氣化爐以及氣化爐進料裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種氣化爐進料裝置，包括煤鎖和過渡倉。所述過渡倉具有與所述煤鎖相連的入口和與氣化爐的爐體的內腔連通的出口。原料煤供應到所述煤鎖中，并經由所述過渡倉進入所述爐體的內腔中。所述氣化爐進料裝置還包括流量調節機構，所述流量調節機構用于控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤從所述過渡倉連續地供應到所述氣化爐的爐體的內腔中。此外，本發明還公開了一種包括前述氣化爐進料裝置的氣化爐。在本發明中，通過設置的流量調節機構來控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，使得原料煤從氣化爐的過渡倉連續地供應到氣化爐的爐體的內腔中。這樣，可以使得氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持穩定，消除了粗煤氣出口的氣體溫度的周期性波動。
【專利說明】
氣化爐以及氣化爐進料裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種氣化爐進料裝置以及包括該氣化爐進料裝置的氣化爐。【背景技術】
[0002]加壓固定床氣化需要從常壓狀態下進料，一般是采用煤鎖進行間歇進料，工藝敘述如下:
[0003]當煤鎖上閥打開時，常壓來的煤自由落入煤鎖，當煤鎖落滿時上閥關閉；測試關閉嚴格后，采用氣體對煤鎖充壓，直至達到氣化運行時的壓力，此時打開煤鎖下閥，煤通過重力進入過渡倉后落入氣化爐；當煤鎖落空后，關閉煤鎖下閥，對煤鎖進行泄壓，直至外側空氣壓力，重新打開煤鎖上閥，進入下一循環加煤操作。
[0004]加煤的時間及單鎖加煤的量直接影響氣化爐氣化的能力，因此根據設計氣化煤量能力的不同，常規配套有單煤鎖及雙煤鎖(如圖1所示)。過渡倉是密閉容器，內部煤的堆積高度不可見，運行中可能出現過渡倉已空，氣化爐內上部缺煤的現象，或者氣化爐本身設計就為半爐料操作，在此兩種情況下外界常溫的原料煤會通過煤鎖直接落入氣化爐。
[0005]固定床氣化是一種逆流氣化，氣化爐下部為氣化區，產生的合成氣上行通過氣化爐粗煤氣出口排出，溫度常規在500°C左右。在下煤過程中，下落的冷煤與上行的高溫合成氣迅速換熱，導致合成氣被降溫，同時下煤又為間斷性操作，使得粗煤氣出口的氣體溫度成周期性的曲線上下波動，且波動溫度差較大，給氣化爐操作及后續工藝處理帶來如下難度:
[0006](1)溫度波動導致氣流速度忽高忽低，增加了氣流煤粉的攜帶量，加大后系統洗滌的難度；
[0007](2)較大的溫度波動還會導致同等質量的氣體的體積也發生較大的變化，這會沖擊合成氣管網，對后續操作帶來不利影響；
[0008](3)溫度波動幅度過大時容易導致氣化爐聯鎖跳車；
[0009](4)操作參數的波動也不利于操作人員的判斷，容易引起誤判，引起事故。
【發明內容】
[0010]本發明的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。[〇〇11]根據本發明的一個方面，提供一種氣化爐進料裝置，包括:煤鎖和過渡倉。所述過渡倉具有與所述煤鎖相連的入口和與氣化爐的爐體的內腔連通的出口。原料煤供應到所述煤鎖中，并經由所述過渡倉進入所述爐體的內腔中。所述氣化爐進料裝置還包括流量調節機構，用于控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤從所述過渡倉連續地供應到所述氣化爐的爐體的內腔中。
[0012]根據本發明的一個實例性的實施例，所述流量調節機構包括:錐閥，設置在氣化爐的過渡倉的出口處;和控制機構，用于控制所述錐閥的開度，從而控制從所述氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量。
[0013]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述控制機構包括:閥桿，與所述錐閥相連;擺動臂，與所述閥桿相連;和驅動裝置，用于驅動所述擺動臂在第一極限位置和第二極限位置之間擺動，其中，當所述擺動臂擺動到所述第一極限位置時，所述錐閥的開度為零； 當所述擺動臂擺動到所述第二極限位置時，所述錐閥的開度為100%。
[0014]根據本發明的另一個實例性的實施例，當所述擺動臂擺動到所述第一極限位置和所述第二極限位置之間的中間位置時，所述錐閥的開度為50%。
[0015]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述驅動裝置為液壓驅動裝置或者電動驅動裝置。
[0016]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述控制機構還包括套管，所述套管固定至所述過渡倉的內壁上;所述閥桿安裝在所述套管中，可沿所述套管上下移動，以便調節與其相連的錐閥的開度。
