煤气化炉的炉渣处理装置的制作方法

1.本发明涉及燃煤的煤气化技术领域，特别是一种煤气化炉的炉渣处理装置。


背景技术：

2.现有技术中，煤和焦炭气化系统过程中都不可避免的排出炉渣和飞灰。现有的处理方法是把气化炉灰锁排出的炉渣送入熔渣沟，熔渣沟上设有多个冷水喷嘴，该喷嘴喷出的高压水将熔渣沟内的炉渣粒化后冲入沉渣池，粒化炉渣在池内沉降到一定高度后，由桥式抓斗将灰渣抓出放在晾渣台滤水晾干后，由桥式抓斗装车运送出厂外堆放，而冲渣水流入澄清池继续沉降后经清水池再次沉降和冷却后重新进入冲渣水循环。此种渣处理方法虽然实现了冲渣水的循环利用，但无法有效解决设备占地面积大，脱水时间长，水资源消耗量大，气化炉渣余热损失等问题。因此，需要提供一种新的煤气化炉的炉渣处理装置,用来解决现有技术中的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种煤气化炉的炉渣处理装置，本发明包括渣水冲制箱、回转式脱水器、热水沉淀箱、热水交换器、烟气换热器、炉渣磨粉机，本发明构成了冲渣水余热采暖工艺路线、气化炉烟气换热工艺路线、炉渣超细粉工艺路线，从而实现炉渣环保处理及综合利用的目的。
4.本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种煤气化炉的炉渣处理装置，包括渣水冲制箱、回转式脱水器、热水沉淀箱、热水交换器、烟气换热器、炉渣磨粉机；所述煤气化炉的熔渣出口通过管道与所述渣水冲制箱的入口端连接，该渣水冲制箱的出口端通过管道与所述回转式脱水器的入口端连通，该回转式脱水器的水渣出口端通过输送机与水渣收集器连通；该回转式脱水器的热水出口端通过管道与所述热水沉淀箱的入口端连通，该热水沉淀箱的第一热水出口端通过管道与一个冷却塔入口连通，该冷却塔出水口通过管道与一个冷水储水箱连通，该冷水储水箱出水口通过管道与所述渣水冲制箱中的冲水管连通；所述热水沉淀箱的第二热水出口端通过管道与所述热水交换器入口连通，该热水交换器出水口通过管道与所述冷水储水箱连通；所述煤气化炉的粗煤气出口通过管道与所述烟气换热器的入口连通，该烟气换热器的热风出口通过管道与所述炉渣磨粉机入口连通。
5.为了降低炉渣出口温度，并且对炉渣进行粒化处理，所述渣水冲制箱包括一个通道式箱体，其入口端高于出口端，所述箱体壁面上设置多个冷水喷嘴，所述通道式箱体的箱地板自通道式箱体的入口端向其出口端倾斜设置，所述箱地板上设置多个鱼鳞池，该鱼鳞池内设置冷水喷嘴，该冷水喷嘴的喷射水线与箱地板呈20
°‑
30
°
夹角；所述箱地板的倾斜角度为10
°‑
30
°
。
6.为了将炉渣进一步细粉处理，所述水渣收集器中的水渣运送到配料仓进行定额配料形成磨料，然后将磨料送入炉渣磨粉机中粉磨。
7.为了充分利用冲渣水的余热，所述热水沉淀箱中的热水的温度为68℃—70℃，所
述热水交换器中设置供暖盘管。
8.本发明与现有技术相比具有如下优点：
9.1、本发明采用渣水冲制箱，水渣冲制效率高，水渣运送简便。
10.2、本发明采用回转式脱水器，设备结构紧凑，水渣无需远距离运输。
11.3、本发明采用热水交换器、烟气换热器，能有效回收烟气及冲渣水中的热能，节约能源，降低污染。
12.4、本发明采用炉渣磨粉机，对炉渣深加工处理，转换成建筑材料，提高经济收益。
附图说明
13.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
14.图1是本发明的工艺路线框图；
15.图2a是本发明的总体结构示意图；
16.图2b是本发明的总体结构示意图；
17.图2c是本发明的总体结构示意图；
