排渣系統及氣化反應系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種排渣系統及氣化反應系統。其中，該排渣系統包括：氣化爐和旋風分離裝置；其中，旋風分離裝置的入口與氣化爐的合成氣出口相連接，旋風分離裝置用于接收氣化爐產生的合成氣并從合成氣中分離出料渣；氣化爐開設有回料口，回料口與旋風分離裝置的料渣出口通過輸料管相連接，回料口用于接收旋風分離裝置分離出的料渣。本實用新型中的旋風分離裝置能夠將從合成氣中分離出的料渣返回至氣化爐中，這樣氣化爐中的大顆粒料渣和旋風分離裝置分離出的料渣一同由氣化爐輸出至后續料渣處理系統，進行統一處理，提高了后續料渣處理系統的工作效率，并且，無需重復設置多套料渣處理系統，節約了設備的成本。
【專利說明】
排渣系統及氣化反應系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及煤氣化技術領域，具體而言，涉及一種排渣系統及氣化反應系統。
【背景技術】
[0002]我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，且隨著我國經濟的飛速發展，對石油和天然氣的需求越來越多，因此，如何對煤進行合理的利用，以減小對石油和天然氣的需求，已經成為我國煤技術領域的一個主要發展方向。
[0003]煤加氫的氣化反應是一個熱化學過程，以粉煤(通常直徑小于75μπι的粉煤)作為原料，以氫氣作為氣化劑，在高溫高壓條件下反應生成合成氣、輕質焦油和料渣。
[0004]一般而言，煤加氫的氣化反應是在氣化爐中進行的，氣化爐開設有合成氣出口和出料口，該合成氣出口用于將氣化反應產生的合成氣輸出，出料口用于將氣化反應中產生的料渣輸出。但是，當合成氣由合成氣出口輸出時，合成氣中往往夾雜著小顆粒的料渣，使得輸出的合成氣純度降低，因此，為了提高合成氣的純度，將氣化爐的合成氣出口與旋風分離器的入口相連接，夾雜有小顆粒料渣的合成氣由氣化爐輸入至旋風分離器中，旋風分離器對合成氣和小顆粒的料渣進行分離，分離后的小顆粒的料渣由旋風分離器的料渣出口輸出。氣化爐中剩余的大顆粒料渣則由氣化爐的出料口輸出，因此，大顆粒的料渣與小顆粒的料渣分別輸出并分別處理，這樣，不僅降低了料渣處理系統的工作效率，并且料渣處理系統的設備需要多次布置，增加了設備的成本。
【實用新型內容】
[0005]鑒于此，本實用新型提出了一種排渣系統，旨在解決現有技術中大顆粒料渣和小顆粒料渣分別處理導致的料渣處理系統的工作效率降低的問題。本實用新型還提出了一種具有該排渣系統的氣化反應系統。
[0006]—個方面，本實用新型提出了一種排渣系統，該系統包括:氣化爐和旋風分離裝置;其中，旋風分離裝置的入口與氣化爐的合成氣出口相連接，旋風分離裝置用于接收氣化爐產生的合成氣并從合成氣中分離出料渣;氣化爐開設有回料口，回料口與旋風分離裝置的料渣出口通過輸料管相連接，回料口用于接收旋風分離裝置分離出的料渣。
[0007]進一步地，上述排渣系統中，合成氣出口與回料口在氣化爐的周向上具有預設距離。
[0008]進一步地，上述排渣系統中，輸料管在回料口處與氣化爐的外壁具有預設夾角。
[0009]進一步地，上述排渣系統中，回料口設置于與氣化爐的密相區相對應的側壁。
[0010]進一步地，上述排渣系統中，輸料管的側壁開設有進氣口，進氣口用于向輸料管內輸入帶動輸料管中的料渣返回至氣化爐的氣體。
[0011]進一步地，上述排渣系統還包括:擋板;其中，擋板對應于回料口設置，擋板的一端連接于氣化爐的內壁，并且檔板的另一端與氣化爐的內壁留有預設距離。
