一种流化床气化炉的布气下渣装置的制作方法

本实用新型涉及气化炉技术领域，具体而言，涉及一种流化床气化炉的布气下渣装置。

背景技术：

煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式。我国煤炭资源丰富，油气资源相对匮乏，将丰富的煤炭转化成清洁的气体，近年来受到众多关注及应用。流化床气化炉因炉内温度均匀，气固混合均匀、接触佳，气化效率高等原因广泛应用于煤气化工艺。流化床工作质量的好坏取决于流态化质量、物料的稳定进排等，尤其是排渣的稳定性决定了流化床内床层高度的稳定控制及气化过程的稳定运行。

而布气下渣装置的结构设计及运行稳定性影响了炉内流态化质量、排渣稳定性、气化反应程度及气化炉运行稳定性。现有布气下渣装置常用的有平板分布板，上面开设布气小孔，在气化炉底部侧壁开设下渣口，或在平板分布板中心开设圆柱形下渣通道，直接连接气化炉后续排渣系统，下渣口设置在侧壁，存在炉内气固物流偏流的现象，影响流态化质量及下渣稳定性；而下渣口设在中心的布气排渣系统，存在下渣管热应力变形、气控排渣下渣量不稳定、不可控等问题。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种流化床气化炉的布气下渣装置，旨在解决现有分布板存在的下渣不稳定、排渣不可控的问题。

本实用新型提出了一种流化床气化炉的布气下渣装置，该布气下渣装置包括：分布板和中心管线；其中，所述中心管线穿设于分布板，并且，所述中心管线的底端设有直径小于所述中心管线的细径管线，其与所述中心管线之间通过变径管线相连通；所述变径管线上沿其周向设有若干个喷嘴，用以向所述变径管线内通入调控气，以控制所述变径管线中灰渣下落量和下渣速度。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，自靠近所述中心管线的端部至靠近所述细径管线的端部，所述变径管线的直径逐渐减小。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述变径管线呈倒锥台结构，其锥角为40-90度。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述细径管线的输出端设有倾斜管线，并且，所述倾斜管线与所述细径管线之间呈夹角设置。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述倾斜管线上设有松动气进气口，用以向所述倾斜管线中通入松动气。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述分布板上设有布气开孔，并且，所述布气开孔处设有防下渣结构，用以在气化炉的气室内气化剂中断时，阻止所述分布板上部的床料自所述布气开孔下落。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述防下渣结构包括：连通杆，其可滑动地穿设在布气开孔内；防下渣顶板，其设置在所述连通杆的顶端，用以随所述连通杆向下滑动以顶压在所述布气开孔的上方，以阻止所述分布板上部的床料或灰渣的下落；限位结构，其设置在所述连通杆上，用以在所述连通杆向上滑动时对所述连通杆进行限位。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述限位结构包括：定位块，其设置在所述分布板的底壁上且位于所述布气开孔的外周；限位板，其设置在所述连通杆的底端，用以随所述连通杆向上滑动时顶压在所述定位块上。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述中心管线的顶端设置在所述分布板的上方，并且，所述中心管线设置在所述分布板上部的部分的长度为0.3-0.5米；所述中心管线的底端延伸至所述气化炉的外部。

进一步地，上述流化床气化炉的布气下渣装置，所述中心管线与所述分布板之间具有间隙，并且，所述中心管线上在所述分布板的上方设有挡渣板，用以遮挡所述中心管线与所述分布板之间的间隙。

本实用新型提供的流化床气化炉的布气下渣装置，通过变径管线上设置的喷嘴，向变径管线中通入调控气，通过调控该气量的大小，控制变径管线灰渣下落量及下落速度，解决现有技术中气控排渣下渣量不稳定、不可控等问题，使得气固流化混合均匀、排渣稳定可控，进而实现流化床气化炉的高效稳定运行。同时由于变径管线的上部设置较粗，可保证灰渣顺畅下落；另外，变径管线下部以及细径管线设置较细是为了减少调控气的用量，避免对分布板区域流场造成较大干扰，同时减少较低温度的调控气进入变径管线后对相关区域温度场造成影响，还可更好的控制排渣量，即通入较少的调控气量即可控制排渣量在较大的操控范围内。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的流化床气化炉的布气下渣装置的结构示意图；

图2为图1中a处的局部放大图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，其为本实用新型实施例提供的流化床气化炉的布气下渣装置的结构示意图。如图所示，该布气下渣装置包括：分布板1和中心管线2；其中，

