CN216273964U - 一种制粉系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种制粉系统，包括磨煤干燥单元；还包括集成式设置的低压密相输送单元和高压密相输送单元；低压密相输送单元包括中间仓，低压密相粉泵和低压二氧化碳系统；低压密相粉泵和低压二氧化碳系统分别通过各自的出口与中间仓的出口连通；高压密相输送单元包括顺序连通的粉煤贮仓、粉煤加压锁斗、粉煤加压给料罐和高压二氧化碳系统；高压二氧化碳系统分别与粉煤加压锁斗、粉煤加压给料罐与粉煤管线连通；磨煤干燥单元与低压密相输送单元的中间仓连通；低压密相粉泵与粉煤贮仓连通；粉煤加压给料罐通过粉煤管线与下游装置的气化炉烧嘴连通；通过本公开实施例能够降低框架高度，节省占地面积，还能避免防火分区面积超限。

Description

一种制粉系统

技术领域

本实用新型属于煤气化技术领域，特别涉及一种制粉系统。

背景技术

粉煤加压气化技术是一种洁净、高效将各类煤炭及石油焦等固体燃料在高温高压环境下转化成主要成分为氢气和一氧化碳的混合气的先进技术，其基本原理是将煤炭磨制成粒度合适的干燥的煤粉，用高温的惰性气体连续送入气化炉，同时补充氧气与水蒸汽，在高温高压条件下共同参与反应，生成粗煤气氢气和一氧化碳的工艺过程。

来自厂区的粒径小于30mm的块状原煤通过输煤皮带送入磨煤及干燥单元进行研磨和干燥，最终得到含水2％～5％，粒径＜90μm的粉煤颗粒，经加压后送入气化炉烧嘴。

在传统中小型煤化工项目中，磨煤及干燥单元一般与高压粉煤输送单元、气化单元共同设置于同一框架，整体框架高度较高，随着煤化工项目规模越来越大，粉煤加压气化装置越来越趋于大型化，将磨煤及干燥单元与高压粉煤输送单元仍与气化单元同框架布置，防火分区面积易超限；且气化单元属于甲类生产装置，布置在同一框架时，防爆等级均选用较高等级，使得设备和仪表成本较高。

现有粉煤加压气化装置的粉煤制备系统一般有两种型式：重力落料输送和气力输送；

重力落料输送是指磨煤及干燥单元制备出的干燥粉煤从框架顶部的袋式过滤器灰斗通过旋转卸料阀和螺旋输送机经重力作用落料至粉煤贮仓，再经粉煤加压锁斗和粉煤加压给料罐增压后，由高压气体送至高压粉煤输送管线进入气化炉烧嘴。此型式的粉煤制备系统一般和气化单元布置于同一框架，整体框架高度较高。

气力输送是指磨煤及干燥单元制备出的干燥粉煤从框架顶部的袋式过滤器灰斗通过旋转卸料阀落入中间仓，中间仓下方直连低压密相粉泵，通过低压气体输送将粉煤通过低压输煤管线注入粉煤贮仓，后面的粉煤加压输送系统与重力落料输送相同。此型式的粉煤制备系统中的磨煤干燥单元和低压气力输送单元一般设置于一座独立框架中，可有效降低框架总高度，减少备用设备数量。

针对现有技术中存在的缺点做一归纳：

(1)重力落料输送方案要求磨煤干燥单元和气化单元为一一对应，磨煤干燥单元需设置备用系统，设备投资高；同时框架高度较高，土建投资也比较高；磨煤干燥单元和气化单元处于同一框架，防爆成本增加。

(2)气力输送方案可实现粉煤远距离输送，将磨煤干燥单元和粉煤气力输送单元设置于独立框架，可降低框架高度，节省土建和设备投资；但随着煤气化装置规模越来越趋于大型化，气化装置整体面临防火面积超限、防爆成本急剧上升的问题，单独的气力输送方案已无法满足粉煤加压气化装置大型化的需求。