[0012]進一步地，上述排渣系統中，檔板包括:圓弧板和連接板;其中，圓弧板的側壁與氣化爐的側壁平行設置;圓弧板的一端為自由端，另一端通過連接板與氣化爐的內壁相連接。
[0013]進一步地，上述排渣系統中，連接板開設有通孔。
[0014]本實用新型中，氣化爐的回料口通過輸料管與旋風分離裝置的料渣出口相連接，使得旋風分離裝置能夠將從合成氣中分離出的料渣返回至氣化爐中，這樣氣化爐中的大顆粒料渣和旋風分離裝置分離出的小顆粒的料渣一同由氣化爐輸出至后續料渣處理系統，進行統一處理，提高了后續料渣處理系統的工作效率，解決了現有技術中大顆粒料渣和小顆粒料渣分別處理導致的料渣處理系統的工作效率降低的問題，并且，無需重復設置多套料渣處理系統，節約了設備的成本。
[0015]另一方面，本實用新型還提出了一種氣化反應系統，該系統包括送料系統和上述排渣系統;其中，送料系統與排渣系統中的氣化爐相連接。
[0016]由于排渣系統具有上述效果，所以具有該排渣系統的氣化反應系統也具有相應的技術效果。
【附圖說明】
[0017]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0018]圖1為本實用新型實施例提供的排渣系統的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例提供的排渣系統中，合成氣出口與回料口位置示意圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例提供的排渣系統中，擋板的主視結構示意圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例提供的排渣系統中，擋板的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0023]排渣系統實施例:
[0024]參見圖1，圖1為本實用新型實施例提供的排渣系統的結構示意圖。如圖所示，該排渣系統可以包括:氣化爐I和旋風分離裝置2。其中，旋風分離裝置的入口 21與氣化爐的合成氣出口 11相連接，旋風分離裝置2用于接收氣化爐I產生的合成氣并從合成氣中分離出料渣。具體地，氣化爐I為氣流床氣化爐。更優選的，氣化爐I為下行氣流床氣化爐。
[0025]本領域技術人員應該理解，氣化爐的進料口13用于接收氣化原料和氣化劑，氣化原料與氣化劑在氣化爐中發生氣化反應產生合成氣和料渣。其中，料渣中的一部分小顆粒料渣隨合成氣由氣化爐的合成氣出口 11輸入至旋風分離裝置2中，旋風分離裝置2對合成氣和小顆粒料渣進行分離，并將分離后的合成氣由旋風分離裝置的氣體出口 23輸出至后續系統中，后續系統對合成氣進行處理;小顆粒料渣則由旋風分離裝置的料渣出口 22輸出。氣化爐中的大顆粒的料渣由氣化爐的出料口 14輸出至后續料渣處理系統中，后續料渣處理系統對大顆粒料渣進行相應的處理。
[0026]氣化爐I開設有回料口12，回料口 12與旋風分離裝置的料渣出口 22通過輸料管3相連接，回料口 12用于接收旋風分離裝置2分離出的料渣。
[0027]工作時，旋風分離裝置2將從合成氣中分離出的小顆粒的料渣由料渣出口22輸出，小顆粒的料渣經輸料管3返回至氣化爐I。在氣化爐I內，小顆粒的料渣在自身重力作用下與大顆粒料渣一同由氣化爐的出料口 14輸出至后續冷卻系統中。
[0028]可以看出，本實施例中，氣化爐的回料口12通過輸料管與旋風分離裝置的料渣出口22相連接，使得旋風分離裝置2能夠將從合成氣中分離出的料渣返回至氣化爐I中，這樣氣化爐中的大顆粒料渣和旋風分離裝置分離出的小顆粒的料渣一同由氣化爐輸出至后續料渣處理系統，進行統一處理，提高了后續料渣處理系統的工作效率，解決了現有技術中大顆粒料渣和小顆粒料渣分別處理導致的料渣處理系統的工作效率降低的問題，并且，無需重復設置多套料渣處理系統，節約了設備的成本。
