CN211570544U - 半焦冷却输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种半焦冷却输送系统,包括：煤分级转化设备，用于对煤粉进行分级分质转化；流化床冷却器，设置在所述煤分级转化设备的下方，与所述煤分级转化设备连通；流化气入口，与所述流化床冷却器的下部连通，用于向所述流化床冷却器内输入流化气，所述流化气用于驱动所述半焦与所述流化床冷却器进行换热；半焦收集罐，与所述流化床冷却器连通，用于收集冷却后的所述半焦；稳压阀门，与所述半焦收集罐连通，用于调节所述半焦收集罐内的压力大小。可以理解的是，高温半焦直接落入流化床冷却器内，然后在流化气的作用下与换热管进行换热冷却；冷却后的半焦输送量通过流化气和稳压阀门控制输送压差来控制，简单可靠，阀门选型简单。

Description

半焦冷却输送系统

技术领域

本实用新型涉及煤炭分级分质转化技术领域，具体而言，涉及一种半焦冷却输送系统。

背景技术

目前，煤炭分级分质转化是实现煤炭清洁高效利用的核心技术，近年来此技术发展迅速。但是，在现有技术中，煤分级转化过程中会产生大量的固体半焦，固体半焦的产量基本上都在原煤进料量的50％以上。为了实现固体半焦的冷却，通过采用水激冷等方式进行冷却，这不仅影响半焦产品的品质，同时也会产生大量的废水。

流化床间接换热冷却器具有换热效率高、污水产量少、固体半焦产品品质好等优点，近年来得到了广泛应用。但是，如何控制高温高压半焦从煤分级分质转化设备中进入流化床成为技术难点，这主要是由于在高温高压条件下，无法选到合适的阀门，这就使得半焦输送速率的控制较为困难。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种半焦冷却输送系统，旨在解决在煤炭分级分质转化时，提高高温高压半焦的冷却与输送效率的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种半焦冷却输送系统，包括：煤分级转化设备，其用于对煤粉进行分级分质转化；流化床冷却器，其设置在所述煤分级转化设备的下方，与所述煤分级转化设备连通，以接收半焦，并对所述半焦进行冷却；流化气入口，与所述流化床冷却器的下部连通，用于向所述流化床冷却器内输入流化气，以调节所述流化床冷却器内的压力大小，所述流化气用于驱动所述半焦与所述流化床冷却器进行换热；半焦收集罐，与所述流化床冷却器连通，用于收集冷却后的所述半焦；稳压阀门，与所述半焦收集罐连通，用于调节所述半焦收集罐内的压力大小。

进一步地，所述的半焦冷却输送系统还包括：流化气出口，与所述流化床冷却器的上部连通，并与所述煤分级转化设备连通，用于将所述流化床冷却器内的所述流化气输送至所述煤分级转化设备中。

进一步地，所述流化床冷却器包括设置在其内部的换热管，所述换热管设置在所述流化气入口与所述流化气出口之间，所述换热管用于与所述半焦进行换热，以对所述半焦进行冷却。

进一步地，所述换热管为一环形空心结构；所述换热管的中轴线与所述流化床冷却器的中轴线重合。

进一步地，所述流化床冷却器还包括设置在其内部的分布板，所述分布板沿水平方向设置，且所述分布板位于所述换热管的下侧面与所述流化气入口所处水平面之间。

进一步地，所述半焦收集罐通过半焦输送管道与所述流化床冷却器连通，所述半焦输送管道的一端与所述半焦收集罐连通，另一端插设在所述换热管内，且位于所述分布板的正上方。

进一步地，所述半焦输送管道包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管的第一端与所述半焦收集罐连通，第二端与所述第二连接管的上端连通；所述第二连接管沿竖直方向设置在所述换热管内，所述第二连接管的下端位于所述分布板的正上方，且所述第二连接管的下端与所述分布板的上侧面之间保持预设间距。

