CN214457800U - 排焦装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种排焦装置，该装置包括：排焦管，其第一端用于与气化炉的输出口相连接，其第二端用于与流化床的输入口相连接；防堵机构，设置于气化炉内，用于防止气化炉内壁的耐材掉落至排焦管内而堵塞排焦管。本实用新型中，排焦管将气化炉内的半焦输送至流化床内，防堵机构能够防止大块的耐材掉落至排焦管内而形成架桥，同时也能够防止小块的耐材在排焦管内累计，确保排焦管内的压差维持正常状态，避免排焦管内的压差增大导致半焦进入后系统而超标，进而避免气化炉和流化床等设备的损坏。

Description

排焦装置

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种排焦装置。

背景技术

粉煤加氢气化是指煤粉与氢气在中温(800-1100℃)和高压(5-10MPa)条件下反应，生成富含甲烷的粗煤气、高附加值芳烃油品和高热值半焦的过程。煤加氢气化最大的优越性是气化效率高，并且，产品气中甲烷含量能高达60％～80％，CO₂含量低(<5％)，同时该工艺联产轻质芳烃油品(包括苯、萘、菲、芴，芘，甲苯)，芳烃油品附加值高，回收分离工艺流程短。煤加氢气化工艺兼具煤制气和煤制油的优势，通过煤的高效分级利用，大大降低生产成本，具有明显的经济优势。

煤粉在加氢气化炉内反应生成大量半焦，半焦会积聚在气化炉底部的存料区。通过气化炉与冷却流化床之间的管道以及依靠二者之间的高度差和压差，将气化炉内的半焦排放至冷却流化床进行冷却。由于加氢气化炉的内部为高温区，内部温度为800-1100℃，所以，在气化炉内壁的表面设置有大量耐火浇注料或耐火砖，以耐磨隔热。在运行过程中，由于受到热振、磨损等各种不利条件的影响，部分耐材会出现脱落。脱落的耐材有大有小，其中，脱落的耐材最大可能达到100mm以上。脱落的大块的耐材容易进入气化炉与流化床之间的排焦管道内，形成架桥；而小块的耐材在排焦管道内累积，导致气化炉与流化床之间的排焦压差增大，甚至会使排焦压差超过最大压差值，这样，半焦因压差增大而无法排出，进而大量进入后系统从而引起半焦超标，最终可能导致设备损坏或失效而系统被迫停车。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种排焦装置，旨在解决现有技术中气化炉内的耐材脱落易堵塞排焦管道的问题。

本实用新型提出了一种排焦装置，该装置包括：排焦管，其第一端用于与气化炉的输出口相连接，其第二端用于与流化床的输入口相连接；防堵机构，设置于气化炉内，用于防止气化炉内壁的耐材掉落至排焦管内而堵塞排焦管。

进一步地，上述排焦装置中，排焦管穿设于气化炉的输出口且其第一端悬置于气化炉内，排焦管的第一端与气化炉内的料位界面之间具有第一预设距离，排焦管具有第一预设直径，排焦管与气化炉之间的空间用于容置掉落的耐材，排焦管置于气化炉内的管段形成防堵机构。

进一步地，上述排焦装置中，排焦管的第一端向外扩张以形成喇叭口状，并且，排焦管的第一端处具有第二预设直径。

进一步地，上述排焦装置中，排焦管的第一端设置有用于拦截耐材的丝网。

进一步地，上述排焦装置中，第一预设距离为0～1000mm；第一预设直径为气化炉直筒段直径的2％～20％；第二预设直径为气化炉直筒段直径的3％～40％。

进一步地，上述排焦装置还包括：料位控制机构，设置于排焦管置于气化炉内的管段，用于控制气化炉与流化床之间的压差。

进一步地，上述排焦装置中，料位控制机构包括：阀板，悬置于排焦管的内部且与排焦管的第一端之间具有第二预设距离；阀杆，依次穿设于气化炉和排焦管且与阀板相连接；驱动机构，设置于气化炉的外部且与阀杆相连接，用于通过阀杆驱动阀板转动；耐火机构，设置于阀杆的外部。