为此，本领域急需解决如下问题：

(1)粉煤加压气化装置越来越趋于大型化，将粉煤制备系统布置在气化框架时防火分区面积易超限(总占地面积不得超过3500平米)；

(2)粉煤加压气化装置属于甲类生产装置，将粉煤制备系统布置在气化框架时，防爆等级均选用较高等级，使得设备和仪表成本较高；

(3)将粉煤制备系统布置在气化框架时，框架高度较高，土建成本高。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本公开提供了一种适用于大型粉煤加压气化装置、根据防爆等级进行布置且能够避免防火分区面积超限的制粉系统。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：

一种制粉系统，包括磨煤干燥单元；所述制粉系统还包括集成式设置的低压密相输送单元和高压密相输送单元，其中：所述低压密相输送单元，其包括：中间仓，低压密相粉泵和低压二氧化碳系统；所述低压密相粉泵和所述低压二氧化碳系统分别通过各自的出口与所述中间仓的出口连通；所述高压密相输送单元，其包括：顺序连通的粉煤贮仓、粉煤加压锁斗、粉煤加压给料罐和高压二氧化碳系统；所述高压二氧化碳系统分别与所述粉煤加压锁斗、所述粉煤加压给料罐与粉煤管线连通；所述磨煤干燥单元与所述低压密相输送单元的中间仓连通；所述低压密相输送单元的低压密相粉泵通过送粉管线与所述高压密相输送单元的粉煤贮仓连通；所述高压密相输送单元的粉煤加压给料罐通过粉煤管线与下游装置的气化炉烧嘴连通。

在本公开的一些实施例中，所述磨煤干燥单元包括：顺序连通的原料煤贮仓、称重给煤机、磨煤机、袋式过滤器、循环风机、惰性气体发生器和纤维分离器；所述惰性气体发生器的出口与所述磨煤机连通；所述袋式过滤器通过其底部出口与所述纤维分离器连通。

在本公开的一些实施例中，所述磨煤干燥单元的纤维分离器与所述低压密相输送单元的中间仓连通。

在本公开的一些实施例中，所述低压密相输送单元还包括备用管线和并列设置的换向阀；其中，所述备用管线与所述送粉管线并列设置，均设有换向阀；所述备用管线的两端分别与所述低压密相粉泵和所述粉煤贮仓连通。

在本公开的一些实施例中，所述高压密相输送单元还包括粉煤贮仓过滤器，其与所述粉煤贮仓和所述粉煤加压锁斗顺序连通，并形成封闭回路。

在本公开的一些实施例中，所述低压二氧化碳系统还包括低压二氧化碳缓冲罐；所述低压二氧化碳缓冲罐通过其入口与低压二氧化碳设备连通，所述低压二氧化碳缓冲罐的出口和所述低压密相粉泵的入口连通。

在本公开的一些实施例中，所述低压密相粉泵还包括入气母管，所述入气母管设于所述低压密相粉泵的入口端；所述低压二氧化碳缓冲罐通过所述入气母管与所述低压密相粉泵连通。

在本公开的一些实施例中，所述磨煤干燥单元还包括一母管；所述母管与所述磨煤机的密封风入口连通；所述磨煤机通过所述母管接入外界的低压惰性气体。

在本公开的一些实施例中，所述粉煤贮仓、所述粉煤加压锁斗均与所述粉煤加压给料罐连通；所述粉煤加压给料罐的顶部设置多个落料入口。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的制粉系统，通过将具有相同防火等级的磨煤干燥单元、低压密相输送单元和高压密相输送单元基于“制粉岛”的设计理念共同设置于一座制粉框架内，可有效避免气化装置防火分区面积超限的问题，有利于降低框架高度，降低设备投资，有利于实现粉煤加压气化装置的大型化设计。

附图说明

图1为本实用新型实施例的制粉系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的制粉系统在多系列状态下的连接关系示意图。

