CN218893630U - 气化炉排渣系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉排渣系统。本公开提供的气化炉排渣系统包括气化炉和激冷室，气化炉底部具有排渣口，所述气化炉具有分布板变径区，所述分布板变径区设有热蒸汽入炉射流管线；所述激冷室的进料口与所述气化炉的排渣口连通，所述激冷室用于接收所述气化炉的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值，所述激冷室的顶部设有热蒸汽排出管线，所述热蒸汽排出管线与所述热蒸汽入炉射流管线连通；其中，热蒸汽入炉射流管线的中心线与所述气化炉横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，以使输入气化炉的热蒸汽产生旋流，强化底部流场，避免大颗粒堆积，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

Description

气化炉排渣系统

技术领域

本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉排渣系统。

背景技术

煤气化技术是实现煤炭清洁高效利用的一种重要方式。加压流化床气化炉因床层温度均匀、气固接触充分、反应条件宽松，广泛应用于粉煤气化工艺。

传统流化床排渣系统普遍采用气控排渣调控下渣量，存在排渣量不稳定、不可控，气化炉的稳定运行性差的问题。即通过在排渣管线中通入一定量气体，通过调节该气量大小控制排渣量，但该种气控排渣的方式受制因素较多，如气化炉工况波动、床层变化、排渣管线连通上下游压力波动、灰渣温度等，当下游压力低时，通入的排渣调控气可能下行，无法有效托住下落灰渣，导致排渣量增大。高温高压灰渣落入排渣系统，首先需要冷却，与水接触换热后灰渣降温下排，同时会产生一定量蒸汽，该部分蒸汽如经排渣管线进入气化炉，将对排渣管线中灰渣稳定下落产生不利影响。

因此，开发运行稳定的煤气化炉及排渣系统非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种气化炉排渣系统。

本公开提供的气化炉排渣系统，包括：

气化炉，底部具有排渣口，所述气化炉具有分布板变径区，所述分布板变径区设有热蒸汽入炉射流管线；

激冷室，所述激冷室的进料口与所述气化炉的排渣口连通，所述激冷室用于接收所述气化炉的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值，所述激冷室的顶部设有热蒸汽排出管线，所述热蒸汽排出管线与所述热蒸汽入炉射流管线连通；

其中，热蒸汽入炉射流管线的中心线与所述气化炉横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，以使输入所述气化炉的热蒸汽产生旋流。

进一步的，多个所述热蒸汽入炉射流管线在所述气化炉的轴向上错位设置，且多个所述热蒸汽入炉射流管线顺着所述旋流的方向倾斜设置。

进一步的，多个所述热蒸汽入炉射流管线在所述气化炉的周向上均匀间隔设置，且多个所述热蒸汽入炉射流管线顺着所述旋流的方向倾斜设置。

进一步的，热蒸汽入炉射流管线的中心线与所述气化炉横截面的夹角小于90°。

进一步的，气化炉排渣系统还包括下渣筒，所述下渣筒分别与所述气化炉和所述激冷室连通；

所述热蒸汽排出管线设有连锁开关阀；

所述下渣筒设有第一压力传导管线，所述激冷室的顶部设有第二压力传导管线，所述第一压力传导管线和所述第二压力传导管线分别与压差检测机构连接，所述压差检测机构与所述连锁开关阀连接；

其中，所述压差检测机构用于将检测到的压差信号传递给所述连锁开关阀，所述连锁开关阀用于根据所述压差信号开启或关闭。

进一步的，热蒸汽排出管线靠近所述热蒸汽入炉射流管线的一端设有切断阀。

进一步的，所述下渣筒设有控渣翻板阀；

所述第一压力传导管线设置于所述激冷室的进料口与所述控渣翻板阀之间，且所述第一压力传导管线靠近所述控渣翻板阀设置。

进一步的，蒸汽入炉射流管线远离所述气化炉的一端设有保护气入口。

进一步的，所述激冷室设有多个雾化喷嘴组，多个所述雾化喷嘴组沿所述激冷室的周向排布，所述下渣筒延伸至所述雾化喷嘴组。

进一步的，所述气化炉内设有锥形分布板，所述下渣筒的顶部贯穿所述气化炉的底部与所述锥形分布板的底部连通，所述下渣筒的中心设有中心射流管。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的气化炉排渣系统中，热蒸汽入炉射流管线的中心线与气化炉横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，以使输入气化炉的热蒸汽产生旋流，保证将气化炉壁面死区上堆积的大颗粒吹动流化，避免长时间堆积，旋流的热蒸汽还能及时清理壁面附近堆积的颗粒，有效利用激冷室富产的热蒸汽作为气化炉底部流动死区的补充流化介质，强化底部流场，避免大颗粒堆积，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述气化炉排渣系统的结构示意图；