进一步地，所述第二连接管的中轴线与所述换热管的中轴线重合。

进一步地，所述的半焦冷却输送系统还包括：过滤器，其设置在所述半焦收集罐和稳压阀门之间，所述稳压阀门通过所述过滤器与所述半焦收集罐连通。

进一步地，所述的半焦冷却输送系统还包括：半焦储罐，其设置在所述半焦收集罐的下方，并与所述半焦收集罐连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过煤分级转化设备输出高温半焦，高温半焦输入至设置在煤分级转化设备下方的流化床冷却器内，流化床冷却器上设置有流化气入口，以向流化床冷却器内输入流化气，并在流化床冷却器外侧设置半焦收集罐进行半焦收集，通过稳压阀门控制半焦收集罐内的压力大小。可以理解的是，高温半焦直接落入流化床冷却器内，然后在流化气的作用下与换热管进行换热冷却；冷却后的半焦输送量通过流化气和稳压阀门控制输送压差来控制，简单可靠，阀门选型简单。

进一步地，流化气的控制为常规控制，稳压阀门在低温下操作，因此阀门容易选型。此外，半焦在输送过程中无其他阀门，输料过程简单便捷，极大地提高了半焦的输送效率。

进一步地，高温半焦通过半焦落料管道直接从流化床冷却器顶部进入，然后经由位于流化床冷却器底部的半焦输送管道的进口端排出，从而保证了高温半焦在流化床冷却器内具有足够的冷却时间，极大地提高了半焦的冷却效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的半焦冷却输送系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1所示，本实施例提供了一种半焦冷却输送系统，包括：煤分级转化设备1、流化床冷却器4、流化气入口6、半焦收集罐11和稳压阀门13，其中，煤分级转化设备1用于对煤粉进行分级分质转化；流化床冷却器4设置在煤分级转化设备1的下方，与煤分级转化设备1连通，以接收半焦，并对半焦进行冷却；流化气入口6与流化床冷却器4的下部连通，用于向流化床冷却器4内输入流化气，以调节流化床冷却器4内的压力大小，流化气用于驱动半焦与流化床冷却器4进行换热；半焦收集罐11与流化床冷却器4连通，半焦收集罐11用于收集冷却后的半焦；稳压阀门13与半焦收集罐11连通，即，稳压阀门13通过半焦收集罐11与流化床冷却器4连通，稳压阀门13用于调节半焦收集罐11内的压力大小。

具体而言，煤分级转化设备1用于输出粗煤气和半焦。煤分级转化设备1中部的侧壁上设置有粗煤气出口2，通过粗煤气出口2将煤分级转化设备1中的粗煤气排出。

具体而言，煤分级转化设备1的下部为锥形结构，以便于其内部的半焦排出。

具体而言，煤分级转化设备1与流化床冷却器4通过半焦落料管道3连通。具体的，锥形结构的下端与流化床冷却器4的上端相连通，即，半焦落料管道3设置在锥形结构的下端与流化床冷却器4的上端之间，以将两者连通在一起。

具体而言，半焦落料管道3沿竖直方向设置，即可以理解为，流化床冷却器4设置在煤分级转化设备1的正下方。煤分级转化设备1的中轴线与流化床冷却器4的中轴线重合。

优选的，半焦落料管道3选用大直径的管道，以提高半焦输送效率。半焦落料管道3的直径可根据实际情况进行设置。

可以看出，通过煤分级转化设备1输出高温半焦，高温半焦输入至设置在煤分级转化设备1下方的流化床冷却器4内，流化床冷却器4上设置有流化气入口6，以向流化床冷却器4内输入流化气，并在流化床冷却器4外侧设置半焦收集罐11进行半焦收集，通过稳压阀门13控制半焦收集罐11内的压力大小。可以理解的是，高温半焦直接落入流化床冷却器4内，然后在流化气的作用下与换热管8进行换热冷却；冷却后的半焦输送量通过流化气和稳压阀门13控制输送压差来控制，简单可靠，阀门选型简单。

具体而言，半焦冷却输送系统还包括流化气出口5，流化气出口5与流化床冷却器4的上部连通，并与煤分级转化设备1连通，即，流化气出口5设置在流化床冷却器4侧壁的上侧位置。流化气出口5用于将流化床冷却器4内的流化气输送至煤分级转化设备1中。

具体而言，煤分级转化设备1侧壁的中部设置有流化气进口，流化气出口5与流化气进口之间通过流化气出口管道51相连通，通过流化气出口管道51将流化床冷却器4内的流化气输送至煤分级转化设备1中。通过设置流化气出口5以向煤分级转化设备1中输入流化气，能够调整流化床冷却器4与煤分级转化设备1之间的压力差，从而提高煤分级转化设备1向流化床冷却器4内输送半焦的效率。