附图标记说明

1-原料煤贮仓；2-称重给煤机；3-磨煤机；4-袋式过滤器；

5-循环风机；6-惰性气体发生器；7-纤维分离器；8-中间仓；

9-低压密相粉泵；10-低压二氧化碳系统；11-换向阀12-粉煤贮仓；

13-粉煤加压锁斗；14-粉煤加压给料罐15-粉煤贮仓过滤器；

16-高压二氧化碳系统

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细的描述，但不作为本实用新型的限定。为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在本实用新型中使用了术语“低压”和“高压”，其中，低压密相输送单元、低压二氧化碳系统、高压密相输送单元和高压二氧化碳系统等分别为本领域的常用词语。例如，低压二氧化碳系统和高压二氧化碳系统中的“低压”和“高压”分别表示为“0.4～0.8MPaG”和“7～8MPaG”，下同。

目前，由于粉煤加压气化装置越来越趋于大型化，将粉煤制备系统布置在气化框架时防火分区面积易超限(总占地面积不得超过3500平米)；且由于粉煤加压气化装置属于甲类生产装置，将粉煤制备系统布置在气化框架时，防爆等级均选用较高等级，使得设备和仪表成本较高；为此，本实用新型提供如下解决方案。

一种制粉系统，参见图1，其包括磨煤干燥单元；所述制粉系统还包括集成式设置的低压密相输送单元和高压密相输送单元，其中：所述低压密相输送单元，其包括：中间仓8，低压密相粉泵9和低压二氧化碳系统10；所述低压密相粉泵9和所述低压二氧化碳系统10分别通过各自的出口与所述中间仓的出口连通；所述高压密相输送单元，其包括：顺序连通的粉煤贮仓12、粉煤加压锁斗13、粉煤加压给料罐14和高压二氧化碳系统16；所述高压二氧化碳系统16分别与所述粉煤加压锁斗13、所述粉煤加压给料罐14与粉煤管线连通；所述磨煤干燥单元与所述低压密相输送单元的中间仓8连通；所述低压密相输送单元的低压密相粉泵9通过送粉管线与所述高压密相输送单元的粉煤贮仓12连通；所述高压密相输送单元的粉煤加压给料罐14通过粉煤管线与下游装置的气化炉烧嘴连通。

通过本实施例的上述设计方案，将磨煤干燥单元、低压密相输送单元和高压密相输送单元共同设置于一座制粉框架内，可有效降低框架高度，减少投资；由于磨煤干燥单元、低压密相输送单元和高压密相输送单元同属乙类装置，相对而言，设备和仪表成本降低。另外，由于该三个单元与气化单元(图中未示出)分开布置，可有效避免气化装置防火分区面积超限，不仅有利于框架的防火防震，还有利于实现粉煤加压气化装置的大型化设计。由于将该三个单元共同布置于同一框架内，充分体现“制粉岛”设计理念的优势。且在制粉岛框架内的装置均为乙类生产装置，减少了原来气化装置甲类厂房的面积，有利于降低防爆要求和相关投资。

进一步地，在本实施例中，低压密相输送单元优先采用二氧化碳作为输送介质。例如，可重复利用工厂后段工艺系统排放的废弃二氧化碳，实现废弃二氧化碳的再利用，由此减少温室气体的排放，为碳排放及碳达峰做出相应的贡献。

在一实施例中，参见图1，所述磨煤干燥单元包括：顺序连通的原料煤贮仓1、称重给煤机2、磨煤机3、袋式过滤器4、循环风机5、惰性气体发生器6和纤维分离器7；所述惰性气体发生器6的出口与所述磨煤机3连通；所述袋式过滤器4通过其底部出口与所述纤维分离器7连通。进一步地，所述磨煤干燥单元的纤维分离器7与所述低压密相输送单元的中间仓8连通。在本实施例中，所述磨煤干燥单元通过纤维分离器7出口的粉煤直接由重力作用落入所述低压密相输送单元的中间仓中，并经低压密相粉泵9和送粉管线输送至所述高压密相输送单元，通过该设置方式，使得流程紧凑简单。