图2为本公开实施例所述气化炉排渣系统中热蒸汽入炉射流管线入炉角度的结构示意图。

附图标记：1、气化炉；11、直筒密相区；12、分布板变径区；13、锥形分布板；2、热蒸汽入炉射流管线；3、保护气入口；4、热蒸汽排出管线；41、切断阀；42、联锁开关阀；5、下渣筒；51、控渣翻板阀；6、中心射流管；7、激冷室；8、雾化喷嘴组；90、压差检测机构；91、第一压力传导管线；92、第二压力传导管线。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

结合图1和图2所示，本公开提供的气化炉排渣系统包括：气化炉1和激冷室7，气化炉1底部具有排渣口，气化炉1具有分布板变径区12，所述分布板变径区12设有热蒸汽入炉射流管线2，激冷室7的进料口与气化炉1的排渣口连通，激冷室7用于接收气化炉1的排渣口排出的灰渣，并将灰渣的温度降至预设值，激冷室7可以对灰渣进行降温，提高后续设备的使用寿命。

激冷室7的顶部设有热蒸汽排出管线4，热蒸汽排出管线4与热蒸汽入炉射流管线2连通，其中，热蒸汽入炉射流管线2的中心线与气化炉1横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，以使输入气化炉1的热蒸汽产生旋流，保证将气化炉1壁面死区上堆积的大颗粒吹动流化，避免长时间堆积，旋流的热蒸汽还能及时清理壁面附近堆积的颗粒，有效利用激冷室7富产的热蒸汽作为气化炉1底部流动死区的补充流化介质，强化底部流场，避免大颗粒堆积，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

气化炉1具体为加压流化床气化炉1，底部设置锥形分布板13，上部依次为分布板变径区12、直筒密相区11。锥形分布板13顶部直径相比直筒密相区11内径小，为其内径的0.6-0.8倍，锥形分布板13上部通过分布板变径区12过渡到较粗内径的直筒密相区11。分布板区域分布的大颗粒相对较多，流化质量较差、气固接触不充分、气化反应速率较低，内径小、气速高，可提高流化床内部流化质量、强化气固接触，但床径小、导致处理量降低。激冷室7顶部的热蒸汽由出口排出，经热蒸汽排出管线4进入热蒸汽入炉射流管线2，之后进入气化炉1底部的分布板变径区12，热蒸汽入炉射流管线2的中心线与气化炉1横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，可以保证将分布板变径区12壁面死区上堆积的大颗粒吹动流化，避免长时间堆积。

锥形分布板13底部直接与下渣筒5相连，下渣筒5的顶部贯穿气化炉1的底部与锥形分布板13的底部连通。下渣筒5向下延伸至激冷室7中下部。下渣筒5为内衬耐火材料的圆柱形管道，下渣筒5中下部侧壁开设有进气孔，连接中心射流气进气管线水平段、下渣筒5中心设置有中心射流管6，直接延伸至分布板底部，用于向气化炉1中输送高速射流气、提高气化炉1内气固接触换热效率，强化床层湍动程度。气化炉1下壳体、锥形分布板13及下渣筒5可以构成气室，气室通过锥形分布板13上的流化孔与气化炉1密相区相通，气室与气化炉1密相区维持一定压差，通过锥形分布板13上的流化孔进入密相段，可以降低锥形分布板13的温度，保护锥形分布板13。在下渣筒5底部设有气源进口，起到分级排渣、冷却灰渣的作用。

在一些具体的实施方式中，热蒸汽入炉射流管线2可以设置多个，多个热蒸汽入炉射流管线2在气化炉1的轴向上错位设置，且多个热蒸汽入炉射流管线2顺着旋流的方向倾斜设置，较佳的，分布板变径区12不同轴向高度设置的多组热蒸汽入炉射流管线2，可以将气化炉1壁面死区上堆积的大颗粒吹动流化，避免长时间堆积，旋流的热蒸汽还能及时清理壁面附近堆积的颗粒，有效利用激冷室7富产的热蒸汽作为气化炉1底部流动死区的补充流化介质，强化底部流场，避免大颗粒堆积，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