具体而言，流化床冷却器4包括设置在其内部的换热管8，换热管8设置在流化气入口6与流化气出口5之间，换热管8用于与半焦进行换热，以对半焦进行冷却。换热管8设置在流化床冷却器4的内部，并且位于流化气入口6与流化气出口5之间的位置。

具体而言，换热管8与流化床冷却器4的设置方向相同，换热管8沿流化床冷却器4的设置方向进行设置，且换热管8与流化床冷却器4的中轴线重合。

具体而言，换热管8优选为一环形空心结构。

具体而言，流化床冷却器4还包括设置在其内部的分布板7，分布板7沿水平方向设置在换热管8与流化气入口6之间。即，分布板7设置在流化床冷却器4的内部，并且，分布板7沿水平方向进行设置，设置在换热管8下侧与流化气入口6之间的位置上，即可以理解为，分布板7的设置位置位于换热管8的下侧面与流化气入口6所处水平面之间。本领域技术人员应当熟知分布板7的具体结构以及其与流化床冷却器4之间的连接方式，在此不做赘述。

具体而言，流化床冷却器4上插设有半焦输送管道9，半焦收集罐11通过半焦输送管道9与流化床冷却器4连通，半焦输送管道9的一端与半焦收集罐11连通，另一端插设在换热管8内，且位于分布板7的正上方。高温半焦在流化气的作用下处于流化状态，通过换热管8进行换热后冷却，冷却后的半焦进入半焦输送管道9，通过半焦输送管道9将冷却后的半焦输入至半焦收集罐11内进行收集，冷却后的半焦进入半焦输送管道9内后可再次通过换热管8进行换热，从而能够极大地提高高温半焦的冷却效率。

可以看出，高温半焦通过半焦落料管道3直接从流化床冷却器4顶部进入，然后经由位于流化床冷却器4底部的半焦输送管道9的进口端排出，从而保证了高温半焦在流化床冷却器4内具有足够的冷却时间，极大地提高了半焦的冷却效率。

具体而言，半焦输送管道9包括第一连接管91和第二连接管92，第一连接管91的第一端与半焦收集罐11连通，第二端与第二连接管92的上端连通。半焦收集罐11的侧壁上设置有通孔，第一连接管91的第一端与通孔连通。优选的，第一连接管91沿水平方向设置。

具体而言，第二连接管92沿竖直方向设置在换热管8内，第二连接管92的下端位于分布板7的正上方，且第二连接管92的下端与分布板7的上侧面之间保持预设间距。

具体而言，第二连接管92插设在换热管8的中部，并且，第二连接管92沿换热管8的方向设置进行设置。

优选的，第二连接管92与换热管8的设置方向相同，第二连接管92的中轴线与换热管8的中轴线重合。

基于上述实施例的另一种优选的实施方式中，在本实施方式中，半焦冷却输送系统还包括一过滤器10，过滤器10设置在半焦收集罐11和稳压阀门13之间，即，稳压阀门13通过过滤器10与半焦收集罐11连通。

具体而言，半焦输送管道9在对半焦进行输送时，夹带的气体经过过滤器10过滤后，从稳压阀门13处流出。

基于上述实施例的另一种优选的实施方式中，在本实施方式中，半焦冷却输送系统还包括半焦储罐12，半焦储罐12设置在半焦收集罐11的下方，并与半焦收集罐11连通，用于对半焦收集罐11内的半焦进行储藏。

具体而言，半焦储罐12设置在半焦收集罐11的正下方，并且两者同轴设置，即，两者的中轴线重合。同时，半焦储罐12的上端与半焦收集罐11的下端设置有连接管道，以将半焦收集罐11内的半焦输送至半焦储罐12内。连接管道沿竖直方向进行设置。

在具体实施时，流化床冷却器4内设置有换热管8和半焦输送管道9，流化床冷却器4侧壁上设置流化气出口5，流化气出口5的位置位于换热管8上部，流化气出口5用于将流化床冷却器4内部的流化气排出，流化床冷却器4下部设置有流化气入口6；半焦输送管道9的一端为半焦进口端，另一端与半焦收集罐11连通，半焦收集罐11顶部连接稳压阀门13，半焦输入流化床冷却器4内与换热管8换热冷却，冷却后的半焦通过半焦输送管道9被输送进入半焦收集罐11，半焦输送量通过流化气和稳压阀门13控制输送压差来控制。