[0029]上述實施例中，合成氣出口11與回料口 12在氣化爐的周向上具有預設距離。具體地，合成氣出口 11在氣化爐的圓周方向上的投影與回料口 12在氣化爐的圓周方向上的投影不重合，也就是說，回料口 12在氣化爐高度方向(如圖1所示的由上至下的方向)不會位于合成氣出口 11的正下方。優選的，合成氣出口 11與回料口 12在氣化爐的周向上為對稱設置。具體實施時，合成氣出口 11與回料口 12處于氣化爐的不同的截面，即合成氣出口 11與回料口12具有一定的高度差。需要說明的是，具體實施時，該預設距離可以根據實際情況而確定，本實施例對此不做任何限制。
[0030]具體實施時，合成氣出口11與回料口 12在氣化爐的周向上具有預設距離也可以理解為:合成氣出口 11至氣化爐中心在氣化爐的徑向上的投影線與回料口 12至氣化爐中心在氣化爐的徑向上的投影線之間具有夾角，優選的夾角為大于等于90°且小于等于180°，更優選的夾角為180°。下面結合附圖2對合成氣出口與回料口的位置進行舉例說明。若合成氣出口 11在氣化爐的周向上位于A點，則合成氣出口 11至氣化爐中心在氣化爐的徑向上的投影線即為AM，回料口 12在氣化爐的周向上為B點，則回料口 12至氣化爐中心在氣化爐的徑向上的投影線即為BM，則AM與BM之間的夾角為α，夾角α不能為O。優選的，α^:90°且α<180°。更優選的，α為180°，即出料口位于C點。
[0031 ]可以看出，本實施例中，通過將合成氣出口 11與回料口 12在氣化爐的周向上設有預設距離，能夠使得合成氣出口 11與回料口 12分開設置，能夠有效地降低了氣化爐內部流場的擾動，同時防止了回料口 12接收的料渣再次跟隨合成氣進入旋風分離裝置2內，并且確保了氣化爐I內合成氣穩定地輸出至旋風分離裝置2。
[0032]上述實施例中，輸料管3在回料口12處與氣化爐的外壁具有預設夾角。具體地，輸料管3與氣化爐I的上方的外壁具有夾角β(如圖所示)，該夾角β為銳角。優選的，該夾角0<90° - γ，γ為物料安息角，物料安息角γ為物料的一個物理性質參數。
[0033]可以看出，本實施例能夠使得輸料管內輸送的料渣更好地輸送至氣化爐內，防止了料渣在輸料管內的堆積導致輸料管的堵塞。
[0034]上述實施例中，旋風分離裝置2可以設置為一臺，也可以設置為兩臺，也可以設置為多臺。當旋風分離裝置2設置有兩臺及兩臺以上時，各旋風分離裝置2之間可以為并聯連接，也可以為串聯連接。無論各旋風分離裝置為并聯連接還是串聯連接，各旋風分離裝置的料渣出口 22均與回料口 12相連接，將各旋風分離裝置的料渣出口 22輸出的料渣輸出至氣化爐I O
[0035]具體地，當各旋風分離裝置為并聯連接時，氣化爐的合成氣出口11輸出的合成氣分為至少兩路，每一路的合成氣均輸入至一臺旋風分離裝置內進行分離，并將每臺旋風分離裝置的料渣出口22輸出的料渣均返回至氣化爐I內。當各旋風分離裝置為串聯連接時，氣化爐的合成氣出口 11輸出的合成氣先輸入至第一臺旋風分離裝置進行分離，分離后的料渣由第一臺旋風分離裝置的料渣出口返回至氣化爐I，分離后的合成氣進入第二臺旋風分離裝置進行分離，依次進行多級分離。各旋風分離裝置的料渣出口 22輸出的料渣可以匯合，匯合后再由輸料管3輸入至氣化爐I內。優選的，當各旋風分離裝置為串聯連接時，旋風分離裝置的數量小于等于3臺，這是因為，雖然旋風分離裝置對合成氣進行多級分離能夠提高合成氣的純度，更好地分離出料渣，但是當合成氣經過三級分離后，合成氣中的料渣的含量大大降低，若繼續進行分離，分離的效果較差，降低了旋風分離裝置的工作效率，對旋風分離裝置的設置造成了浪費。