[0017]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述錐閥具有傾斜的錐面，使得從所述過渡倉的出口下落的原料煤在所述錐閥的傾斜的錐面的引導下、朝遠離所述爐體的中心線的方向均勻地向四周散落。
[0018]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述流量調節機構根據所述氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度來控制從所述氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，使得所述氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持在預設溫度。
[0019]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述控制機構根據所述氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度來控制所述錐閥的開度，從而控制從所述氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，使得所述氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持在預設溫度。
[0020]根據本發明的另一個實例性的實施例，所述氣化爐進料裝置還包括:溫度傳感器， 用于檢測所述氣化爐的粗煤氣出口處的氣體溫度，其中，所述控制機構根據所述溫度傳感器檢測到的氣體溫度來控制所述錐閥的開度，使得所述氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持在預設溫度。
[0021]根據本發明的另一個實例性的實施例，在所述氣化爐的過渡倉上設置有一個檢修孔，以便通過該檢修孔對過渡倉中的部件進行維護。
[0022]根據本發明的另一個方面，還提供一種氣化爐，包括前述氣化爐進料裝置。
[0023]在根據本發明的前述各個實例性的實施例中，通過設置的流量調節機構來控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，使得煤炭從氣化爐的過渡倉連續地供應到氣化爐的爐體的內腔中。這樣，可以使得氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持穩定，消除了粗煤氣出口的氣體溫度的周期性波動。
[0024]此外，在本發明的一些實例性的實施例中，可以根據檢測到的氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度來控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，使得氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持在預設溫度。[〇〇25]通過下文中參照附圖對本發明所作的描述，本發明的其它目的和優點將顯而易見，并可幫助對本發明有全面的理解。【附圖說明】
[0026]圖1顯不一種典型的氣化爐的不意圖；和
[0027]圖2顯示根據本發明的一個實例性的實施例的氣化爐進料裝置的示意圖。【具體實施方式】
[0028]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發明實施方式的說明旨在對本發明的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本發明的一種限制。[〇〇29]另外，在下面的詳細描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細節以提供對本披露實施例的全面理解。然而明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節的情況下也可以被實施。在其他情況下，公知的結構和裝置以圖示的方式體現以簡化附圖。
[0030]根據本發明的一個總體技術構思，提供一種氣化爐進料裝置，包括:煤鎖和過渡倉。所述過渡倉具有與所述煤鎖相連的入口和與氣化爐的爐體的內腔連通的出口。原料煤供應到所述煤鎖中，并經由所述過渡倉進入所述爐體的內腔中。所述氣化爐進料裝置還包括流量調節機構，用于控制從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量，以便使原料煤從所述過渡倉連續地供應到所述氣化爐的爐體的內腔中。
[0031]圖1顯示了一種典型的氣化爐的示意圖。