进一步地，上述排焦装置中，耐火机构包括：套管，套设于阀杆的外部，套管与阀杆之间的间隙形成填充空间；耐火料，填充于填充空间。

进一步地，上述排焦装置还包括：至少两个输气机构，设置于排焦管，用于向排焦管内输送流化气。

进一步地，上述排焦装置中，其中一个输气机构设置于排焦管置于气化炉内的管段且靠近料位控制机构设置；和/或；其中一个输气机构设置于排焦管置于气化炉外的管段且靠近气化炉的输出口设置。

本实用新型中，排焦管将气化炉内的半焦输送至流化床内，防堵机构能够防止大块的耐材掉落至排焦管内而形成架桥，同时也能够防止小块的耐材在排焦管内累计，确保排焦管内的压差维持正常状态，避免排焦管内的压差增大导致半焦进入后系统而超标，进而避免气化炉和流化床等设备的损坏，解决了现有技术中气化炉内的耐材脱落易堵塞排焦管道的问题。

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排焦装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的排焦装置中，排焦管的第一端的截面示意图。

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。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的排焦装置的结构示意图。如图所示，排焦装置设置于气化炉2与流化床3之间，排焦装置包括：排焦管1和防堵机构。其中，排焦管1的第一端(图1所示的上端)用于与气化炉2的输出口相连接，排焦管1的第二端(图1所示的下端)用于与流化床3的输入口相连接。

防堵机构设置于气化炉2的内部，防堵机构用于防止气化炉2内壁的耐材掉落至排焦管1内而堵塞排焦管1。这样，排焦管1将气化炉2内的半焦输送至流化床3内，防堵机构能够防止大块的耐材掉落至排焦管1内而形成架桥，同时也能够防止小块的耐材在排焦管1内累计，确保排焦管1内的压差维持正常状态，避免排焦管1内的压差增大导致半焦进入后系统而超标，进而避免气化炉2和流化床3等设备的损坏，解决了现有技术中气化炉内的耐材脱落易堵塞排焦管道的问题。

继续参见图1，上述实施例中，排焦管1穿设于气化炉2的输出口，并且，排焦管1部分置于气化炉2内，其中，排焦管1的第一端(图1所示的上端)的端部悬置于气化炉2的内部。排焦管1的第一端与气化炉2内的料位界面之间具有第一预设距离，气化炉2内的料位为气化炉2在使用时半焦临时储存时的正常料位，该正常料位是根据气化炉2的直径、高度、容量等确定的，本实施例对于正常料位的限定不做任何限制。在气化炉2内半焦存放的正常料位的顶面处向下移动第一预设距离，即排焦管1的第一端的位置。

第一预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。优选的，第一预设距离为0～1000mm，0～1000mm的区域为气化炉2料位的最佳操作区，排焦管1高于正常料位时，可能会导致半焦进入后续系统，进而增加后续系统的处理负荷；排焦管1较正常料位过低时，意味着排焦管1埋入半焦料位过深，堆积的半焦有可能堆积过密，致使半焦压实而无法排出。

排焦管1具有第一预设直径，排焦管1的内壁与气化炉2的外壁之间的空间用于容置掉落的耐材，具体地可容置气化炉2内壁脱落的各种大小规格的耐材，则排焦管1置于气化炉2内的管段形成防堵机构。第一预设直径可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。优选的，第一预设直径为气化炉2直筒段直径的2％～20％，其中，气化炉2靠近其顶部(图1所示的上部)一段的直径是由顶部处的直径逐渐增大，气化炉2的中间管段为直筒段，其直径保持不变，而气化炉2靠近其底部(图1所示的下部)一段的直径是由直筒段处的直径向其底部处逐渐减小，并且，气化炉2的直筒段即对应于反应区域也对应于半焦存储区域的混合区域，其中，半焦存储区域为气化炉2底部临时容置半焦的存料区。排焦管1的直径是根据气化炉2存料区的存料量、排料时间来确定的，排焦管1具有第一预设直径的目的是保持气化炉2的料位在正常料位附近，避免出现排焦管1的直径过大时料位排空串气，排焦管1的直径过小时输送量过小，使得气化炉2内的半焦无法及时排出而堵塞以及增加后续系统负担。

