CN220417039U - 粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统，包括：充压气体源，其用于供应充压气体；粉煤储罐，其用于储存粉煤；粉煤锁斗罐，其用于在进料过程期间经由进料管线从所述粉煤储罐接收粉煤，并且在所述进料过程之后的充压过程期间利用经由充压管线来自于所述充压气体源的充压气体对所述粉煤锁斗罐中的粉煤进行充压；粉煤进料罐，其用于在所述充压过程之后的下料过程期间经由下料管线从所述粉煤锁斗罐接收经充压的粉煤；以及缓冲罐，其用于在所述下料过程之后的泄压过程期间，经由泄压管线从所述粉煤锁斗罐的泄压出口接收泄压气体并储存所述泄压气体。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统。
背景技术
在煤炭化工行业中，煤气化技术是被关注的重点。在水资源日趋紧张的现状下，干粉气化技术逐步成为主流煤气化技术。在干粉气化技术中对原料粉煤进行加压气力输送，需要采用粉煤锁斗罐来完成。
粉煤锁斗罐连接在常压粉煤储罐和高压粉煤进料罐之间，通过依次经历进料、充压、下料和泄压四个过程，可成功使得粉煤从常压过渡到高压，达到低压接收粉煤和高压输送粉煤的目的，从而实现向高压反应器的供料。当粉煤锁斗罐进料时，粉煤锁斗罐处于常压，粉煤锁斗罐与常压粉煤储罐之间的锁斗阀打开，粉煤靠重力进入粉煤锁斗罐。当粉煤锁斗罐完成进料后，通过充压气体(诸如N2或CO2)对粉煤锁斗罐进行充压，至粉煤进料罐压力。当粉煤锁斗罐下料时，粉煤锁斗罐与下面的粉煤进料罐压力一致，中间的锁斗阀打开，粉煤靠重力进入粉煤进料罐。下料完成后，粉煤锁斗罐需要通过泄放粉煤锁斗罐中的气体来恢复常压工况，为下一个循环做准备，其中泄压气体会含有一定的粉煤。
在现有流程中，粉煤锁斗罐泄放的泄压气体(其压力为50公斤压力至常压)全部送入到布袋过滤器，过滤后排放至大气。频繁地进行充压和泄压操作会伴随大量气体和能量的消耗。此外，为了控制泄压过程中的磨蚀以及防止泄压气体峰值过大，在泄压管线上、在布袋过滤器上游会布置有相应的泄压孔板。孔板大小决定了泄压时间和布袋过滤器的大小，从而影响投资成本。
基于此，如何再利用粉煤锁斗罐泄压气体和优化泄压孔板的大小，降低能耗，提高经济性是目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统，包括：
充压气体源，其用于供应充压气体；
粉煤储罐，其用于储存粉煤；
粉煤锁斗罐，其用于在进料过程期间经由进料管线从所述粉煤储罐接收粉煤，并且在所述进料过程之后的充压过程期间利用经由充压管线来自于所述充压气体源的充压气体对所述粉煤锁斗罐中的粉煤进行充压；
粉煤进料罐，其用于在所述充压过程之后的下料过程期间经由下料管线从所述粉煤锁斗罐接收经充压的粉煤；以及
缓冲罐，其用于在所述下料过程之后的泄压过程期间，经由泄压管线从所述粉煤锁斗罐的泄压出口接收泄压气体并储存所述泄压气体。
在一个实施例中，在所述粉煤锁斗罐和所述缓冲罐之间的泄压管线上布置有第一泄压孔板。
在一个实施例中，在所述缓冲罐中集成有过滤器，以过滤接收自所述粉煤锁斗罐的泄压气体，过滤后的泄压气体储存在所述缓冲罐中。
在一个实施例中，在所述泄压管线上，在所述第一泄压孔板上游布置有过滤器，以过滤接收自所述粉煤锁斗罐的泄压气体，过滤后的泄压气体经由所述过滤器的排气出口输送到所述缓冲罐中。
在一个实施例中，所述过滤器从所述泄压气体中移除粉煤，并且移除的粉煤通过螺旋给料设备输送到所述粉煤储罐，或者通过重力排出到所述粉煤储罐。
在一个实施例中，所述过滤器的排气出口连接到所述充压气体源，以利用来自于所述充压气体源的充压气体进行反吹。
在一个实施例中，所述缓冲罐中储存的气体供应到煤气化工厂中的磨煤干燥单元，或所述粉煤储罐的充气锥，或飞灰输送单元。
在一个实施例中，还包括布袋过滤器，其经由第二泄压孔板连接到所述粉煤锁斗罐的泄压出口，以在所述粉煤锁斗罐泄压到预定压力之后，从所述粉煤锁斗罐的泄压出口接收泄压气体，并且将过滤后的泄压气体排放至大气。
在一个实施例中，所述充压气体为N2或CO2。
附图说明
下面参照附图来对本实用新型进行详细描述，在附图中相同构件以相同的标号指示，其中：
图1显示了根据本实用新型的第一实施例的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统的示意图。
图2显示了根据本实用新型的第二实施例的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统的示意图。
根据结合附图得到的以下描述，本实用新型的优点与特征将变得显而易见。
具体实施方式