[0032]如圖1所示，在圖示的實施例中，該氣化爐主要包括煤鎖100、過渡倉200和爐體 300。煤鎖100具有設置在其入口的入口閥110和設置在其出口處的出口閥120。過渡倉200的入口 210與煤鎖100的出口相連，過渡倉200的出口與爐體300的內腔301連通。爐體300上設置有粗煤氣出口 310。
[0033]加壓固定床氣化爐需要從常壓狀態下進料，一般是采用煤鎖100進行間歇進料，工藝敘述如下:
[0034]當煤鎖100的入口閥110打開時，常壓來的煤自由落入煤鎖100，當煤鎖100落滿煤炭時，入口閥110關閉；測試關閉嚴格后，采用氣體對煤鎖100充壓，直至達到氣化運行時的壓力，此時打開煤鎖100的出口閥120，煤通過重力進入過渡倉200后落入氣化爐的爐體300 的內腔301中；當煤鎖100中的煤炭已經全部落空后，關閉煤鎖100的出口閥120，對煤鎖100 進行泄壓，直至等于外側空氣壓力，重新打開煤鎖100的入口閥110,進入下一循環的加煤操作。
[0035]加煤的時間及單個煤鎖100加煤的量直接影響氣化爐氣化的能力，因此根據設計氣化煤量能力的不同，常規配套有單個煤鎖1〇〇及雙煤鎖(如圖1所示)。過渡倉200是密閉容器，內部煤的堆積高度不可見，運行中可能出現過渡倉200已空，氣化爐內上部缺煤的現象， 或者氣化爐本身設計就為半爐料操作，在此兩種情況下，外界常溫的原料煤會通過煤鎖100 經由過渡倉200直接落入氣化爐的爐體300中。[〇〇36]固定床氣化是一種逆流氣化，氣化爐下部為氣化區，產生的合成氣上行通過氣化爐粗煤氣出口310排出，溫度常規在500°C左右。在下煤過程中，下落的冷煤與上行的高溫合成氣迅速換熱，導致合成氣被降溫，同時從煤鎖100下煤又為間斷性操作，使得粗煤氣出口 310的氣體溫度成周期性的曲線上下波動，且波動溫度差較大，給氣化爐操作及后續工藝處理帶來如下難度:
[0037] (1)溫度波動導致氣流速度忽高忽低，增加了氣流煤粉的攜帶量，加大后系統洗滌的難度；
[0038] (2)較大的溫度波動還會導致同等質量的氣體的體積也發生較大的變化，這會沖擊合成氣管網，對后續操作帶來不利影響；
[0039](3)溫度波動幅度過大時容易導致氣化爐聯鎖跳車；
[0040](4)操作參數的波動也不利于操作人員的判斷，容易引起誤判，引起事故。
[0041]正是為了克服前述技術問題，本發明對氣化爐的過渡倉進行了改造設計，在氣化爐的過渡倉處增加了一套流量調節機構，以控制從氣化爐的過渡倉200的出口 220下落的煤流的流量，以便使原料煤從過渡倉200連續地供應到氣化爐的爐體300的內腔301中，而不是以間歇性的方式供應到氣化爐的爐體300的內腔301中，從而能夠保證氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持穩定，消除了粗煤氣出口的氣體溫度的周期性波動。[〇〇42]圖2顯示根據本發明的一個實例性的實施例的氣化爐進料裝置的示意圖。
[0043]如圖1和圖2所示，在圖示的實施例中，氣化爐進料裝置主要包括煤鎖100、過渡倉 200和流量調節機構201、202、203、204、205。過渡倉200具有與所述煤鎖(100)相連的入口 210和與氣化爐的爐體300的內腔301連通的出口 220。原料煤供應到煤鎖100中，并經由過渡倉200進入爐體300的內腔301中。[〇〇44]如圖2所示，在本發明的一個實例性的實施例中，前述流量調節機構201、202、203、 204、205用于控制從氣化爐的過渡倉200的出口 220下落的煤流的流量，以便使原料煤從過渡倉200連續地供應到氣化爐的爐體300的內腔301中。這樣，就能夠保證氣化爐的粗煤氣出口的氣體溫度保持穩定，消除了粗煤氣出口的氣體溫度的周期性波動。[〇〇45] 在本發明的一個實例性的實施例中，流量調節機構201、202、203、204、205可以根據氣化爐的粗煤氣出口 310的氣體溫度來控制從氣化爐的過渡倉200的出口 220下落的煤流的流量，使得氣化爐的粗煤氣出口 310的氣體溫度保持在預設溫度。[〇〇46] 在圖示的實施例中，如圖2所示，前述流量調節機構201、202、203、204、205主要包括錐閥201和控制機構202、203、204、205。錐閥201設置在氣化爐的過渡倉200的出口 220 處。控制機構20 2、20 3、204、20 5用于控制錐閥201的開度，從而控制從氣化爐的過渡倉200的出口 220下落的煤流的流量。[〇〇47] 在本發明的一個實例性的實施例中，前述控制機構202、203、204、205主要包括:閥桿202、擺動臂204和驅動裝置205。閥桿202設置在過渡倉200內并與錐閥201相連。擺動臂 204設置在過渡倉200內并與閥桿202相連。驅動裝置205可以為液壓驅動裝置或者電動驅動裝置，其用于驅動擺動臂204在第一極限位置(例如，圖2中所示的最上部的位置)和第二極限位置(例如，圖2中所示的最下部的位置)之間擺動。[〇〇48]在圖示的實施例中，如圖2所示，當擺動臂204擺動到第一極限位置(最上部的位置)時，錐閥201的開度為零。此時，過渡倉200的出口 210處于被錐閥201完全關閉的狀態。
