加压气化炉的排渣系统以及加压气化炉的制作方法

本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种加压气化炉的排渣系统以及加压气化炉。

背景技术：

煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式。

加压气化炉是对煤进行气化的重要设备，加压气化炉的排渣系统的稳定运行决定了气化过程的稳定运行。现有技术的加压气化炉的排渣系统采用多级设备串联形式，具体地，气化炉排出的高温高压灰渣首先进入较大的高压设备，该高压设备中设置有冷却结构，通过该冷却结构对高压高温灰渣进行换热降温，降低至一定温度的高压灰渣进入后续多级锁斗系统进行降压处理。其中，多级锁斗之间设置有阀门，锁斗需要频繁充压、泄压，以保持与上下游设备之间的连通。

然而，由于锁斗需要频繁进行充压、泄压操作，存在阀门易磨损、泄漏等问题，影响排渣系统运行的稳定性，且充泄压过程中存在废气等随意排放的问题。

技术实现要素：

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，本公开提供了一种加压气化炉的排渣系统以及加压气化炉。

第一方面，本公开提供了一种加压气化炉的排渣系统，包括泄压装置和冷却装置；

所述泄压装置用于对灰渣进行泄压处理；所述泄压装置包括竖向设置的中心落渣管以及套设在所述中心落渣管外侧的套筒，且所述套筒与所述中心落渣管之间形成空腔；

所述中心落渣管的顶端通过第一灰渣储罐与炉体的排渣口连通；所述中心落渣管的管壁上开设有用于至少供所述灰渣中的粗煤气进入至所述空腔中的筛孔，所述套筒的筒壁上设置有可开闭的粗煤气释放口；所述中心落渣管的底端通过第二灰渣储罐与所述冷却装置连通，所述冷却装置用于对经泄压处理后的灰渣进行冷却处理。

可选的，所述空腔内设置有过滤填充层；

所述过滤填充层围设在所述中心落渣管的外围，且所述过滤填充层与所述套筒的侧壁之间形成粗煤气缓存区；所述过滤填充层具有过滤孔，以使所述粗煤气经过所述过滤孔进入至所述粗煤气缓存区；

所述粗煤气释放口设置在所述粗煤气缓存区。

可选的，所述过滤填充层为由多个层叠设置的金属烧结板卷结而形成，所述金属烧结板上具有所述过滤孔；

或者，所述过滤填充层包括相对设置的两个过滤板，且两个所述过滤板之间填充有氧化铝瓷球；所述过滤板上具有所述过滤孔，相邻的氧化铝瓷球之间形成所述过滤孔；

或者，所述过滤填充层包括相对设置的两层通过烧结而形成的金属烧结界面，且两层所述金属烧结界面之间夹设有氧化铝瓷球，所述金属烧结界面上具有所述过滤孔，相邻的氧化铝瓷球之间形成所述过滤孔。

可选的，所述粗煤气释放口开设在所述套筒的侧壁上，且靠近所述套筒侧壁的底部设置。

可选的，所述筛孔在所述中心落渣管的轴向上的投影与所述过滤填充层的外侧壁上的过滤孔在所述中心落渣管的轴向上的投影错开设置。

可选的，所述中心落渣管为圆柱形落渣管；

所述套筒为圆环形套筒；

所述过滤填充层为圆环形结构。

可选的，所述中心落渣管的底端与所述第二灰渣储罐之间设置有调控气进口。

可选的，所述中心落渣管的底端与所述第二灰渣储罐之间设置有排渣调节阀；

所述排渣调节阀包括竖向排渣管道和水平排渣管道，所述竖向排渣管道的顶端与所述中心落渣管的底端连通，所述水平排渣管道的一端与所述竖向排渣管道的底端连通，所述水平排渣管道的另一端与所述第二灰渣储罐连通；