图1显示了根据本实用新型的第一实施例的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统1的示意图。该系统用于煤气化工厂中。粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统1可包括充压气体源10，其用于供应充压气体，诸如N2或CO2；粉煤储罐20，其操作压力为常压，用于储存由制粉单元制作的粉煤；粉煤锁斗罐30，其用于从常压的粉煤储罐20传递粉煤到高压的粉煤进料罐40，根据不同的操作模式，需要操作在交变压工况中；粉煤进料罐40，其用于将粉煤送入到气化炉的储罐，操作压力稳定在46～50公斤压力之间；过滤器60，其在高压下操作，用于接收来自粉煤锁斗罐30的泄压气体；以及缓冲罐50，其在低压下操作，用于接收来自过滤器60的过滤后的泄压气体。
粉煤锁斗罐30的操作循环按时间顺序可包括四个过程：进料过程、充压过程、下料过程和泄压过程。
在粉煤锁斗罐30的进料过程期间，粉煤锁斗罐30经由进料管线23从粉煤储罐20接收粉煤。在进料过程之后的充压过程期间，粉煤锁斗罐30利用经由充压管线13来自于充压气体源10的充压气体对粉煤锁斗罐30中的粉煤进行充压。在充压过程之后的下料过程期间，粉煤进料罐40经由下料管线33从粉煤锁斗罐30接收经充压的粉煤。在下料过程之后的泄压过程期间，过滤器60从粉煤锁斗罐30的泄压出口34接收泄压气体，并且将过滤后的泄压气体排出到缓冲罐50，以进行储存。
在粉煤锁斗罐30和缓冲罐50之间的泄压管线35上可布置有第一泄压孔板90，以进行节流。第一泄压孔板90设置在过滤器60下游且在缓冲罐50上游。
过滤器60可以是滤芯式过滤器，也可以是其他形式的过滤器，取决于回收气体对于过滤精度的要求，过滤器目的是在泄压过程中，先对泄压气进行过滤，确保去下游的泄压气体不含尘，避免对下游构件的磨蚀。工作压力随粉煤锁斗罐30的泄压气体的压力变化而变化。过滤器60还可通过管线37连接至另一个粉煤锁斗罐的泄压出口，并且从其中接收泄压气体。
缓冲罐50用于临时储存回收的气体，该缓冲罐50在回收的同时会通过缓冲罐输出管线53对外输送低压气体，在出口处设有压力和流量控制阀。缓冲罐50在交变压的状态下工作，其最低操作压力取决于下游用户的需求，而其最大操作压力则取决于希望回收的气量多少以及缓冲罐投资成本。
在泄压过程的初期，粉煤锁斗罐30从50公斤压力泄压到20公斤压力，泄压气体通过高压过滤器60进行过滤，然后再通过第一泄压孔板90，送入到缓冲罐50。由于泄压气体已经过滤过，所以相对于现有技术，可增大限流孔板的尺寸，从而有效提高泄压速率，减少泄压时间。
粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统1还可包括布袋过滤器80，其通过管线39经由第二泄压孔板95连接到粉煤锁斗罐30的泄压出口34，以在粉煤锁斗罐30泄压到预定压力(诸如20公斤压力，具体泄放切换压力，取决于低压缓冲罐50的最大操作压力，切换压力为最大操作压力2倍)之后，从粉煤锁斗罐30的泄压出口34接收泄压气体，并且将过滤后的泄压气体排放至大气。布袋过滤器80可设置在粉煤锁斗罐30的顶部处。过滤下来的固体粉煤会再次送入到常压粉煤储罐20。布袋式过滤器大小与泄压气源的峰值成正比，因此设计中需要通过泄压孔板(即第二泄压孔板95)来限流。孔板大小、泄压速率、以及锁斗下料之间需要进行平衡。
低压缓冲罐50收集的低压气可经由缓冲罐输出管线53排出，用于磨煤干燥单元，也可以用于常压粉煤储罐的充气锥，或者是飞灰输送单元作为送灰气源使用。可以有效的降低煤气化工厂对于低压气体的消耗。
在粉煤锁斗罐不泄压时，可以通过过滤器60上下游隔离阀对过滤器60进行隔离，通过放空将过滤器60降压到低压工况，然后通过将清洁气体(诸如经由反吹管线15来自于充压气体源10的充压气体)输送到排气出口64反吹恢复过滤器60的过滤功能。而过滤器底部收集的粉煤，则在低压情况下可以经由管线65通过螺旋给料设备70输送到常压粉煤储罐20。现场实施时，也可以通过将高压过滤器60布置位置高于常压粉煤储罐20，然后通过重力的方式将粉煤排放到常压粉煤储罐20。
也可以在第一泄压孔板90下游经由管线55将过滤后的泄压气体直接送到煤气化工厂中的飞灰单元的粉煤锁斗罐，用于给灰粉煤锁斗罐冲压，这样可以降低灰锁斗对工厂充压气体的消耗。
低压缓冲罐50用于给需要低压干净气的场合进行供气，如磨煤干燥单元及预干燥单元、常压粉煤储罐的充气锥、或者是飞灰输送气等等。低压缓冲罐外送气通过一个压力控制阀，来控制缓冲罐50的压力，以及对外输送气量。
图2显示了根据本实用新型的第二实施例的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统101的示意图。在粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统1和粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统101中使用相同的标号来指示相同的部件。粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统101的设置与粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统1大致相同，只是过滤器60集成在缓冲罐50中，以过滤接收自粉煤锁斗罐30的泄压气体，过滤后的泄压气体储存在缓冲罐50中。