优选的，排焦管1的第一端向外扩张以形成喇叭口状，具体地，排焦管1靠近第一端处为呈锥形且直径逐渐增大，则排焦管1的第一端的端面处为锥形的外径较大一端，排焦管1的第一端处具有第二预设直径，即排焦管1的第一端的端面处的直径为第二预设直径。该第二预设直径可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。优选的，第二预设直径为气化炉2直筒段直径的3％～40％。该第二预设直径是根据排焦量和气化炉2内耐材可能脱落的位置来确定的，第二预设直径过大耐材可能落入排焦管1内，第二预设直径过小排焦管1的输送量无法满足要求。

参见图2，更为优选的，排焦管1的第一端设置有丝网4，该丝网4用于拦截脱落的耐材，以防止耐材掉落至排焦管1内而造成堵塞。具体地，丝网4的网孔径为3～20mm。

可以看出，本实施例中，排焦管1的部分管段置于气化炉2内，这样，气化炉2内壁的耐材在重力作用下向下掉落时会掉落至排焦管1与气化炉2之间的空间内，进而存储在气化炉2的底部，并且，本实施例中排焦管1悬置于气化炉2内，与现有技术中排焦管1直接与气化炉2的输出口相连接的方案相比较，能够有效地避免耐材掉落至排焦管1。

半焦输送是通过气化炉2与流化床3之间的压差来控制的，以确保气化炉2内料位的稳定。当气化炉2料位高时，可通过提高气化炉2与流化床3之间的压差，增大气化炉2的排焦量，降低气化炉2料位；当气化炉2料位低时，可通过降低气化炉2与流化床3之间的压差，降低气化炉2的排焦量，提高气化炉2料位，避免料位低导致的串气。在实际操作中，气化炉2与流化床3之间可调节的压差值是在一定范围内的，当因为操作不当或其他原因导致二者之间的压差超过可调节范围时，气化炉2依靠压差排焦就会失效。因此，本实施例中，排焦装置还可以包括：料位控制机构5。其中，料位控制机构5设置于排焦管1置于气化炉2内的管段，并且，料位控制机构5与排焦管1的第一端之间具有第二预设距离，料位控制机构5通过调节排焦管1内半焦的输送量来控制气化炉2的料位处于正常料位，即控制气化炉2与流化床3之间的压差维持在可调节范围之内，进而保证半焦稳定地输送至流化床3，避免半焦的堵塞。

料位控制机构5可以包括：阀板51、阀杆52、驱动机构53和耐火机构。其中，阀板51悬置于排焦管1的内部，并且，阀板51与排焦管1的第一端之间具有第二预设距离，该第二预设距离可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。优选的，第二预设距离为200～1000mm，该距离是根据气化炉2正常料位位置及排焦量来确定的，距离太大时不利于半焦及时排出，距离太小时可能导致料位过高半焦堆积过密。

具体地，阀板51的形状与排焦管1的截面形状相匹配，均可以为圆形。阀板51的直径是根据排焦管1的直径大小和输送量确定的，目的是保证阀板51能自由活动又能保证一定的限流作用。优选的，阀板51的直径小于等于排焦管1的内径，更为具体地，阀板51的直径为排焦管1的内径的50％～100％。

阀杆52依次穿设于气化炉2和排焦管1，并且，阀杆52与阀板51相连接，具体地，阀杆52的第一端(图1所示的右端)置于气化炉2的外部，阀杆52的第二端(图1所示的左端)置于排焦管1内且与阀板51相连接，该连接可以为可拆卸连接，如螺栓连接，也可以为固定连接，如焊接连接，本实施例对此不做任何限制。