所述调控气进口设置在所述竖向排渣管道上。

可选的，所述调控气进口的中心与所述水平排渣管道的中轴线之间的垂直距离为所述竖向排渣管道内径的1～3倍。

可选的，所述冷却装置包括可旋转的螺旋叶片；

所述螺旋叶片具有用于容置冷却介质的容置腔，所述冷却介质用于对经泄压处理后的灰渣进行冷却。

第二方面，本公开提供了一种加压气化炉，包括炉体以及如上所述的加压气化炉的排渣系统；

所述炉体具有排渣口，所述加压气化炉的排渣系统与所述排渣口连通。

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：

本公开提供的加压气化炉的排渣系统以及加压气化炉，通过设置泄压装置和冷却装置，将泄压装置设置为包括中心落渣管和套设在中心落渣管外侧的套筒，将中心落渣管的顶端通过第一灰渣储罐与炉体排渣口连通，中心落渣管的底端通过第二灰渣储罐与冷却装置连通；由于中心落渣管竖向设置，由排渣口排出的灰渣会在重力作用下沿着中心落渣管下落，由于中心落渣管的管壁上开设有筛孔，灰渣中的粗煤气会从该筛孔溢出，进入至套筒与中心落渣管之间的空腔中，通过控制套筒的筒壁上的粗煤气释放口的开闭，实现粗煤气的排放，被释放掉粗煤气后的灰渣的压力大大降低，从而实现了对灰渣的泄压处理，降压后的灰渣进入至冷却装置中，通过冷却装置对降压后的灰渣进行冷却，从而实现了对灰渣的先降压再降温处理，无需频繁进行充压泄压操作即可完成对灰渣的泄压处理，因此，提高了整个排渣系统运行的稳定性，而且由于粗煤气被集中收集在空腔中，通过控制粗煤气释放口的开闭，即可实现对粗煤气的集中处理，从而避免了粗煤气随意排放而造成环境污染和安全问题的发生。

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的加压气化炉的结构示意图；

图2为图1中i处的结构放大图；

图3为本公开实施例所述的加压气化炉的排渣系统的结构示意图。

其中，1、泄压装置；11、中心落渣管；111、筛孔；12、套筒；13、过滤填充层；131、过滤孔；14、粗煤气缓存区；141、粗煤气释放口；142、泄压阀；2、冷却装置；21、螺旋叶片；22、出口；3、第一灰渣储罐；31、入口；4、第二灰渣储罐；41、开关阀；5、排渣调节阀；51、竖向排渣管道；52、水平排渣管道；50、调控气进口；6、炉体；61、排渣口。

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。

煤气化炉是进行煤气化的重要设备，煤气化炉加压后，处理负荷提高，其中，气化炉的排渣系统的稳定运行决定了气化过程的稳定运行。

现有的加压气化炉的排渣系统，采用多级设备串联形式，气化炉排出的高温高压灰渣首先进入较大的高压设备，通过该高压设备中的冷却结构对高压高温灰渣进行换热降温，降低至一定温度的高压灰渣进入后续多级锁斗系统进行降压处理，后续多级锁斗间设置阀门，通过阀门开关与上游设备保持连通或切断，并且锁斗还需要频繁充压、泄压操作来保持与上下游设备的连通，该排渣系统存在阀门磨损、泄漏等问题，导致排渣系统运行不稳定，且充泄压过程存在废气等三废随意排放问题。

基于此，本实施例提供一种加压气化炉的排渣系统以及加压气化炉，以提高排渣系统运行的稳定性，且避免废气等随意排放而造成环境污染等问题。下面通过具体的实施例对其进行详细说明：

实施例一

参照图1至图3所示，本实施例提供一种加压气化炉的排渣系统，包括：泄压装置1和冷却装置2。泄压装置1用于对灰渣进行泄压处理。

泄压装置1具体包括：竖向设置的中心落渣管11以及套设在中心落渣管11外侧的套筒12，且套筒12与中心落渣管11之间形成空腔。

其中，中心落渣管11的顶端通过第一灰渣储罐3与炉体6的排渣口61连通。中心落渣管11的管壁上开设有用于至少供灰渣中的粗煤气进入至空腔中的筛孔111。具体实现时，筛孔111的数量为多个，多个筛孔111沿中心落渣管11的管壁间隔排布。套筒12的筒壁上设置有可开闭的粗煤气释放口141。中心落渣管11的底端通过第二灰渣储罐4与冷却装置2连通。冷却装置2用于经泄压处理后的灰渣进行冷却处理。

该加压气化炉具体可以为流化床气化炉，流化床气化炉具有炉内温度均匀，气固混合均匀、接触佳，气化效率高等优点。

该排渣系统直接与加压气化炉的炉体相连，连接部位不设置任何阀门。来自加压气化炉的高温高压灰渣经炉体排渣口61处的排渣管线，由第一灰渣储罐3的入口31进入第一灰渣储罐3中，可以理解的是，第一灰渣储罐3具体为高压灰渣储罐。高温高压灰渣在第一灰渣储罐3中经短暂缓冲、存储后，直接向下流动，进入下游的泄压装置1中。

具体地，由第一灰渣储罐3的出口排出的灰渣进入至中心落渣管11中，因为灰渣中夹带了部分来自气化炉的粗煤气，压力比较高。由于中心落渣管11的管壁上开设有筛孔111，含粗煤气的灰渣在下落过程中，灰渣中的粗煤气会经过该筛孔111溢出，进入至中心落渣管11和套筒12之间形成的空腔内。