中心管线2穿设于分布板1，并且，中心管线2的底端设有直径小于中心管线2的细径管线3，其与中心管线2之间通过变径管线4相连通。具体地，分布板1可设置在气化炉5的底部，分布板1和气化炉5的底部壳体之间形成气室51，气室51的侧壁两侧对称设置有气化剂进气口511，用于向气室51内通入气化剂，气化剂在气室51内均匀分散后，经分布板1进入气化炉5的上部床层中即分布板1的上方的腔室内，以便床料和经分布板1进入的气化剂接触反应转化后产生的灰渣，依次经中心管线2排出。中心管线2可设置在分布板1的正中心位置，以便将四周产生的灰渣通过中心管线2排出；中心管线2设置在分布板1上部的部分的长度为0.3-0.5米，以使床料和经分布板1进入的气化剂充分接触反应，即气化剂需向上流动至中心管线2的顶端才可进入中心管线2内以排出气化炉5，气化剂向上流动才可进入中心管线2，这使得其在分布板1的上方停留时间加长，使得气化剂充分接触，以进一步提高碳转化率；中心管线2的下部可穿设于气化炉5的底端以直接延伸至气室51外即气化炉5的外部，进而将灰渣直接排除至气室51外。变径管线4和细径管线3均可设置在气化炉5的外部，变径管线4上粗下细，用以连通中心管线2和细径管线3，变径管线4的上部直径与中心管线2相同，下部直径与细径管线3相同；优选地，自靠近中心管线2的端部至靠近细径管线3的端部，变径管线4的直径逐渐减小；进一步优选地，变径管线4呈倒锥台结构，其侧壁之间夹角即锥角α为40-90度，该角度的设置是为了保证变径区域物流的顺畅下落、无堆积死角，进而避免灰渣在变径管线4处长时间停留或堵塞。其中，细径管线3可以为圆柱形筒体结构，其长度为内径的1-2倍，以便控制下渣量的同时，可避免灰渣在该细径管线3中长时间停留、导致架桥、堵塞。

变径管线4上沿其周向设有若干个喷嘴41，可以设置在变径管线4的底部，用以向变径管线4内通入调控气，以控制变径管线4中灰渣下落量和下渣速度。具体地，变径管线4上可沿其周向均匀布置多个喷嘴41，以向变径管线4中通入调控气，通过调控该气量的大小，控制变径管线4灰渣下落量及下落速度；当然，喷嘴41亦可为一个，本实施例中对其不做任何限定。喷嘴41向变径管线4中通入调控气，通过调控该气量的大小，控制变径管线4灰渣下落量及下落速度，同时结合采用变径管线4，变径管线4的上部较粗，保证灰渣顺畅下落，另外变径管线4的下部设置较细是为了减少调控气的用量，避免对分布板1区域流场造成较大干扰，同时减少较低温度气体即调控气进入对相关区域温度场造成影响，而且还可更好的控制排渣量，即通入较少的调控气量即可控制排渣量在较大的操控范围内。变径管线4设置在气室51外，不仅便于喷嘴41向变径管线4中通入调控气，同时可减小通入的较低温度气体影响影响气室51或其他相关区域温度场。

继续参见图1，为便于细径管线3内的灰渣排入至高压渣斗6内，优选地，细径管线3的输出端设有倾斜管线7，用以将细径管线3排出的灰渣导入至高压渣斗6内。具体地，倾斜管线7与细径管线3之间呈夹角设置，形成折弯形下渣管，用较细的折弯形下渣管也是为了便于调控排渣，如果直管道下来，抗气体及下游操作波动能力较小，排渣量不便于控制，可能导致下渣量大等问题，设置成折弯形，增加了流动阻力及管道压差，便于抵抗操作造成的波动，进一步保证排渣的可控性。为避免灰渣在倾斜管线7中停留，优选地，倾斜管线7的下部设有松动气进气口71，用以向倾斜管线7中通入松动气，辅助倾斜管线7中的灰渣快速下落、无停留。其中，倾斜管线7与水平面之间可以呈50-75°，便于细径管线3快速经倾斜管线7下落至高压渣斗6中。