18.图3是本发明的渣水冲制箱结构示意图；
19.图4是本发明的鱼鳞池结构示意图；
20.图5是本发明的鱼鳞池布局示意图。
具体实施方式
21.实施例一：
22.参见图1、图2a、图2b、图2c所示，本发明的煤气化炉的炉渣处理装置，包括渣水冲制箱2、回转式脱水器3、热水沉淀箱4、热水交换器7、烟气换热器9、炉渣磨粉机13；所述煤气化炉1的熔渣出口通过管道与所述渣水冲制箱的入口端连接，该渣水冲制箱的出口端通过管道与所述回转式脱水器的入口端连通，该回转式脱水器的水渣出口端通过输送机101与水渣收集器10连通；该回转式脱水器的热水出口端通过管道31与所述热水沉淀箱4的入口端连通，该热水沉淀箱的第一热水出口端通过管道42与一个冷却塔5的入口连通，该冷却塔出水口通过管道与一个冷水储水箱6连通，该冷水储水箱出水口通过管道61与所述渣水冲制箱中的冲水管连通；所述热水沉淀箱的第二热水出口端通过管道41与所述热水交换器入口连通，该热水交换器出水口通过管道71与所述冷水储水箱连通；所述煤气化炉的粗煤气出口通过管道90与所述烟气换热器的入口连通，该烟气换热器的热风出口通过管道92与所述炉渣磨粉机13入口连通。上述管道中，根据设计要求设置有相匹配的输送泵或者水泵，在此不一一详细描述。
23.本实施例中，所述煤气化炉属于现有技术，不详细描述，参见图2a，炉料从炉体顶部添加，气化反应后形成的炉渣(熔渣)从炉体底部的熔渣出口排出，然后通过管道21与所述渣水冲制箱2的入口端连接；所述渣水冲制箱包括一个通道式箱体，其入口端高于出口端，所述箱体壁面上设置多个冷水喷嘴，所述的多个冷水喷嘴与渣水冲制箱中的冲水管并联连通；炉渣在渣水冲制箱内被冷水喷嘴喷出的冷水水淬处理，并且由水流将渣水混合物冲向出口端；渣水冲制箱的出口端通过管道22与所述回转式脱水器的入口端连通。
24.本实施例中，回转式脱水器属于现有技术，不详细描述。回转式脱水器的水渣出口
端通过输送机101与水渣收集器10连接；该回转式脱水器的热水出口端通过管道31与所述热水沉淀箱的入口端连通，管道31中设置水泵。运送水渣的输送机属于现有技术(可以采用链条输送机或者斗式提升输送机等机械设备)，不详细描述。水渣收集器是高位缓冲储存仓，其底部设置阀门，操作阀门可以向水渣运输车102装卸水渣。
25.本实施例中，热水沉淀箱4是一个容纳热水的箱体，用于冲渣水的沉淀，其外部设置保温层，底部设置排污口，用于清理沉淀污泥；热水沉淀箱的第一热水出口端通过管道42与冷却塔5的入口连通，热水沉淀箱的第二热水出口端通过管道41与热水交换器入口连通，管道41和42中分别设置水泵和阀门。本实施例中，冷却塔属于现有技术，不详细描述。冷水储水箱6是一个调节水温和水量的装置，除了收集冷却塔的冷却水和热水交换器的低温水以外，还设置一个补水管道，该管道中设置补水阀门和水泵，补水管道连接外部供水源(图中没有显示)。用来保持渣水冲制箱充足稳定用水和调节渣水冲制箱的用水温度。本发明的装置运行中将有部分水在流程中消耗掉(随水渣流失掉)，冷水储水箱能随机开启补水阀门引入系统外部水源的冷水。冷水储水箱通过加压水泵向渣水冲制箱供水。
26.参见附图2a、附图2c，本实施例中，煤气化炉的粗煤气出口通过管道90与所述烟气换热器9的入口连通，该烟气换热器的热风出口通过管道92与所述炉渣磨粉机13入口连通。上述管道中，根据设计要求设置有相匹配的输送泵。经过降温处理的煤气通过管道91送往用户。烟气换热器属于现有技术，其顶部设置常温空气入口93，底部设置热风出口，侧壁上部设置粗煤气入口，通过管道90与煤气化炉的粗煤气出口连通，侧壁下部设置煤气出口，通过管道91将煤气送往用户。