由于套筒12的筒壁上开设有可开闭的粗煤气释放口141，通过控制该粗煤气释放口141的开闭，从而实现粗煤气的集体收集与排放。灰渣会在自身重力作用下继续沿着中心落渣管11下落，而且被释放掉粗煤气的灰渣的压力大大降低，从而实现了对灰渣的泄压处理。降压后的灰渣进入第二灰渣储罐4中，即，进入第二灰渣储罐4中的灰渣为低压高温灰渣。可以理解的是，第二灰渣储罐4为低压灰渣储罐。低压高温灰渣经过该第二灰渣储罐4进行缓冲、存储后进入至冷却装置2中进行冷却处理，从而实现了对灰渣的降压降温处理。

具体实现时，中心落渣管11、套筒12具体可以由耐高温的金属材质制成。

本实施例提供的加压气化炉的排渣系统，通过设置泄压装置1和冷却装置2，将泄压装置1设置为包括中心落渣管11和套设在中心落渣管11外侧的套筒12，将中心落渣管11的顶端通过第一灰渣储罐3与炉体6排渣口61连通，中心落渣管11的底端通过第二灰渣储罐4与冷却装置2连通；由于中心落渣管11竖向设置，由排渣口61排出的灰渣会在重力作用下沿着中心落渣管11下落，由于中心落渣管的管壁上开设有筛孔111，灰渣中的粗煤气会从该筛孔111溢出，进入至套筒12与中心落渣管11之间的空腔中，通过控制套筒12的筒壁上的粗煤气释放口141的开闭，实现粗煤气的排放，被释放掉粗煤气后的灰渣的压力大大降低，从而实现了对灰渣的泄压处理，降压后的灰渣进入至冷却装置2中，通过冷却装置2对降压后的灰渣进行冷却，从而实现了对灰渣的先降压再降温处理，无需频繁进行充压、泄压操作即可完成对灰渣的泄压处理，因此，提高了整个排渣系统运行的稳定性，而且由于粗煤气被集中收集在空腔中，通过控制粗煤气释放口141的开闭，即可实现对粗煤气的集中处理，从而避免了粗煤气随意排放而造成环境污染和安全问题的发生。

具体地，空腔内还设置有过滤填充层13。过滤填充层13围设在中心落渣管11的外围，且过滤填充层13与套筒12的侧壁之间形成粗煤气缓存区14；过滤填充层13具有过滤孔131，以使粗煤气经过过滤孔131进入至粗煤气缓存区14。粗煤气释放口141具体设置在粗煤气缓存区14。

可以理解的是，过滤填充层13的过滤孔131的数量为多个，多个过滤孔131在过滤填充层13上间隔排布。

其中，过滤填充层13可以为由多个层叠设置的金属烧结板卷结成型，其中，金属烧结板上具有过滤孔131。或者，过滤填充层13也可以选择填充氧化铝耐高温瓷球，直径较小、孔隙率小，填充致密，具体地，过滤填充层13包括相对设置的两个过滤板，且两个过滤板之间填充有氧化铝瓷球，过滤板具体可以为金属板，过滤板上具有过滤孔131，相邻的氧化铝瓷球之间形成过滤孔131。或者，过滤填充层13包括相对设置的两层通过烧结而形成的金属烧结界面，且两层金属烧结界面之间夹设有氧化铝耐高温瓷球，金属烧结界面上具有过滤孔131，相邻的氧化铝瓷球之间形成过滤孔131，即，过滤填充层13为由两层金属烧结界面夹设氧化铝耐高温瓷球而组成的多层结构。

由中心落渣管11的管壁上的筛孔111溢出的粗煤气先进入至过滤填充层13中，经过滤后，进入至粗煤气缓存区14。具体实现时，粗煤气中夹带着极少量的粉尘一起进入至过滤填充层13中，过滤填充层13对其进行过滤，将粗煤气中的粉尘过滤留存在过滤填充层13中形成滤饼，进一步增加了过滤填充层13的阻力和压降，进一步保证固体灰渣不会进入，使固体灰渣沿中心落渣管11下行。而进入至过滤填充层13中的粗煤气经过过滤填充层13的过滤孔131溢出，进入粗煤气缓存区14中。

具体实现时，粗煤气释放口141向外设置有粗煤气排出管线，粗煤气排出管线上设置有粗煤气泄压阀142，通过控制该粗煤气泄压阀142的开闭，从而实现粗煤气释放口141的开闭。

也就是说，高温高压粗煤气在流经过滤填充层13期间散热、温度降低，溢出进入粗煤气缓存区14中，之后在粗煤气泄压阀142的调控下经粗煤气释放口141外排。其中，设置粗煤气缓存区14一方面便于调控泄压装置1的压力，保护设备安全，另一方面可以将外排的粗煤气集中收集处理，防止随意外排造成环境污染和安全问题等。

