然后隔离第二变压罐22，第二变压罐在泄压、受料、充压期间，第一变压罐21完成充压，等待高压罐3再次出现低重量信号后下料，依此循环。

本实施例的进料系统的进料流程如下，设定系统的初始状态为：

1.第一旋转给料阀运行中，第二旋转给料阀运行中，高压罐内有物料且带压，正在向热解炉进料。

2.两变压罐已装满物料，并已升压至和高压罐压力相近。

3.增压机运行中，氮气缓冲罐内压力高。

4.各阀门阀位正确。

下料：随着向热解炉的进料，高压罐3内的物料逐渐减少，当高压罐的称重仪WI03发出重量低的信号后，打开流量调节阀FV11和FV12，对第一变压罐21内的物料进行流化。如果压力变送器PI21和PI03的压力差≤10kPa，则打开开关阀XV12和XV13、关闭流量调节阀FV12，第一变压罐21内的物料将在重力的作用下落入高压罐3内。当第一变压罐的称重仪WI21发出重量低的信号后，关闭开关阀XV12和XV13以及流量调节阀FV11，使第一变压罐21与高压罐3隔离。

泄压：当开关阀XV12和XV13及流量调节阀FV11确认关闭后，系统按预设泄压速率，缓慢打开压力调节阀PV11、开关阀XV14，使第一变压罐21泄压。当压力变送器PI21测量值≤0.02MPa后，认为第一变压罐泄压完成。在变压罐与排气过滤器连接的管路上设置压力调节阀，可调节排气压力，防止气量过大损坏设备，设置开关阀可确保隔离的稳定。

受料：打开开关阀XV11向第一变压罐21内进料，当第一变压罐内物料重量触发称重仪WI21重量高的信号后，认为第一变压罐21已装满物料，关闭开关阀XV11和XV14、压力调节阀PV11，使第一变压罐21和常压罐1、排气过滤器6相隔离开。

充压：第一变压罐21被隔离后，按预设程序缓慢打开流量调节阀FV11和FV12向第一变压罐21通入高压氮气使其升压。当第一变压罐内压力(PI21监测值)接近高压罐3内压力(PI03监测值)时，依次关闭流量调节阀FV12、关小流量调节阀FV11，只保留一股流量较低的高压氮气对变压罐内物料进行流化，防止变压罐内发生堵料，影响系统运行。

在第二变压罐22上设有称重仪WI22和压力变送器PI22，第二变压罐22与常压罐1的连通管路上设有开关阀XV21，第二变压罐22与高压罐3之间设有开关阀XV22和XV23，第二变压罐22与氮气缓冲罐5之间设有流量调节阀FV21和FV22，第二变压罐22与排气过滤器之间设有压力调节阀PV21和开关阀XV24。

第二变压罐22的下料→泄压→受料→充压的过程与第一变压罐21相似。在第一变压罐21泄压、受料、充压期间，高压罐3如再次出现低重量信号，则由第二变压罐22向高压罐3下料。

当常压罐的称重仪WI01监测到常压罐内的物料重量低时，由常压罐1的物料入口向常压罐进料，达到预定重量后停止进料。常压罐1的第一缓冲口与氮气缓冲罐5的连接管路上设有压力调节阀PV03和流量调节阀FV04，用于控制进入常压罐1的氮气的压力和流量。

本实施例中，三个高压料出口31的第四缓冲入口与氮气缓冲罐5连接的管路上分别设有流量调节阀FV01、FV02、FV03，控制氮气对高压料出口的物料进行吹扫流化，防止物料在罐内锥部因受到挤压而架桥，发生堵料，影响下料。

在第三缓冲入口与氮气缓冲罐5连接管路上设有压力调节阀PV01，作为进气阀，第三缓冲入口还连接有压力调节阀PV02，作为放空阀。压力变送器PI03的信号控制压力调节阀PV01和PV02，当罐内压力低于设定值时，自动关闭放空阀，打开进气阀；反之，当罐内压力高于设定值时，自动打开放空阀，关闭进气阀。该控制方法简单实用，比常规的单回路控制少一个变送器，节约了投资成本。