[0036]可以看出，本實施例中，旋風分離裝置2可以至少設置兩臺，能夠對合成氣進行更好地分離，有效地提高了合成氣的純度。
[0037]本領域技術人員應該理解，氣化爐I的內部區域一般包括反應區6、稀相區4和密相區5。其中，反應區6是氣化原料與氣化劑發生氣化反應的區域，稀相區4為氣化反應后生成的合成氣與料渣進行分離并輸出合成氣的區域，密相區5為料渣堆積或排出的區域。具體地，氣化原料與氣化劑發生氣化反應產生合成氣和料渣，合成氣和料渣經過氣化爐縮口 8向下(相對于圖1而言)運動，由于氣化爐縮口 8處的橫截面先縮小再擴大，所以合成氣經過氣化爐縮口 8后速度降低，料渣經過氣化爐縮口 8后速度增加，則加速了料渣依靠自身的重力向下(相對于圖1而言)運動，合成氣運動相對料渣的運動速度減慢，又由于旋風分離裝置2與氣化爐I之間具有一定的壓差，所以合成氣經過氣化爐縮口 8后向上(相對于圖1而言)運動至合成氣出口 11，由合成氣出口 11輸出至旋風分離裝置2。合成氣與料渣進行分離的區域為稀相區4，該區域內料渣向下運動，合成氣向上(相對于圖1而言)運動至合成氣出口 11。密相區5不僅為料渣堆積的區域，而且是料渣由氣化爐的出料口 14排出的區域。在氣化爐縮口8處設置有激冷環9，該激冷環9用于對氣化反應物進行降溫，以終止氣化反應的進行。
[0038]參見圖1，回料口12設置于與氣化爐的密相區5相對應的側壁。
[0039]繼續參見圖1，上述實施例中，輸料管3的側壁開設有進氣口，該進氣口用于向輸料管3內輸入氣體，該氣體帶動輸料管中的料渣由回料口 12返回至氣化爐I內。具體實施時，該氣體可以為不與料渣或合成氣發生反應的任意氣體，優選的，該氣體的成分與合成氣的成分相同。優選的，進氣口設置于輸料管靠近回料口 12的側壁。
[0040]可以看出，本實施例中，通過向輸料管3內輸入氣體，能夠使得輸料管3內的料渣更好地經回料口 12返回至氣化爐I內，尤其是，當氣化爐密相區5的大顆粒料渣處于堆積、不排渣的狀態時，能夠更好地確保輸料管3內的料渣返回至氣化爐I，避免了輸料管3內料渣的堆積導致輸料管3的堵塞。
[0041]繼續參見圖1，上述實施例中，排渣系統還可以包括:擋板7。其中，擋板7對應于回料口 12設置，擋板7的一端連接于氣化爐的內壁，并且擋板7的另一端與氣化爐I的內壁留有預設距離。
[0042]需要說明的是，具體實施時，該預設距離可以根據實際情況來確定，本實施例對此不作任何限制。
[0043]可以看出，本實施例中設置有擋板7，擋板7不僅能夠防止大顆粒料渣堵塞回料口12，而且能夠防止大顆粒料渣經回料口 12逆向返回至輸料管3內，還能夠降低回料口處輸入的料渣造成的密相區5流場的擾動，尤其是，當向輸料管內輸入氣體，并且輸入的氣體流速較快時，擋板7能夠對回料口處輸出的氣體起到緩沖作用，防止氣體直接由回料口 12輸出至密相區5導致密相區5的料渣四處飛散，進而使得更多的料渣隨合成氣輸入至旋風分離裝置2。
[0044]繼續參見圖1、圖3和圖4，上述實施例中，擋板7可以包括:圓弧板71和連接板72。其中，圓弧板71的側壁與氣化爐的側壁平行設置，圓弧板71的一端為自由端，另一端通過連接板72與氣化爐的內壁相連接。優選的，連接板72與圓弧板71的連接處為圓弧過渡，以減少料渣對連接板72與圓弧板71的連接處的磨損。優選的，連接板72為錐形板，錐形板的第一端與氣化爐的內壁相連接，錐形板的第二端與圓弧板71相連接，錐形板的第一端向第二端傾斜設置。
[0045]可以看出，本實施例，結構簡單，易于實現。