[0049]在圖示的實施例中，如圖2所示，當擺動臂204擺動到第二極限位置(最下部的位置)時，錐閥201的開度為100 %。此時，過渡倉200的出口 210處于被完全打開的狀態。
[0050]在圖示的實施例中，如圖2所示，當擺動臂204擺動到第一極限位置(最上部的位置)和第二極限位置(最下部的位置)之間的中間位置時，錐閥201的開度為50%。此時，過渡倉200的出口 210處于被打開一半的狀態。[〇〇51 ] 這樣，在本發明的前述實施例中，可以在0 %?100 %的范圍內控制錐閥201的開度。[〇〇52] 在本發明的一個實例性的實施例中，如圖2所示，控制機構202、203、204、205還可以包括套管203。該套管203可以固定至過渡倉200的內壁上。閥桿202安裝在套管203中，可沿套管203上下移動，以便調節與其相連的錐閥201的開度。[〇〇53] 在圖示的實施例中，如圖2所示，在驅動裝置205驅動擺動臂204擺動時，擺動臂204 帶動閥桿202上下移動，同時閥桿202帶動錐閥201移動，從而實現對錐閥201的開度的調節和控制。[〇〇54]在前述實施例中，如圖2所示，控制機構202、203、204、205根據氣化爐的粗煤氣出口 310的氣體溫度來控制錐閥201的開度，從而控制從氣化爐的過渡倉200的出口 220下落的煤流的流量，使得氣化爐的粗煤氣出口 310的氣體溫度保持在預設溫度。
[0055]盡管未圖示，在本發明的一個實施例中，氣化爐進料裝置還可以包括溫度傳感器。 該溫度傳感器可以設置在氣化爐的粗煤氣出口 310處，用于檢測氣化爐的粗煤氣出口 310處的氣體溫度。這樣，控制機構202、203、204、205可以根據溫度傳感器檢測到的氣體溫度來控制錐閥201的開度，使得氣化爐的粗煤氣出口 310的氣體溫度保持在預設溫度。
[0056]在本發明的一個實例性的實施例中，如圖2所示，錐閥201具有傾斜的錐面，使得從過渡倉200的出口 220下落的原料煤在錐閥201的傾斜的錐面的引導下、朝遠離爐體300的中心線的方向均勻地向四周散落，從而可以使煤流往遠離氣化爐中心位置移動，增加了煤在氣化爐內的均布效果，進一步保證氣化工況的穩定。[〇〇57]如圖2所述，在本發明的一個實例性的實施例中，在氣化爐的過渡倉200上設置有一個檢修孔230，以便通過該檢修孔230對過渡倉200中的部件進行維護。此外，還可以在過渡倉200中設置用于檢測過渡倉200中的原料煤的堆積高度的測量裝置，這樣，可以根據過渡倉200中的原料煤的堆積高度來控制從煤鎖100向過渡倉200中進煤的量，以防止在氣化爐運行時過渡倉中的煤已經落空的現象。[〇〇58]在本發明的前述實施例中，在設置錐閥201后，整個煤鎖100間斷落下的煤可儲存于過渡倉200中，通過控制錐閥201開度控制下落的煤流，使煤不再是直接迅速的下落，而是逐漸連續下落，同時錐閥201開度與氣化爐粗煤氣出口的氣體溫度關聯，如果粗煤氣出口的氣體溫度高于預設溫度時，則增大錐閥開度;如果粗煤氣出口的氣體溫度低于預設溫度時， 則減少錐閥開度，確保連續下料的同時維持氣化爐粗煤氣出口的氣體溫度穩定。
[0059]在本發明的前述實施例中，使靠自然下落的間歇的加煤方式變為可控制的連續的加煤，減少了出口合成氣的溫度波動，降低了后續工藝處理的難度，也加強了氣化爐的可操作性。
[0060]在本發明的前述實施例中，使氣化爐在線檢修煤鎖成為可能。例如，可以關閉煤鎖的出口閥，切斷氣化爐和煤鎖的聯系，同時將錐閥的開度控制到很小，這樣，可使從氣化爐的過渡倉的出口下落的煤流的流量降低到很小，從而可維持氣化爐低負荷短時間運行，為在線檢修煤鎖創造了時間，減少現有技術中只要煤鎖故障就必須停車的情況。
[0061]在本發明的前述實施例中，通過改變錐閥的角度設計，可以使煤流往遠離氣化爐中心位置移動，增加了煤在氣化爐內的均布效果，進一步保證氣化工況的穩定。
[0062]本領域的技術人員可以理解，上面所描述的實施例都是示例性的，并且本領域的技術人員可以對其進行改進，各種實施例中所描述的結構在不發生結構或者原理方面的沖突的情況下可以進行自由組合。
[0063]雖然結合附圖對本發明進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本發明優選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本發明的一種限制。
[0064]雖然本總體發明構思的一些實施例已被顯示和說明，本領域普通技術人員將理解，在不背離本總體發明構思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本發明的范圍以權利要求和它們的等同物限定。
[0065]應注意，措詞“包括”不排除其它元件或步驟，措詞“一”或“一個”不排除多個。另夕卜，權利要求的任何元件標號不應理解為限制本發明的范圍。