较为优选的，粗煤气释放口141位于套筒12的侧壁上，且靠近套筒12侧壁的底部设置。即，粗煤气释放口141优选位于粗煤气缓存区14外壁的中下部位置，使得上部下落的灰渣中夹带的气体逐步经中心落渣管11的筛孔111、过滤填充层13，进入外层粗煤气缓存区14，得以充分缓冲后经粗煤气释放口141外排。

其中，中心落渣管11上的筛孔111以及过滤填充层13的过滤孔131的形状可以是圆孔，也可以是椭圆孔等，本实施例并不以此为限。

参照图2所示，较为优选的，筛孔111在中心落渣管11的轴向上的投影与过滤填充层13的外侧壁上的过滤孔131在中心落渣管11的轴向上的投影错开设置，即，中心落渣管11上的筛孔111与位于过滤填充层13的外侧壁上的过滤孔131不相对，从而保证粗煤气在进入至过滤填充层13内形成错流和扰动，增加在过滤填充层13中的阻力和停留时间，保证更好的过滤效果。另外，当过滤填充层13中填充有填料时，这样设置还可以避免粗煤气直吹而造成填料破损或者碎裂。

其中，可以将中心落渣管11设计为圆柱形落渣管，将套筒12设计为圆环形套筒，将过滤填充层13设计为圆环形结构，从而可减少固体颗粒堆积形成的死区面积。

参照图1或图3所示，中心落渣管11的底端与第二灰渣储罐4之间设置有调控气进口50，即，通过向调控气进口50中通入调控气，使得下落的灰渣在调控气的作用下，流量可控的向下游流动，排出至第二灰渣储罐4中。其中，调控气可以是具有一定温度的过热蒸汽，也可以是具有一定温度的二氧化碳等气体。

具体地，中心落渣管11的底端与第二灰渣储罐4之间设置有排渣调节阀5。该排渣调节阀5具体可以为l阀。排渣调节阀5具体包括：竖向排渣管道51和水平排渣管道52。其中，竖向排渣管道51的顶端与中心落渣管11的底端连通，水平排渣管道52的一端与竖向排渣管道51的底端连通，水平排渣管道52的另一端与第二灰渣储罐4连通。其中，调控气进口50具体设置在竖向排渣管道51上。也就是说，灰渣由中心落渣管11进入至竖向排渣管道51，在调控气的作用下进入至水平排渣管道52，进而进入至第二灰渣储罐4中。

具体可使调控气进口50的中心与水平排渣管道52的中轴线之间的垂直距离为竖向排渣管道51内径的1～3倍，从而能够更好的控制灰渣的流动。

实际操作过程中，第一灰渣储罐3底部的排出管线至排渣调节阀5中灰渣为满管状态，以便更好的达到高温高压灰渣泄压、稳定可控输运、外排效果。

具体地，第二灰渣储罐4的底部设置有开关阀41，进入至第二灰渣储罐4的低压高温灰渣在其中存储一定量后，可间断开启开关阀41对其中的灰渣进行排放，使灰渣进入至下游的冷却装置2中进行冷却处理。

在本实施例中，冷却装置2具体包括：可旋转的螺旋叶片21。螺旋叶片21具有用于容置冷却介质的容置腔，冷却介质用于对灰渣进行冷却。该冷却介质比如可以是冷却水，当然也可以为其他冷却液体，本实施例对此不作具体限定。

其中，螺旋叶片21具体为多组，多组螺旋叶片21设置在一中心轴上，中心轴与驱动电机的输出轴连接。灰渣由冷却装置2一侧的进口进入至冷却装置2中，中心轴在驱动电机的驱动下带动螺旋叶片21旋转，将灰渣向另一侧推动，同时灰渣与螺旋叶片21中的冷却介质间接接触换热、降温，降温后的灰渣经出口22排出，送至灰渣处理单元集中处理。

该冷却装置2可在低压或者常压下操作，无密封泄漏问题，可长周期运行。

本实施例提供的加压气化炉的排渣系统，通过上述设计实现高温高压灰渣的先降压再降温处理，排渣稳定可控、环保性能好，可实现加压气化炉的高效稳定运行。

实施例二

参照图1所示，本实施例提供一种加压气化炉。该加压气化炉具体可以是流化床气化炉。

该加压气化炉包括：炉体6和排渣系统。其中，炉体6具有排渣口61，排渣系统与排渣口61连通，以使由排渣口61排出的灰渣进入至排渣系统中，通过排渣系统对灰渣进行降压降温处理。

本实施例中的排渣系统与实施例一提供的加压气化炉的排渣系统的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一的描述。

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。