27.参见图3、图4、图5所示(图4是图3中一个鱼鳞池的放大图)，本发明的另一个实施例中，渣水冲制箱包括一个通道式箱体，其入口端高于出口端，所述箱体壁面上设置多个冷水喷嘴203，所述通道式箱体的箱地板201自通道式箱体的入口端向其出口端倾斜设置，所述箱地板上设置多个鱼鳞池202，该鱼鳞池内设置冷水喷嘴203，该冷水喷嘴的喷射水线与箱地板呈20
°‑
30
°
夹角；所述箱地板的倾斜角度为10
°‑
30
°
(相对于水平线的夹角为10
°‑
30
°
)。为了保证冲渣水流的速度，冷水喷嘴前设置高压水泵。设置多个鱼鳞池的目的是防止高温炉渣对箱地板的热冲击；由于箱地板上设置了鱼鳞池和池内的冷水喷嘴，鱼鳞池内保持有冷水，可以使进入箱地板上的块状炉渣减速、翻滚或暂时滞留在鱼鳞池内，能对流动中的炉渣产生粒化作用；鱼鳞池内的冷水喷嘴能使箱地板上保持有流动的水膜，该水膜能降低炉渣对箱地板的磨损。本实施例中，箱地板上的鱼鳞池呈交错形布局(参见图5，图5是箱地板局部俯视图)，也可以呈棋盘形布局。(参见图2a)，渣水冲制箱的通道式箱体左端上部通过管道21与煤气化炉底部的炉渣出口连通，渣水冲制箱的通道式箱体右端下部通过管道22与回转式脱水器的渣水入口连通。
28.参见图2c，本实施例中，为了将水渣进一步细粉处理，所述水渣收集器中的水渣运送到配料仓12进行定额配料形成磨料，然后将磨料送入炉渣磨粉机13中研磨处理，处理形成的炉渣细粉通过管道131送入除尘器14除尘处理形成炉渣细粉成品，然后通过输送机141送入成品库15，除尘后的烟气通过烟囱16排放。炉渣磨粉机属于现有技术(可以采用立式磨粉机或卧式磨粉机)，在此不详细描述。烟气换热器产生的热风通过管道92输送到炉渣磨粉机中对磨料烘干。水渣收集器是高位缓冲储存仓，其底部设置阀门，操作阀门可以向水渣运输车102装卸水渣。水渣的运输机械可以采用汽车，也可以采用皮带输送机，还可以采用链
条输送机或者斗式提升输送机等机械设备。考虑到炉渣磨粉机处理水渣的速度与回转式脱水器排出水渣的速度出现失调的情况，本实施例中，在水渣收集器下游设置水渣吞吐仓11(参见附图1)，将水渣收集器不能存储的水渣收集到水渣吞吐仓内，该水渣吞吐仓通过运输机械将水渣运送到配料仓12。
29.本实施例中，为了充分利用冲渣水的余热向用户供暖，所述热水沉淀箱中的热水的温度为68℃—70℃；参见附图1、附图2b，所述热水交换器7中设置供暖盘管8。热水交换器属于现有技术，不做详细描述。供暖盘管的回水管82连接用户的回水管路，供暖盘管的热水管81连接用户的热水管路，利用冲渣水的热量向用户供暖。
30.本发明的工作过程为：气化炉渣通过渣水冲制箱水淬，并且依靠水力输送到回转式脱水器，在该脱水器中水渣与冲渣热水进行分离。从回转式脱水器分离出的冲渣热水，经热水沉淀箱处理后进入热水交换器用于使采暖水换热升温，采暖水从换热器的出水口输出送往采暖系统的外部取暖用户，换热冷却后的冲渣水流入冷水储水箱，再由供水泵送到渣水冲制箱循环使用，在不需要供暖时，可以关断向热水交换器供水管道41，经热水沉淀箱处理后的冲渣热水进入冷却塔冷却后流入冷水储水箱再送到渣水冲制箱循环使用。气化炉烟气换热系统包括干式烟气换热器和热风通道，外部空气经烟气换热器与气化炉产出的粗煤气换热升温后被送入炉渣磨粉机，用于磨料的烘干。从回转式脱水器分离出的水渣送入水渣收集器，然后把水渣运送到配料仓进行定额配料形成磨料，然后将磨料送入炉渣磨粉机中研磨处理，处理形成的炉渣细粉送入除尘器处理，形成炉渣细粉成品，然后通过输送机送入成品库，除尘后的烟气通过烟囱排放。