热解炉4上安装有压力变送器PI04，用于监测热解炉4内的压力。

氮气缓冲罐5的调压出口通过压力调节阀PV04与外部连通，通常状态下关闭压力调节阀PV04，当需要对氮气缓冲罐5的压力进行调节或放空时，打开压力调节阀PV04。

第一变压罐21和第二变压罐22泄压排出的含粉氮气进入排气过滤器6，通过烧结金属滤棒过滤后，粉料由第二旋转给料阀61送回到常压罐1，用于生产，过滤后的氮气通入氮气储罐7。

在增压机8的出气口设有开关阀XV81，增压机8的进气口和出气口之间设有回流阀XV82，当增压机8进气量不足时自动打开回流阀XV82、关闭开关阀XV81，防止设备喘振损坏。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种热解炉进料系统，用于热解炉的进料，其特征在于，包括：

常压罐，顶部设有物料入口，底部设有常压料出口，侧壁上设有第一缓冲入口；

变压罐，位于所述常压罐的下方，顶部设有常压料入口，底部设有变压料出口，侧壁上设有第二缓冲入口，所述常压罐的常压料出口连接所述变压罐的常压料入口；

高压罐，位于所述变压罐的下方，顶部设有变压料入口、第三缓冲入口，底部设有多个倒锥形的高压料出口，所述变压罐的变压料出口连接所述高压罐的变压料入口，所述高压罐的高压料出口通过第一旋转给料阀连接所述热解炉的高压料入口，所述高压料出口上设有第四缓冲入口；

氮气缓冲罐，设有第一缓冲出口、第二缓冲出口、第三缓冲出口、第四缓冲出口和氮气入口，所述第一缓冲出口连接所述常压罐的第一缓冲入口，所述第二缓冲出口连接所述变压罐的第二缓冲入口，所述第三缓冲出口连接所述高压罐的第三缓冲入口，所述第四缓冲出口连接所述高压料出口的第四缓冲入口；

各个部件的连接管路上设有控制阀。

2.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，还包括排气过滤器和氮气储罐；

所述变压罐设有排出气出口；

所述排气过滤器设有排出气入口、粉料出口和过滤气出口；

所述氮气储罐设有过滤气入口；

所述常压罐的顶部设有粉料入口；

所述变压罐的排出气出口连接所述排气过滤器的排出气入口，所述排气过滤器的粉料出口通过第二旋转给料阀连接所述常压罐的粉料入口，所述排气过滤器的过滤气出口连接所述氮气储罐的过滤气入口。

3.根据权利要求2所述的热解炉进料系统，其特征在于，所述排气过滤器内设有多根烧结金属滤棒，所述烧结金属滤棒表面喷涂有过滤膜。

4.根据权利要求2所述的热解炉进料系统，其特征在于，进一步包括增压机；

所述氮气储罐设有氮气出口，所述氮气储罐的氮气出口连接所述增压机的进气口，所述增压机的出气口连接所述氮气缓冲罐的氮气入口。

5.根据权利要求4所述的热解炉进料系统，其特征在于，所述增压机的进气口和出气口之间设有回流阀。

6.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，所述变压罐设有变压平衡入口，所述高压罐设有变压平衡出口，所述变压平衡出口连接所述变压平衡入口。

7.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，在所述常压罐、变压罐、高压罐和热解炉之间的连接管路上设有膨胀节。

8.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，所述变压罐包括第一变压罐和第二变压罐；

所述第一变压罐与所述常压罐、高压罐和氮气缓冲罐相连；

所述第二变压罐与所述常压罐、高压罐和氮气缓冲罐相连。

9.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，在所述第一缓冲出口与第一缓冲入口的连接管路上设有压力调节阀；

所述常压罐内设有低压流化器，所述低压流化器与所述第一缓冲入口连接。

10.根据权利要求1所述的热解炉进料系统，其特征在于，所述变压罐内设有高压流化器，所述高压流化器与所述第二缓冲入口连接。