驱动机构53设置于气化炉2的外部，驱动机构53与阀杆52的第一端相连接，驱动机构53用于驱动阀杆52转动，带动阀板51转动，从而实现对排焦管1内半焦流量的控制。具体地，驱动机构53可以为气动机构。

耐火机构设置于阀杆52的外部，具体地，耐火机构可以包括：套管54和耐火料55。套管54套设于阀杆52的外部，套管54的第一端(图1所示的右端)置于气化炉2的外部，套管54穿设于气化炉2，并且，套管54的第二端(图1所示的左端)与排焦管1的外壁相连接，套管54与阀杆52之间具有间隙，该间隙形成了填充空间。耐火料55填充于填充空间，其中耐火料55可以为陶瓷纤维棉，也可以为耐火浇注料。

可以看出，本实施例中，通过驱动机构53驱动阀杆52转动而带动阀板51转动，能对排焦管1内的半焦进行不同程度的阻挡，从而调节气化炉2和流化床3之间的压差，确保半焦稳定地输送至流化床3，避免半焦的堵塞，并能实现对气化炉2内半焦料位的控制，还能在出现异常情况时及时、准确地进行处理，实现了半焦料位的正常控制和半焦的连续排放。

继续参见图1，上述实施例中，排焦装置还可以包括：至少两个输气机构6。其中，各输气机构6均设置于排焦管1，每个输气机构6均用于向排焦管1内输送流化气，利用流化气带动排焦管1内的半焦运动，促进半焦的流动，便于半焦稳定、连续地输送至流化床3内，以避免半焦在排焦管1内堵塞。并且，输气机构6与料位控制机构5配合工作能够有效地控制排焦量，进而实现对气化炉、料位的稳定控制，尤其当气化炉2的料位较高时，可通过各输气机构6输送的流化气和料位控制机构5对压差的调节，大幅改善气化炉2的排焦速度，避免气化炉2内料位过高造成的料位压实，最终引起排焦失效。

具体地，每个输气机构6均可以包括：输气管和储气机构。输气管的第一端与储气机构相连接，储气机构置于气化炉2的外部，输气管穿设于气化炉2，并且，输气管的第二端与排焦管1上开设的进气口相连接。储气机构用于通过输气管向排焦管1内输送流化气。

其中一个输气机构6设置于排焦管1置于气化炉2内的管段，并且，该输气机构6靠近料位控制机构5设置。具体实施时，排焦管1在置于气化炉2内的管段处可以根据实际情况设置多个输气机构6。在本实施例中，排焦管1在置于气化炉2内的管段处设置有三个输气机构6，其中一个输气机构6靠近料位控制机构5设置，其中一个输气机构6靠近气化炉2的输出口设置，还有一个输气机构6夹设于另两个输气机构6之间。

其中一个输气机构6设置于排焦管1置于气化炉2外的管段，并且，该输气机构6靠近气化炉2的输出口设置。具体实施时，排焦管1在置于气化炉2外的管段处可以根据实际情况设置多个输气机构6，其中一个输气机构6靠近气化炉2的输出口设置，其余各输气机构6沿排焦管1的长度方向均匀分布。

优选的，其中一个输气机构6设置于排焦管1置于气化炉2内的管段且靠近料位控制机构5设置；和/或；其中一个输气机构6设置于排焦管1置于气化炉2外的管段且靠近气化炉2的输出口设置。具体实施时，可以仅仅是，其中一个输气机构6靠近料位控制机构5设置；也可以仅仅是其中一个输气机构6设置于靠近气化炉2的输出口设置；还可以是，其中一个输气机构6靠近料位控制机构5设置，并且，其中一个输气机构6设置于靠近气化炉2的输出口设置。

由于排焦管1在对应于气化炉2处的管段是最容易架桥堵塞的地方，当排焦管1出现堵塞时，可通过驱动机构53驱动阀板51转动使得半焦无法输送，即阻止半焦在排焦管1内的运动，同时，将位于排焦管1不同位置处的输气机构6依次或组合打开，利用流化气对半焦吹动，使得排焦管1的内部疏通。因此，各输气机构6可以调节排焦量的大小，并且当排焦某部位堵塞时，能够配合料位控制机构5，输入流化气将排焦管1疏通。