在一实施例中，结合图1和图2，所述低压密相输送单元还包括备用管线和并列设置的换向阀11；其中，所述备用管线与所述送粉管线并列设置，均设有换向阀11；所述备用管线的两端分别与所述低压密相粉泵9和所述粉煤贮仓12连通。在现有技术中，磨煤干燥单元通常包括较多的机械设备，且由于煤易堵塞设备及管道，导致事故率较高。特别地，在传统设计方案中，为满足生产产能及生产安全的需求，一般需备用一套或者多套备用设备。在本实施例中，通过低压密相输送单元中的中间仓和带换向阀的送粉管线，利用换向阀和备用管线可完全代替备用设备，仅需对磨煤干燥单元的设计余量进行一定程度的放大，以及进行有计划的轮换检修即可。通过本实施例的设计方式，磨煤干燥单元无需设备用设备，有效降低磨煤干燥单元的备用率，大大降低设备投资和占地。同时，上述设计方案还具有操作灵活，维护成本低的有益效果，能够提高系统的稳定性和可靠性。

在本实施例中，可在上述设计方式的基础上进行扩展。例如，图2为本实用新型实施例的制粉系统在多系列状态下的连接关系示意图，其示出了三条生产线，并对该三条生产线的备用线的连接关系做了展示。在实际应用中，并不限于三条生产线，可参照该连接关系对多条生产线的备用线进行扩展设计，在此，不做进一步限定，可根据实际需要进行调整。

在一实施例中，参见图1，所述高压密相输送单元还包括粉煤贮仓过滤器15，其与所述粉煤贮仓12和所述粉煤加压锁斗13顺序连通，并形成封闭回路。进一步地，通过本实施例的设计方案，制粉系统在泄压后，含粉煤的二氧化碳气体经粉煤贮仓过滤器15过滤后进行排放，而过滤后的粉煤再次经管道落入粉煤贮仓12中，避免粉煤外泄对环境造成污染，可见本设计方案有益于环保，且节省用于气化反应的原料成本。

在一实施例中，参见图1，所述低压二氧化碳系统10还包括低压二氧化碳缓冲罐；所述低压二氧化碳缓冲罐通过其入口与外设的低压二氧化碳设备(图中未示出)连通，所述低压二氧化碳缓冲罐的出口和所述低压密相粉泵9的入口连通。

在一实施例中，参见图1，所述低压密相粉泵9还包括入气母管，所述入气母管设于所述低压密相粉泵9的入口端；所述低压二氧化碳缓冲罐通过所述入气母管与所述低压密相粉泵9连通。在本实施中，通设置入气母管，可以根据生产产能的需求接入多个低压二氧化碳缓冲罐，无需设置其他的配套设备，进而节省设备开资。

在一实施例中，参见图1，所述磨煤干燥单元还包括一母管；所述母管与所述磨煤机3的密封风入口连通；所述磨煤机3通过所述母管接入外界的低压惰性气体。在本实施例中，磨煤机的密封风路采用母管制设计，即通过一根母管与不同系列的磨煤机密封风入口相连通，以接入外界低压惰性气体，如二氧化碳或氮气。设计密封风路的目的是为保证磨煤机轴承密封，避免粉尘或其他杂质进入。传统设计中一般每台套磨煤机均配套一台密封风机，而通过本实用新型实施例的方案，可取代多台密封风机的使用。通过本实施例的设计方案能够节省投资和占地，维护成本降低。

在一实施例中，参见图1，所述粉煤贮仓、所述粉煤加压锁斗均与所述粉煤加压给料罐连通；所述粉煤加压给料罐的顶部设置多个落料入口。通过该设置方式，可根据需求连接多个相关设备，例如，连接其他的粉煤贮仓等。

为进一步理解本实用新型的技术方案的设计构思，下面针对制粉系统的工作流程做一简要描述：

1、原料煤经原料煤贮仓1、称重给煤机2重力落料入磨煤机3进行研磨；

2、经磨煤机3研磨后的粉煤由来自于惰性气体发生器6的干燥热风干燥，并送至袋式过滤器4；

3、经过袋式过滤器4出口的惰性气体经循环风机5加压后回到惰性气体发生器6加热循环使用；

4、袋式过滤器4灰斗中的粉煤重力落料入纤维分离器7，在此经过处理后送至低压密相输送单元；

5、来自磨煤干燥单元的粉煤落入中间仓8，经重力作用，从中间仓8落入低压密相粉泵9；

6、来自于低压二氧化碳系统10的低压二氧化碳同时进入低压密相粉泵9，以柱塞流型式将粉煤送入送粉管线，并经过送粉管线进入高压密相输送单元的粉煤贮仓12；

7、粉煤贮仓12接收来自低压密相输送单元的送粉管线的粉煤，经粉煤加压锁斗13和粉煤加压给料罐14加压后，以高压二氧化碳系统16送来的高压二氧化碳气体为介质，经粉煤管线送至气化炉烧嘴；至此，上游的初始原料生产完成；混合后的粉煤将在气化炉内完成后续流程，后续流程部分在此不做进一步展开叙述；