【主權項】
1.一種氣化爐進料裝置，包括:煤鎖(100);和過渡倉(200)，具有與所述煤鎖(100)相連的入口(210)和與氣化爐的爐體(300)的內腔 (301)連通的出口(220)，其中，原料煤供應到所述煤鎖(100)中，并經由所述過渡倉(200)進入所述爐體(300)的 內腔(301)中，其特征在于，所述氣化爐進料裝置還包括:流量調節機構(201、202、203、204、205)，用于控制從所述過渡倉(200)的出口(220)下 落的煤流的流量，以便使原料煤從所述過渡倉(200)連續地供應到所述氣化爐的爐體(300) 的內腔(301)中。2.根據權利要求1所述的氣化爐進料裝置，其特征在于，所述流量調節機構(201、202、 203、204、205)包括:錐閥(201 )，設置在氣化爐的過渡倉(200)的出口( 220)處;和控制機構(202、203、204、205 )，用于控制所述錐閥(201)的開度，從而控制從所述氣化 爐的過渡倉(200)的出口(220)下落的煤流的流量。3.根據權利要求2所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述控制機構(202、203、204、205)包括:閥桿(202 )，與所述錐閥(201)相連；擺動臂(204)，與所述閥桿(202)相連;和驅動裝置(205)，用于驅動所述擺動臂(204)在第一極限位置和第二極限位置之間擺 動，其中，當所述擺動臂(204)擺動到所述第一極限位置時，所述錐閥(201)的開度為零；當 所述擺動臂(204)擺動到所述第二極限位置時，所述錐閥(201)的開度為100%。4.根據權利要求3所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:當所述擺動臂(204)擺動到所述第一極限位置和所述第二極限位置之間的中間位置 時，所述錐閥(201)的開度為50%。5.根據權利要求3所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述驅動裝置(205)為液壓驅 動裝置或者電動驅動裝置。6.根據權利要求3所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述控制機構(202、203、204、205)還包括套管(203 )，所述套管(203)固定至所述過渡 倉(200)的內壁上；所述閥桿(202)安裝在所述套管(203)中，可沿所述套管(203)上下移動，以便調節與其 相連的錐閥(201)的開度。7.根據權利要求2所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述錐閥(201)具有傾斜的錐面，使得從所述過渡倉(200)的出口(220)下落的原料煤 在所述錐閥(201)的傾斜的錐面的引導下、朝遠離所述爐體(300)的中心線的方向均勻地向四周散落。8.根據權利要求1-7中任一項所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述流量調節機構(201、202、203、204、205)根據所述氣化爐的粗煤氣出口(310)的氣體溫度來控制從所述氣化爐的過渡倉(200)的出口(220)下落的煤流的流量，使得所述氣化 爐的粗煤氣出口( 310)的氣體溫度保持在預設溫度。9.根據權利要求2-7中任一項所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:所述控制機構(202、203、204、205)根據所述氣化爐的粗煤氣出口(310)的氣體溫度來 控制所述錐閥(201)的開度，從而控制從所述氣化爐的過渡倉(200)的出口(220)下落的煤 流的流量，使得所述氣化爐的粗煤氣出口(310)的氣體溫度保持在預設溫度。10.根據權利要求9所述的氣化爐進料裝置，其特征在于，所述氣化爐進料裝置還包括:溫度傳感器，用于檢測所述氣化爐的粗煤氣出口(310)處的氣體溫度，其中，所述控制機構(202、203、204、205)根據所述溫度傳感器檢測到的氣體溫度來控 制所述錐閥(201)的開度，使得所述氣化爐的粗煤氣出口(310)的氣體溫度保持在預設溫 度。11.根據權利要求1所述的氣化爐進料裝置，其特征在于:在所述氣化爐的過渡倉(200)上設置有一個檢修孔(230)，以便通過該檢修孔(230)對 過渡倉(200)中的部件進行維護。12.—種氣化爐，其特征在于:所述氣化爐包括前述權利要求1-11中任一項所述的氣化 爐進料裝置。
【文檔編號】C10J3/72GK105969428SQ201610352566
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】傅敏燕, 竇余信
【申請人】上海澤瑪克敏達機械設備有限公司