[发明专利]一种粉煤加压气化炉连续自动返料系统

说明书

本发明涉及一种粉煤加压气化炉连续自动返料系统，用于气化炉反应器，包括用于实时监控装置运行状况的监控单元以及从上到下依次连接的气固分离单元、料腿下料单元、平衡卸料单元和自动返床单元；一次未反应完全的粉煤颗粒物经气固分离单元收集后，以类似气溶胶的形式，经过料腿下料单元和平衡卸料单元后到自动返床单元，克服气化炉床层阻力及旋风分离器阻力，自动连续进入气化炉进行二次反应。该全程由监控单元实时监控。与现有技术相比，本发明解决了粉煤加压气化在高温(729℃)、高压(3.4MPaG)和高含尘浓度条件下的连续自动稳定返料难题，简化了复杂的工艺流程，减少了设备故障点，降低了安全隐患。各部位装置结构简单，制造成本低。

技术领域

本发明属于煤气化领域，涉及一种粉煤加压气化炉连续自动返料系统。

背景技术

煤炭清洁高效利用是解决世界能源供应问题的重要方向。当前粉煤气化正在向大型化、加压、低污染、适应多煤种等方向发展。我国已经将大型粉煤气化技术列入“十三五”国家科技创新规划重大工程。同时，国内在粉煤气化反应技术上已经获得较大进步，出现了航天炉气化、水煤浆气化等优秀的工业技术。作为气化岛核心部件之一的气化炉返料系统，发展一直较为滞后。传统的返料还停留在间歇返料模式，即通过多级中间灰斗逐级间断传递，最后通过蒸汽引射的方法实现返料。各级中间灰斗还需要进行换热降温及压力释放，以适应高温高压工况条件。该方法不仅浪费能量，而且效率低下。中间环节过多，操作繁琐，故障点及危险点也相应增加。

专利公开号为204874423U的实用新型专利《常压循环流化床粉煤气化炉》讲述了一种常压循环流化床粉煤气化炉，包括气化炉、高温环流分离器、返料管和煤气出口。该专利所述气化炉返料系统，未经过阀门直接采用蒸汽引射进入气化炉。该工艺仅局限于常压、温度不高、低含尘浓度的工况下。在高压、高温及高含尘浓度条件下，就会发生旋风分离器堵塞、料腿窜气及设备寿命短等问题，最终粉煤颗粒无法实现返床。

专利公开号为103184077A的发明专利《一种带有飞灰强制回注系统的粉煤气化方法》及公开号为206089592U的实用新型专利《带有飞灰强制回注系统的粉煤气化炉》均讲述了一套两级旋风分离器及其返料系统。该专利所描述的旋风分离器及返料系统属于强制回注，即关键的返料阶段采用了外部引射的方法，利用引射气的外部动能，强制将旋风分离器收下的粉煤颗粒物送回气化炉。该方法不仅增加了外部能量的消耗，操作上又受制于引射气的局限性，还会引起料腿窜气，返料系统稳定性较差。其旋风分离器及料腿等装置的结构设计只能用于中低压(1-2MPa)工况下。而且该系统没有在线监察装置，即在设备发生故障的时候，也难以察觉，最终发现系统故障的时候，已经没有补救措施。

利用粉体颗粒在气固分离后的物理属性以及旋风分离器系统与气化炉系统的工作特点，形成一套能够互相适应、良好配合的连续自动返料系统是业内研究的热点。不仅对高温高压高含尘浓度条件下旋风分离器系统性能提出了考验，还对系统稳定性、安全性提出了挑战。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种粉煤加压气化炉连续自动返料系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种粉煤加压气化炉连续自动返料系统，用于气化炉，包括用于实时监控装置运行状况的监控单元以及从上到下依次连接的气固分离单元、料腿下料单元、平衡卸料单元和自动返床单元。

一次未反应完全的粉煤颗粒物经气固分离单元收集后，以类似气溶胶的形式，经过料腿下料单元和平衡卸料单元后到自动返床单元，克服气化炉床层阻力，自动连续进入气化炉进行二次反应。该全程由监控单元实时监控。

优选地，所述的气固分离单元为单级高效旋风分离器，所述的单级高效旋风分离器包括：

承压壳体，该承压壳体的底部设有下灰口，上部设有切向入口，顶部设有出口管，所述的下灰口与料腿下料单元连接，承压壳体周向设有感温带，