8、系统泄压后的含粉煤的二氧化碳气体经粉煤贮仓过滤器15过滤后排放，过滤后的粉煤经管道循环落入粉煤贮仓12中。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本实用新型的范围。

Claims (9)

1.一种制粉系统，包括磨煤干燥单元；其特征在于，还包括集成式设置的低压密相输送单元和高压密相输送单元，其中：

所述低压密相输送单元，其包括：

中间仓(8)，低压密相粉泵(9)和低压二氧化碳系统(10)；所述低压密相粉泵(9)和所述低压二氧化碳系统(10)分别通过各自的出口与所述中间仓的出口连通；

所述高压密相输送单元，其包括：

顺序连通的粉煤贮仓(12)、粉煤加压锁斗(13)、粉煤加压给料罐(14)和高压二氧化碳系统(16)；所述高压二氧化碳系统(16)分别与所述粉煤加压锁斗(13)、所述粉煤加压给料罐(14)与粉煤管线连通；

所述磨煤干燥单元与所述低压密相输送单元的中间仓(8)连通；所述低压密相输送单元的低压密相粉泵(9)通过送粉管线与所述高压密相输送单元的粉煤贮仓(12)连通；所述高压密相输送单元的粉煤加压给料罐(14)通过粉煤管线与下游装置的气化炉烧嘴连通。

2.根据权利要求1所述的制粉系统，其特征在于，所述磨煤干燥单元包括：

顺序连通的原料煤贮仓(1)、称重给煤机(2)、磨煤机(3)、袋式过滤器(4)、循环风机(5)、惰性气体发生器(6)和纤维分离器(7)；所述惰性气体发生器(6)的出口与所述磨煤机(3)连通；所述袋式过滤器(4)通过其底部出口与所述纤维分离器(7)连通。

3.根据权利要求2所述的制粉系统，其特征在于，所述磨煤干燥单元的纤维分离器(7)与所述低压密相输送单元的中间仓(8)连通。

4.根据权利要求1所述的制粉系统，其特征在于，所述低压密相输送单元还包括备用管线和并列设置的换向阀(11)；其中，

所述备用管线与所述送粉管线并列设置，均设有换向阀(11)；

所述备用管线的两端分别与所述低压密相粉泵(9)和所述粉煤贮仓(12)连通。

5.根据权利要求1所述的制粉系统，其特征在于，所述高压密相输送单元还包括粉煤贮仓过滤器(15)，其与所述粉煤贮仓(12)和所述粉煤加压锁斗(13)顺序连通，并形成封闭回路。

6.根据权利要求1所述的制粉系统，其特征在于，所述低压二氧化碳系统(10)还包括低压二氧化碳缓冲罐；所述低压二氧化碳缓冲罐通过其入口与低压二氧化碳设备连通，所述低压二氧化碳缓冲罐的出口和所述低压密相粉泵(9)的入口连通。

7.根据权利要求6所述的制粉系统，其特征在于，所述低压密相粉泵(9)还包括入气母管，所述入气母管设于所述低压密相粉泵(9)的入口端；所述低压二氧化碳缓冲罐通过所述入气母管与所述低压密相粉泵(9)连通。

8.根据权利要求2所述的制粉系统，其特征在于，所述磨煤干燥单元还包括一母管；所述母管与所述磨煤机(3)的密封风入口连通；所述磨煤机(3)通过所述母管接入外界的低压惰性气体。

9.根据权利要求1所述的制粉系统，其特征在于，所述粉煤贮仓、所述粉煤加压锁斗均与所述粉煤加压给料罐连通；所述粉煤加压给料罐的顶部设置多个落料入口。

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