在一些具体的实施方式中，多个热蒸汽入炉射流管线2在气化炉1的周向上均匀间隔设置，且多个热蒸汽入炉射流管线2顺着旋流的方向倾斜设置，可以将气化炉1壁面死区上堆积的大颗粒吹动流化，避免长时间堆积，旋流的热蒸汽还能及时清理壁面附近堆积的颗粒，有效利用激冷室7富产的热蒸汽作为气化炉1底部流动死区的补充流化介质，强化底部流场，避免大颗粒堆积，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

当热蒸汽入炉射流管线2可以设置多个时，热蒸汽排出管线4也设置多个，热蒸汽排出管线4与热蒸汽入炉射流管线2一一对应，热蒸汽排出管线4一端与热蒸汽入炉射流管线2连接，另一端与激冷室7的顶部连通。

在一些具体的实施方式中，热蒸汽入炉射流管线2的中心线与气化炉1横截面的夹角小于90°，即蒸汽入炉射流管线水平安装或倾斜向下，可以减少床料倒流进入蒸汽入炉射流管线造成堵塞的可能性。

在一些具体的实施方式中，气化炉排渣系统还包括下渣筒5，下渣筒5分别与气化炉1和激冷室7连通，热蒸汽排出管线4设有连锁开关阀，下渣筒5设有第一压力传导管线91，第一压力传导管线91外壁为水夹套结构，对其进行降温，保护压差系统避免过热损坏。激冷室7的顶部设有第二压力传导管线92，第二压力传导管线92外壁为水夹套结构，对其进行降温，保护压差系统避免过热损坏。第一压力传导管线91和第二压力传导管线92分别与压差检测机构90连接，压差检测机构90与连锁开关阀连接，压差检测机构90用于测量下渣筒5和激冷室7的顶部两处的压差。压差检测机构90可以是压差传感器，也可以是其他能检测或测量压差的结构。其中，压差检测机构90用于将检测到的压差信号传递给连锁开关阀，连锁开关阀用于根据压差信号开启或关闭，可以根据需要简短的向气化炉1提供射流热蒸汽，进入的热蒸汽对气化炉1底部流化死区流场进行有效强化，及时清理壁面附近堆积的颗粒，强化气化反应，可实现灰渣的稳定可控外排，提高系统的稳定性。

较佳的，联锁开关阀42根据压差间断进行开启、关闭动作，脉冲式向气化炉1提供射流热蒸汽，脉冲式进入的热蒸汽对气化炉1底部流化死区流场进行有效强化，及时清理壁面附近堆积的颗粒，强化气化反应。

联锁开关阀42可以通过控制器控制仪表控制或计算机及PLC控制，还可以根据需要人工给定翻板阀门的开度大小，实现人工控制。可选的，联锁开关阀42可以为电动、气动及电液动阀门。

在一些具体的实施方式中，热蒸汽排出管线4靠近热蒸汽入炉射流管线2的一端设有切断阀41。当无需进行热蒸汽入炉操作时，关闭该切断阀41。切断阀41可以通过控制器控制仪表控制或计算机及PLC控制，还可以根据需要人工给定翻板阀门的开度大小，实现人工控制。

在一些具体的实施方式中，蒸汽入炉射流管线远离气化炉1的一端设有保护气入口3。当无需进行热蒸汽入炉操作时，关闭切断阀41，向热蒸汽入炉射流管线2通入保护气，如通入二氧化碳或蒸汽等，减少气化炉1内的物料反串进入热蒸汽入炉管线造成热蒸汽入炉管线堵塞的可能性。

在一些具体的实施方式中，下渣筒5设有控渣翻板阀51，第一压力传导管线91设置于激冷室7的进料口与控渣翻板阀51之间，且第一压力传导管线91靠近控渣翻板阀51设置，使第一压力传导管线91检测的压力接近下渣筒5的控渣翻板阀51位置，提高压力检测的准确性。

控渣翻板阀51可以有效托住下落灰渣，当下游压力低时，不会导致排渣量增大，控渣翻板阀51还可以使气化炉1内床层高度的可控。通过控制控渣翻板阀51开度、调控气化炉1排渣量，可以减少下部激冷室7料位过高，堆积至下渣筒5底部，造成无稀相区存在、灰渣下落不畅、雾化喷入的冷却水与灰渣接触不均匀、换热效果变差或出现局部冷凝、灰渣变湿、无法下排等问题发生的可能性。

控渣翻板阀51可以包括：阀板、连通轴、执行机构、冷却密封结构等，阀板中心穿设连通轴，通过两侧的联动结构安装于下渣筒54的侧壁，连通轴通过冷却密封结构穿过激冷室7外壁与外设的执行结构相连，执行结构可以为控制器。