[0046]當密相區5中大顆粒料渣停止由氣化爐的出料口14輸出時，則大顆粒的料渣處于堆積停止狀態，則密相區5形成死區，小顆粒的料渣無法通過回料口 12輸入，造成了小顆粒的料渣在輸料管內的堵塞。因此，連接板72還可以開設有通孔，該通孔可以設置有多個。優選的，通孔的直徑大于小顆粒的料渣的直徑，防止通孔的直徑較小時導致料渣堵塞通孔。更優選的，通孔的直徑小于大顆粒料渣的直徑。
[0047]綜上所述，本實施例中，氣化爐的回料口12通過輸料管與旋風分離裝置的料渣出口22相連接，使得旋風分離裝置2能夠將從合成氣中分離出的料渣返回至氣化爐I中，這樣氣化爐中的大顆粒料渣和旋風分離裝置分離出的小顆粒的料渣一同由氣化爐輸出至后續料渣處理系統，進行統一處理，提高了后續料渣處理系統的工作效率，并且，無需重復設置多套料渣處理系統，節約了設備的成本。
[0048]氣化反應系統實施例:
[0049]本實用新型還提出了一種氣化反應系統，該氣化反應系統包括送料系統和上述的排渣系統，送料系統與排渣系統中的氣化爐相連接。其中，排渣系統的具體實施過程參見上述說明即可，本實施例在此不再贅述。
[0050]由于排渣系統具有上述效果，所以具有該排渣系統的氣化反應系統也具有相應的技術效果。
[0051]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種排渣系統，其特征在于，包括:氣化爐(I)和旋風分離裝置(2);其中， 所述旋風分離裝置的入口(21)與所述氣化爐的合成氣出口(11)相連接，所述旋風分離裝置(2)用于接收所述氣化爐(I)產生的合成氣并從所述合成氣中分離出料渣； 所述氣化爐(I)開設有回料口(12)，所述回料口(12)與所述旋風分離裝置的料渣出口(22)通過輸料管(3)相連接，所述回料口用于接收所述旋風分離裝置(2)分離出的所述料渣。2.根據權利要求1所述的排渣系統，其特征在于，所述合成氣出口(11)與所述回料口(12)在所述氣化爐(I)的周向上具有預設距離。3.根據權利要求1所述的排渣系統，其特征在于，所述輸料管(3)在所述回料口(12)處與所述氣化爐的外壁具有預設夾角。4.根據權利要求1至3中任一項所述的排渣系統，其特征在于，所述回料口(12)設置于與所述氣化爐的密相區(5)相對應的側壁。5.根據權利要求4所述的排渣系統，其特征在于，所述輸料管(3)的側壁開設有進氣口，所述進氣口用于向所述輸料管(3)內輸入帶動所述輸料管中的料渣返回至所述氣化爐(I)的氣體。6.根據權利要求4所述的排渣系統，其特征在于，還包括:擋板(7);其中， 所述擋板(7)對應于所述回料口(12)設置，所述擋板(7)的一端連接于所述氣化爐(I)的內壁，并且所述擋板(7)的另一端與所述氣化爐(I)的內壁留有預設距離。7.根據權利要求6所述的排渣系統，其特征在于，所述擋板(7)包括:圓弧板(71)和連接板(72);其中， 所述圓弧板(71)的側壁與所述氣化爐(I)的側壁平行設置； 所述圓弧板(71)的一端為自由端，另一端通過所述連接板(72)與所述氣化爐(I)的內壁相連接。8.根據權利要求7所述的排渣系統，其特征在于，所述連接板(72)開設有通孔。9.一種氣化反應系統，其特征在于，包括送料系統和如權利要求1至8中任一項所述的排渣系統;其中，所述送料系統與所述排渣系統中的氣化爐(I)相連接。
【文檔編號】C10J3/48GK205710617SQ201620638917
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】張正旺, 汪國慶, 李克忠, 景旭亮, 周三, 馬志超, 方科學, 王奕唯, 劉世英
【申請人】新奧科技發展有限公司