一种粉煤环形流化破粘输送装置与方法与流程

1.本发明属于能源化工领域，具体涉及一种粉煤环形流化破粘输送装置与方法。

背景技术：

2.随着煤炭利用技术的开发，为了提升煤炭利用的深度和广度，拓宽粘结煤向煤炭高效清洁分级利用领域延伸，需要开发先进的适应性广的高粘煤降粘装置和方法。
3.近年来，煤热解气化技术作为煤的分质高效利用重要技术深受科研院所的关注，煤热解气化技术是指煤在惰性/非惰性气氛下持续受热分解转化为煤焦油、固体焦及合成气的复杂过程。煤的热解气化技术对原料煤的粒径、挥发分、灰分、灰熔点、粘结性等指标有一些要求，为保证工艺稳定性、技术经济性和发挥技术的最大优势，要求原料煤为高挥发分、低粘结性、低灰、高灰熔点的煤。然而，由于成藏地质条件的不同，全国各地区煤质在灰分、挥发分、低温干馏焦油收率、粘结性、灰熔融性等方面存在较大的差异。如何选择适用的煤原料，让技术应用产生最大经济效益，如何选择有利的资源，进行技术推广和产业布局，占领源头市场，尤其是拓宽原煤领域，一方面是从工艺技术寻求升级，另一方面从原料煤入手，通过简单经济的预处理，提升原煤的适应性。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种最大程度保持原粉料性质的前提下解决了粘结煤输送问题，扩大粘结煤使用范围的粉煤环形流化破粘输送装置与方法。
5.为达到上述目的，本发明的装置包括粉煤进料单元、流化破粘单元、提升分离单元、轻质粉料回收单元和粉煤输送单元：
6.所述的流化破粘单元包括与粉煤进料单元相连的流化破粘区、位于流化破粘区中下部的环管流化气分布器和底部的锥部出料口；
7.所述的提升分离单元包括缩径提升分离器、气固分离区、细粉回落区和轻质粉料回收区：
8.所述的缩径提升分离器位于流化破粘区的上部并与其相连通；
9.所述的气固分离单元包括位于缩径提升分离器上端并与其相连通的颗粒分级区以及开设在颗粒分级区上端侧壁上的细粉逃逸口；
10.所述的细粉回落区包括套装在缩径提升分离器、颗粒分级区外壁上的并与细粉逃逸口相连的细粉回落腔，细粉回落腔的顶端与气体过滤器相连经过滤后的气体进入尾气处理单元，底部开设有细粉排料口；
11.所述的轻质粉料回收区包括细粉收集器和混合料斗，细粉收集器顶部与排料口相连，底部与混合料斗相连，所述的混合料斗上端还与锥部出料口相连；
12.所述的粉煤输送单元包括粉煤搅拌混合装置和输送装置：
13.所述的粉煤搅拌混合装置包括交变压混合料斗和内置的搅拌器，交变压混合料斗顶部与混合料斗相连，交变压混合料斗底部与输送装置相连；
14.所述的输送装置包括气体分布滤芯管以及设置在其内的与交变压混合料斗相连通的中心松动管，在气体分布滤芯管底部设置有底部流化气分布器，气体分布滤芯管的气体入口与输送流化气路相连，出口与反应装置相连。
15.所述的粉煤进料单元包括入口与原料煤粉储仓相连、出口与给料斗相连的给料锁斗，给料斗通过气体输送管线与流化破粘区相连。
16.所述的环管流化气分布器的分布孔的形状为圆形、三角形、菱形、五角星。
17.所述的环管流化气分布器的分布孔与环形所在平面的夹角α为15
°
～45
°
。
18.所述的环管流化气分布器的分布孔直径不大于环管直径的1/5。
19.所述的环管流化气分布器通入的破粘气体为150～300℃氮气、空气或破粘后的尾气。
20.基于以上装置的粉煤环形流化破粘输送方法，原煤经给料锁斗、给料斗气体输送管线将原料煤粉送至流化破粘区，与来自环管流化气分布器的空气发生预氧化破粘反应，预破粘后的煤粉经提升分离管提速破粘后，通过颗粒分级区迅速减速，将一级粗煤粉和二级细粉分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区，与一级粗颗粒一起经锥部出料口送至混合料斗；三级较细粉通过细粉逃逸口逃逸至细粉回落腔，粒径小于50μm，通过轻质粉料回收区进行进一步收集，气体经回落腔出口过滤器过滤后进入尾气处理单元；三级细粉经细粉回落腔相连的排料口送至细粉收集器回收，回收后的三级细粉进入混合料斗，与一级粗颗粒和二级细颗粒混合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和减少了原煤的损失；
21.三种不同粒径等级的颗粒预混合后，进入交变压混合料斗，该料斗设有内置气流搅拌器，将煤粉颗粒在入口处进行充分混合，混合后的煤粉经输送装置进入后续反应装置，输送装置中气体分布滤芯管为金属烧结管，耐磨，通过调节底部流化气分布器、输送流化气路气量，使中心松动管气量呈现自下而上由大到小分布，促使进入中心管煤粉流化，顺利将煤粉输送至后续反应装置。
22.本发明采用环形流化破粘技术及细粉料回收系统，在最大程度保持原粉料性质的前提下解决了粘结煤输送问题，通过与热解、裂解技术耦合，扩大粘结煤使用范围的同时也大大提升了粉煤热解、煤与生物质等共热解及重劣质油共裂解等技术的原料选择性。