可选的，控渣翻板阀51的阀板在下渣筒5内，与下渣筒5截面的形状相同，阀板通过连通轴与电动执行机构相连接，电动执行机构与控制系统相连接，通过控制器控制电动执行机构来调节控渣翻板阀51的开度。电动执行机构的驱动方式为旋转式驱动或直线运动式驱动。例如可以通过减速机与连通轴连接，来调节阀板的开度。控制系统的控制方式为仪表控制或计算机及PLC控制，还可以根据需要人工给定翻板阀门的开度大小，实现人工控制。

可选的，控渣翻板阀51可以为电动、气动及电液动翻板阀。

在一些具体的实施方式中，激冷室7设有多个雾化喷嘴组8，雾化喷嘴组8包括多个喷嘴。多个雾化喷嘴组8沿激冷室7的周向排布，下渣筒5延伸至雾化喷嘴组8。雾化喷嘴组8用于向激冷室7中喷射高压雾化状冷却水，喷射压力为激冷室7内部压力的2-3倍，以保证雾化均匀。雾化喷嘴组8的安装及喷射角度，保证喷射进入的雾化冷却水直接与下渣筒5下落口稀相下落的高温灰渣接触、换热，冷却水瞬间转化为蒸汽，上行经激冷室7顶部的热蒸汽出口排出。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气化炉排渣系统，其特征在于，包括：

气化炉(1)，底部具有排渣口，所述气化炉(1)具有分布板变径区(12)，所述分布板变径区(12)设有热蒸汽入炉射流管线(2)；

激冷室(7)，所述激冷室(7)的进料口与所述气化炉(1)的排渣口连通，所述激冷室(7)用于接收所述气化炉(1)的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值，所述激冷室(7)的顶部设有热蒸汽排出管线(4)，所述热蒸汽排出管线(4)与所述热蒸汽入炉射流管线(2)连通；

其中，热蒸汽入炉射流管线(2)的中心线与所述气化炉(1)横截面的径向的夹角α满足：50°≤α≤80°，以使输入所述气化炉(1)的热蒸汽产生旋流。

2.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，多个所述热蒸汽入炉射流管线(2)在所述气化炉(1)的轴向上错位设置，且多个所述热蒸汽入炉射流管线(2)顺着所述旋流的方向倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，多个所述热蒸汽入炉射流管线(2)在所述气化炉(1)的周向上均匀间隔设置，且多个所述热蒸汽入炉射流管线(2)顺着所述旋流的方向倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，热蒸汽入炉射流管线(2)的中心线与所述气化炉(1)横截面的夹角小于90°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的气化炉排渣系统，其特征在于，还包括下渣筒(5)，所述下渣筒(5)分别与所述气化炉(1)和所述激冷室(7)连通；

所述热蒸汽排出管线(4)设有连锁开关阀；

所述下渣筒(5)设有第一压力传导管线(91)，所述激冷室(7)的顶部设有第二压力传导管线(92)，所述第一压力传导管线(91)和所述第二压力传导管线(92)分别与压差检测机构(90)连接，所述压差检测机构(90)与所述连锁开关阀连接；

其中，所述压差检测机构(90)用于将检测到的压差信号传递给所述连锁开关阀，所述连锁开关阀用于根据所述压差信号开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的气化炉排渣系统，其特征在于，热蒸汽排出管线(4)靠近所述热蒸汽入炉射流管线(2)的一端设有切断阀(41)。

7.根据权利要求5所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述下渣筒(5)设有控渣翻板阀(51)；

所述第一压力传导管线(91)设置于所述激冷室(7)的进料口与所述控渣翻板阀(51)之间，且所述第一压力传导管线(91)靠近所述控渣翻板阀(51)设置。

8.根据权利要求5所述的气化炉排渣系统，其特征在于，蒸汽入炉射流管线远离所述气化炉(1)的一端设有保护气入口(3)。

9.根据权利要求5所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述激冷室(7)设有多个雾化喷嘴组(8)，多个所述雾化喷嘴组(8)沿所述激冷室(7)的周向排布，所述下渣筒(5)延伸至所述雾化喷嘴组(8)。

10.根据权利要求5所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述气化炉(1)内设有锥形分布板(13)，所述下渣筒(5)的顶部贯穿所述气化炉(1)的底部与所述锥形分布板(13)的底部连通，所述下渣筒(5)的中心设有中心射流管(6)。

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