综上所述，本实施例中，排焦管1将气化炉2内的半焦输送至流化床3内，防堵机构能够防止大块的耐材掉落至排焦管1内而形成架桥，同时也能够防止小块的耐材在排焦管1内累计，确保排焦管1内的压差维持正常状态，避免排焦管1内的压差增大导致半焦进入后系统而超标，进而避免气化炉2和流化床3等设备的损坏，并且，本实施例可有效地改善气化炉2与流化床3之间的排料方式，提升了对气化炉2排料速率的控制，保持了气化炉料位的稳定，避免气化炉2内料位大幅波动，也避免出现高料位堵塞或低料位串气等异常情况。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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)

1.一种排焦装置，其特征在于，包括：

排焦管(1)，其第一端用于与气化炉(2)的输出口相连接，其第二端用于与流化床(3)的输入口相连接；

防堵机构，设置于所述气化炉(2)内，用于防止所述气化炉内壁的耐材掉落至所述排焦管(1)内而堵塞所述排焦管(1)。

2.根据权利要求1所述的排焦装置，其特征在于，所述排焦管(1)穿设于所述气化炉(2)的输出口且其第一端悬置于所述气化炉(2)内，所述排焦管(1)的第一端与所述气化炉(2)内的料位界面之间具有第一预设距离，所述排焦管(1)具有第一预设直径，所述排焦管(1)与所述气化炉(2)之间的空间用于容置掉落的耐材，所述排焦管(1)置于所述气化炉(2)内的管段形成所述防堵机构。

3.根据权利要求2所述的排焦装置，其特征在于，所述排焦管(1)的第一端向外扩张以形成喇叭口状，并且，所述排焦管(1)的第一端处具有第二预设直径。

4.根据权利要求2或3所述的排焦装置，其特征在于，所述排焦管(1)的第一端设置有用于拦截耐材的丝网(4)。

5.根据权利要求3所述的排焦装置，其特征在于，

所述第一预设距离为0～1000mm；

所述第一预设直径为所述气化炉(2)直筒段直径的2％～20％；

所述第二预设直径为所述气化炉(2)直筒段直径的3％～40％。

6.根据权利要求1所述的排焦装置，其特征在于，还包括：

料位控制机构(5)，设置于所述排焦管(1)置于所述气化炉(2)内的管段，用于控制所述气化炉(2)与所述流化床(3)之间的压差。

7.根据权利要求6所述的排焦装置，其特征在于，所述料位控制机构(5)包括：

阀板(51)，悬置于所述排焦管(1)的内部且与所述排焦管(1)的第一端之间具有第二预设距离；

阀杆(52)，依次穿设于所述气化炉(2)和所述排焦管(1)且与所述阀板(51)相连接；

驱动机构(53)，设置于所述气化炉(2)的外部且与所述阀杆(52)相连接，用于通过所述阀杆(52)驱动所述阀板(51)转动；

耐火机构，设置于所述阀杆(52)的外部。

8.根据权利要求7所述的排焦装置，其特征在于，所述耐火机构包括：

套管(54)，套设于所述阀杆(52)的外部，所述套管(54)与所述阀杆(52)之间的间隙形成填充空间；

耐火料(55)，填充于所述填充空间。

9.根据权利要求6所述的排焦装置，其特征在于，还包括：

至少两个输气机构(6)，设置于所述排焦管(1)，用于向所述排焦管(1)内输送流化气。

10.根据权利要求9所述的排焦装置，其特征在于，

其中一个输气机构(6)设置于所述排焦管(1)置于所述气化炉(2)内的管段且靠近所述料位控制机构(5)设置；和/或；

其中一个输气机构(6)设置于所述排焦管(1)置于所述气化炉(2)外的管段且靠近所述气化炉(2)的输出口设置。

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