具体而言，半焦输送管道9的半焦进口端位于换热管8的底部，并且半焦输送管道9的半焦进口端位于分布板7的上方。

具体而言，流化气出口管道51一端与流化气出口5连通，另一端与煤分级转化设备1料层上部连通，用于使煤分级转化设备1底部稳定下料。

可以看出，上述半焦冷却输送系统通过煤分级转化设备1输出高温半焦，高温半焦输入至设置在煤分级转化设备1下方的流化床冷却器4内，流化床冷却器4上设置有流化气入口6，以向流化床冷却器4内输入流化气，并在流化床冷却器4外侧设置半焦收集罐11进行半焦收集，通过稳压阀门13控制半焦收集罐11内的压力大小。可以理解的是，高温半焦直接落入流化床冷却器4内，然后在流化气的作用下与换热管8进行换热冷却；冷却后的半焦输送量通过流化气和稳压阀门13控制输送压差来控制，简单可靠，阀门选型简单。

进一步地，流化气的控制为常规控制，稳压阀门13在低温下操作，因此阀门容易选型。此外，半焦在输送过程中无其他阀门，输料过程简单便捷，极大地提高了半焦的输送效率。

进一步地，高温半焦通过半焦落料管道3直接从流化床冷却器4顶部进入，然后经由位于流化床冷却器4底部的半焦输送管道9的进口端排出，从而保证了高温半焦在流化床冷却器4内具有足够的冷却时间，极大地提高了半焦的冷却效率。

具体而言，半焦冷却输送系统在具体实施时，煤粉在煤分级分质转化设备内进行转化，产生粗煤气和残余半焦。半焦在重力作用下落入煤分级分质转化设备底锥，然后通过半焦落料管道3直接进入流化床冷却器4内。流化床冷却器4内设有换热管8和流化气入口6和流化气出口管道51，半焦在流化气的作用下与换热管8发生换热从而被冷却。流化气从流化气出口管道51流出进入煤分级分质转化设备，并入粗煤气当中。半焦流化床中心设有半焦输送管道9，冷却后的半焦被输送进入半焦收集罐11，然后经过过滤器10过滤之后，气体排出，半焦在半焦收集罐11内被收集，然后通过半焦储罐12排出。

具体而言，整个半焦输送速率的控制主要依靠稳压阀门13来进行控制。当需要输送时，半焦稳压阀门13控制半焦收集罐11的压力低于流化床和煤分级分质转化设备的压力，此时开启流化床，半焦在流化作用下，通过压差输送进入半焦收集罐11内。由于半焦输送管道9入口接近流化床分布板7，半焦从顶部进入流化床后，在向下运动过程中与换热管8发生换热冷却，因此半焦输送管道9进口处的半焦已基本被冷却完全。

具体而言，煤粉在煤分级转化设备1内进行反应，生成粗煤气和半焦，其中粗煤气从粗煤气出口2流出，半焦固体在重力作用下沉积到煤分级转化设备1的内部。煤分级转化设备1的底部为锥形结构，方便半焦的自由下落。半焦通过与煤分级转化设备1底锥相连的半焦落料管道3进入流化床冷却器4当中。流化床冷却器4内设有换热管8，下部设有流化气入口6和分布板7。进入流化床冷却器4的半焦在流化气的作用下呈流化状态，然后与换热管8发生间接换热，从而使得高温半焦的温度显著降低。流化气从流化气出口管道51进入煤分级转化设备1内，然后和粗煤气混合一起离开系统。

具体而言，流化床的中心位置设有半焦输送管道9，其半焦进口端位于换热管8的底部，另一端穿设于流化床冷却器4的上部。半焦从流化床冷却器4顶部进入之后，和换热管8发生换热冷却，到达半焦输送管道9进口位置处时已经被冷却到设定温度。半焦输送管道9出口端连接半焦收集罐11，半焦收集罐11顶部连接过滤器10，半焦收集罐11底部设有半焦储罐12，过滤器10出口设有稳压阀门13。由于此时半焦已经被冷却，而且经过过滤器10之后的气体基本不含有半焦粉尘，因此该阀门仅承受高压，无粉尘且在低温下运行，阀门的选择就特别容易。