在另一个实施例(未示出)中，如果回收利用场合对于气体含尘没有限制时，也可以取消过滤器60，而直接将泄压气体送入到缓冲罐50储存，并外送。
通过本发明的解决方案，可以有效地利用粉煤锁斗罐30泄压过程中的60％，同时由于是先对泄压气回收到低压缓冲罐50进行再次使用，而进入布袋过滤器80的泄压气峰值也远远低于原设计中的峰值，这样可以有效地减少布袋过滤器80的过滤面积，降低现场框架高度和顶部布袋过滤器平台大小，降低投资成本。
在设定好低压缓冲罐操作压力区间以及粉煤锁斗罐切换压力点以后，通过泄压孔板大小的优化，以及缓冲罐大小的设计，可以确保泄压时间与现有设计一致，甚至优于现有设计。
虽然结合仅有限数量的实施例来详细描述了本实用新型，但是应当容易地理解，本实用新型不限于这样的公开的实施例。相反，可修改本实用新型，以结合此前未描述过但与本实用新型的精神和范围相当的任何数量的变型、改变、替代或等效布置。另外，虽然描述了本实用新型的多种实施例，但是将理解，本实用新型的各方面可包括描述的实施例中的仅一些。因此，本实用新型不应视为由前述描述限制，而是仅由权利要求书的范围限制。
Claims (9)
1.一种粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，包括：
充压气体源(10)，其用于供应充压气体；
粉煤储罐(20)，其用于储存粉煤；
粉煤锁斗罐(30)，其用于在进料过程期间经由进料管线(23)从所述粉煤储罐(20)接收粉煤，并且在所述进料过程之后的充压过程期间利用经由充压管线(13)来自于所述充压气体源(10)的充压气体对所述粉煤锁斗罐(30)中的粉煤进行充压；以及
粉煤进料罐(40)，其用于在所述充压过程之后的下料过程期间经由下料管线(33)从所述粉煤锁斗罐(30)接收经充压的粉煤；
其特征在于，还包括缓冲罐(50)，其用于在所述下料过程之后的泄压过程期间，经由泄压管线(35)从所述粉煤锁斗罐(30)的泄压出口(34)接收泄压气体并储存所述泄压气体。
2.根据权利要求1所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，在所述粉煤锁斗罐(30)和所述缓冲罐(50)之间的泄压管线(35)上布置有第一泄压孔板(90)。
3.根据权利要求2所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，在所述缓冲罐(50)中集成有过滤器(60)，以过滤接收自所述粉煤锁斗罐(30)的泄压气体，过滤后的泄压气体储存在所述缓冲罐(50)中。
4.根据权利要求2所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，在所述泄压管线(35)上，在所述第一泄压孔板(90)上游布置有过滤器(60)，以过滤接收自所述粉煤锁斗罐(30)的泄压气体，过滤后的泄压气体经由所述过滤器(60)的排气出口(64)输送到所述缓冲罐(50)中。
5.根据权利要求3或4所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，所述过滤器(60)从所述泄压气体中移除粉煤，并且移除的粉煤通过螺旋给料设备(70)输送到所述粉煤储罐(20)，或者通过重力排出到所述粉煤储罐(20)。
6.根据权利要求4所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，所述过滤器(60)的排气出口(64)连接到所述充压气体源(10)，以利用来自于所述充压气体源(10)的充压气体进行反吹。
7.根据权利要求3或4所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，所述缓冲罐(50)中储存的气体供应到煤气化工厂中的磨煤干燥单元及预干燥单元，或所述粉煤储罐(20)的充气锥，或飞灰输送单元。
8.根据权利要求1所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，还包括布袋过滤器(80)，其经由第二泄压孔板(95)连接到所述粉煤锁斗罐(30)的泄压出口(34)，以在所述粉煤锁斗罐(30)泄压到预定压力之后，从所述粉煤锁斗罐(30)的泄压出口(34)接收泄压气体，并且将过滤后的泄压气体排放至大气。
9.根据权利要求1所述的粉煤锁斗罐泄压气体再利用系统(1, 101)，其特征在于，所述充压气体为N2或CO2。
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