继续参见图1，中心管线2和分布板1之间具有间隙，以便承受因中心管线2和分布板1热应力不同导致的膨胀量不同时，中心管线2可自由向上或向下伸缩，避免中心管线2和分布板1固定连接成一体，导致热应力不同、膨胀量不等致使中心管线2或分布板1变形、拉裂等问题的发生。具体地，分布板1的正中心位置可开设有内径大于中心管线2外径的中心孔11，其沿分布板1的厚度方向贯穿分布板1，中心管线2可以为内部中空且两端开口的圆柱形结构，其穿设在中心孔11内，中心管线2与中心孔11之间具有间隙；优选地，中心管线2与中心孔11同轴设置，以使中心管线2与中心孔11之间沿中心管线2的外周整周均具有间隙。为确保中心管线2和分布板1之间连接稳定性，优选地，中心管线2和分布板1之间设有若干个定位支撑件21，以对中心管线2进行定位支撑；定位支撑件21可以为多个，以在中心管线2与中心孔11之间的间隙周向间隔均匀布置。为了防止分布板1上部床料经此间隙落入下部气室51中，优选地，在中心管线2在分布板1的上方设置有挡渣板22，用以遮挡中心管线2与分布板1之间的间隙，以避免分布板1上部床料落入气室51中。进一步优选地，挡渣板22包括水平板221和竖直板222，水平板221可以为环形板，其套设在中心管线2上，竖直板222可以沿水平板221的外边缘整周延设，并且，竖直板222的底端和分布板1之间可具有间隙，以避免在中心管线2或分布板1变形时，竖直板222与中心管线2或分布板1之间的干涉；其中，水平板221的宽度可以大于中心管线2与中心孔11之间间隙的宽度；定位支撑件21可以为圆柱型圆柱形实心金属棒。

继续参见图1，分布板1可以为具有一定厚度的平板结构，也可以为倒锥形板面结构，本实施例中对其不做任何限定；分布板1上开设有布气开孔12，以使气化剂进气口511输入的气化剂自布气开孔12进入分布板1上部的腔室内；其中，布气开孔12优选为圆孔，也可以为方孔、三角孔或菱形孔等，本实施例中对其不做任何限定。为避免分布板1上部的床料经布气开孔12下落至气室51中，各布气开孔12处均设有防下渣结构8，用以在气室内气化剂中断时，阻止分布板1上部的床料自布气开孔12下落，解决了现有技术分布板漏料的问题。

参见图2，其为本实用新型实施例提供的防下渣结构的结构示意图。防下渣结构8包括：连通杆81、防下渣顶板82和限位结构83；其中，连通杆81可滑动地穿设在布气开孔12内；防下渣顶板82设置在连通杆81的顶端，用以随连通杆81向下滑动以顶压在布气开孔12的上方，以阻止气化炉的上部床层内的上部床料或灰渣的下落；限位结构83设置在连通杆81上，用以在连通杆81向上滑动时对连通杆81进行限位，以避免连通杆81向上脱离布气开孔12。具体地，防下渣顶板82的结构与布气开孔12相适配，且尺寸可以微大于布气开孔12的尺寸，以便在向下滑动时顶压接触在布气开孔12的上方，即可阻止上部床料或灰渣的下落，同时可对连通杆81进行限位，避免连通杆81和布置开孔12之间的脱离；限位结构83则在连通杆81向上滑动时，进行限位。

在本实施例中，限位结构83包括：定位块831和限位板832；其中，定位块831位于分布板1的底壁上（相对于图2所示的位置而言）且位于布气开孔12的外周，限位板832设置在连通杆81的底端，以随连通杆81向上滑动时顶压在定位块831上。具体地，定位块831可以为多个，且沿布气开孔12的周向设置，本实施例中以两个为例进行说明，其对称设置在分布板1的下方且关于布气开孔12的轴线对称设置，当然，亦可为沿布气开孔12周向设置的环形结构，本实施例中对其不做任何限定。限位板832为板状结构，可固定连接在连通杆81的底端，限位板832的宽度（如图2所示的水平方向的长度）大于定位块831之间的间距，以便顶压在定位块831上，实现连通杆81的限位。

本实施例中，防下渣结构8的工作原理为：当有气体穿过布气开孔12时，气流将防下渣顶板82向上顶起，限位结构气体经布气开孔12进入气化炉的上部床层中，下部的限位板832卡在定位块821上即顶压接触在定位块821上，防止将该防下渣结构8吹飞至上部床层中；当无气体穿过布气开孔12时，防下渣顶板82向下压至布气开孔12上方，防止上部床层中灰渣和床料的掉落。

综上，本实施例提供的流化床气化炉的布气下渣装置，通过变径管线4上设置的喷嘴41，向变径管线4中通入调控气，通过调控该气量的大小，控制变径管线4灰渣下落量及下落速度，解决现有技术中气控排渣下渣量不稳定、不可控等的问题，使得气固流化混合均匀、排渣稳定可控，可实现流化床气化炉的高效稳定运行。同时由于变径管线4的上部设置较粗，可保证灰渣顺畅下落；另外，变径管线4的下部以及其连接的细径管线3设置较细是为了减少调控气的用量，避免对分布板1区域流场造成较大干扰，同时减少较低温度的调控气进入变径管线后对相关区域温度场造成影响，还可更好的控制排渣量，即通入较少的调控气量即可控制排渣量在较大的操控范围内。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。