具体而言，正常运行过程当中，产生的半焦会在重力作用下进入流化床冷却器4，流化床冷却器4内的流化气会通过流化气出口管道51进入煤分级分质转化设备当中，因此两个设备之间基本无压差，从而可以保证半焦顺利进入流化床冷却器4当中。半焦输送过程主要依靠稳压阀门13和流化气来进行控制。

具体而言，当需要输送半焦时，开启流化气，同时开启稳压阀门13，半焦收集罐11的压力降低，半焦会在部分流化气的携带和压差作用下进入半焦收集罐11当中，半焦输送夹带的气体经过过滤器10过滤后，从稳压阀门13处流出；半焦沉积到半焦收集罐11当中，然后进一步收集到半焦储罐12当中。

具体而言，当不需要半焦输送时，关闭流化气，半焦固体在无气体携带作用下无法通过半焦输送管道9自由进入半焦收集罐11当中；或者关闭稳压阀门13，半焦收集罐11的压力升高，当两者压力基本相等时，流化气只会通过流化气出口管道51进入煤分级分质转化设备当中。

可以看出，该装置的半焦输送主要依靠流化气和稳压阀门13来控制，流化气的控制为常规控制，稳压阀门13在低温下操作，因此选型会特别容易。除此之外，输送过程中无其他阀门，控制简单。半焦通过大直径的半焦落料管道3直接从流化床冷却器4顶部进入，然后经由位于流化床冷却器4底部的半焦输送管道9进口端排出，从而保证了半焦在流化床冷却器4内具有足够的冷却时间。

同时，高温半焦直接落入流化床冷却器4上方，然后在流化气的作用下与换热管8进行换热冷却；冷却后的半焦经由半焦输送管道9排出，冷却后的半焦输送量通过流化气和稳压阀门13控制输送压差来控制，简单可靠，阀门选型简单。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种半焦冷却输送系统，其特征在于，包括：

煤分级转化设备，用于对煤粉进行分级分质转化；

流化床冷却器，其设置在所述煤分级转化设备的下方，与所述煤分级转化设备连通，以接收半焦，并对所述半焦进行冷却；

流化气入口，与所述流化床冷却器的下部连通，用于向所述流化床冷却器内输入流化气，所述流化气用于驱动所述半焦与所述流化床冷却器进行换热；

半焦收集罐，与所述流化床冷却器连通，用于收集冷却后的所述半焦；

稳压阀门，与所述半焦收集罐连通，用于调节所述半焦收集罐内的压力大小。

2.根据权利要求1所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，还包括：

流化气出口，与所述流化床冷却器的上部连通，并与所述煤分级转化设备连通，用于将所述流化床冷却器内的所述流化气输送至所述煤分级转化设备中。

3.根据权利要求1或2所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述流化床冷却器包括设置在其内部的换热管，所述换热管设置在所述流化气入口与所述流化气出口之间，所述换热管用于与所述半焦进行换热，以对所述半焦进行冷却。

4.根据权利要求3所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述换热管为一环形空心结构；

所述换热管的中轴线与所述流化床冷却器的中轴线重合。

5.根据权利要求3所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述流化床冷却器还包括设置在其内部的分布板，所述分布板沿水平方向设置，且所述分布板位于所述换热管的下侧面与所述流化气入口所处水平面之间。

6.根据权利要求5所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述半焦收集罐通过半焦输送管道与所述流化床冷却器连通，所述半焦输送管道的一端与所述半焦收集罐连通，另一端插设在所述换热管内，且位于所述分布板的正上方。

7.根据权利要求6所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述半焦输送管道包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管的第一端与所述半焦收集罐连通，第二端与所述第二连接管的上端连通；

所述第二连接管沿竖直方向设置在所述换热管内，所述第二连接管的下端位于所述分布板的正上方，且所述第二连接管的下端与所述分布板的上侧面之间保持预设间距。

8.根据权利要求7所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，

所述第二连接管的中轴线与所述换热管的中轴线重合。

9.根据权利要求1所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，还包括：

过滤器，其设置在所述半焦收集罐和稳压阀门之间，所述稳压阀门通过所述过滤器与所述半焦收集罐连通。

10.根据权利要求1所述的半焦冷却输送系统，其特征在于，还包括：

半焦储罐，其设置在所述半焦收集罐的下方，并与所述半焦收集罐连通。

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