23.本发明的原料煤采用高粘结性煤粉，通过粉煤环形流化破粘输送装置，可有效降低原料粘结指数，增加原料煤的适用性；粘结煤经流化破粘区破粘后煤粉通过提升分离管，将较细颗粒带离破粘区，较粗颗粒将煤粉颗粒进行初步分离，较粗煤粉通过锥部出料口至混合料斗，细粉颗粒在颗粒分级区进行二次分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区；通过提升分离单元和轻质粉料回收单元相结合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和原煤的重量。
24.进一步的，粘结煤经流化破粘区破粘后煤粉通过提升分离管，将较细颗粒带离破粘区，将煤粉颗粒进行初步分离，较粗煤粉通过锥部出料口至混合料斗，细粉颗粒在颗粒分级区进行二次分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区，三级较细粉经细粉逃逸口落至细粉回落腔，后经排料口进入细粉收集器，通过细粉收集器回收进入混合料斗，与一级粗颗粒和三级较细颗粒混合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和原煤的重量；
25.进一步的，环管流化气分布器分布孔的形状可以是圆形、三角形、菱形、五角星及其他规则的多边形，通过对分布孔形状的选择与环形所在平面的夹角α的设计，能够满足破
粘区流化对气速的需求；
26.进一步的，交变压混合料斗设有内置气流搅拌器，三种不同粒径等级的颗粒预混合后进入交变压混合料斗，将煤粉颗粒在入口处进行充分混合均匀，更接近原煤的自然混合状态；
27.进一步的，输送装置中气体分布滤芯管为金属烧结管，耐磨，通过调节底部流化气分布器、输送流化气路气量，使中心松动管气量呈现自下而上由大到小分布，促使进入中心管煤粉流化，顺利将煤粉输送至后续反应装置，有效的将破粘输送装置与后续反应装置结合。
附图说明
28.图1为本发明的整体结构图。
29.图中：1.给料锁斗；2.给料斗；3.流化破粘区；4.流化气分布器；5.锥部出料口；6.提升分离管；7.颗粒分级区；8.细粉逃逸口；9.气体过滤器；10.尾气处理单元；11.细粉回落腔；12.排料口；13.细粉收集器；14.混合料斗；15.交变压混合料斗；16.内置搅拌器；17.气体分布滤芯管；18.中心松动管；19.底部流化气分布器；20.输送流化气路；21.反应装置；22.分布孔。
30.具体实施方法
31.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
32.参见图1，本发明装置包括粉煤进料单元、流化破粘单元、提升分离单元、轻质粉料回收单元、粉煤输送单元：
33.所述的粉煤进料单元包括给料锁斗1、给料斗2，给料锁斗1与上部原料煤粉储仓相连，下部与给料斗2相连，给料斗2通过气体输送管线将原料煤粉送至流化破粘区3；
34.所述的流化破粘单元包括流化破粘区3、环管流化气分布器4和锥部出料口5，流化破粘区3的上部与提升分离管6相连，环管流化气分布器4位于流化破粘区3的中下部，流化破粘区3底部为锥部出料口5，锥部出料口5与混合料斗14相连；
35.所述的提升分离单元包括缩径提升段6、气固分离区、细粉回落区、轻质粉料回收区：
36.所述的气固分离单元包括颗粒分级区7和细粉逃逸口8，经流化破粘后的粉煤经提升管提速破粘后，通过颗粒分级区7迅速减速，将较粗煤粉和细粉分离，细粉通过细粉逃逸口8逃逸，较粗颗粒返回流化破粘区3；
37.所述的细粉回落单元包括细粉回落腔11、排料口12和气体过滤器9，细粉回落腔11下部与排料口12相连，顶部与气体过滤器9相连，经过滤后的气体进入尾气处理单元10；
38.所述的轻质粉料回收单元主要包括细粉收集器13、混合料斗14，细粉收集器13顶部与排料口12相连，底部与混合料斗14相连；
39.所述的粉煤输送单元包括粉煤搅拌混合装置和输送装置：
40.粉煤搅拌混合装置包括交变压混合料斗15和内置搅拌器16，交变压混合料斗15顶部与混合料斗14相连，交变压混合料斗15底部与输送装置相连；
41.所述的输送装置包括输送流化气路20、底部流化气分布器19、中心松动管18、气体分布滤芯管17，煤粉经输送装置送入后续的反应装置21；
42.所述的煤为高粘结性煤粉，通过粉煤环形流化破粘输送装置，可有效降低原料粘结指数，增加原料煤的适用性；
43.所述的破粘气体为氮气、空气及破粘后尾气，可有效回收破粘尾气和热量；
44.所述的破粘温度控制在150～300℃之间，取热方式为外取热；
45.所述的位于流化破粘区的环管流化气分布器分布孔的形状可以是圆形、三角形、菱形、五角星及其他规则的多边形；
46.所述的位于流化破粘区的环管流化气分布器分布孔与环形所在平面的夹角α在15
°
至45
°
；
47.所述的位于流化破粘区的环管流化气分布器分布孔直径不大于环管直径的1/5；
48.所述的粘结性经流化破粘区破粘后煤粉通过提升分离管，将较细颗粒带离破粘区，较粗颗粒将煤粉颗粒进行初步分离，较粗煤粉通过锥部出料口至混合料斗；
49.所述的细粉颗粒在颗粒分级区进行二次分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区，三级较细粉经细粉逃逸口落至细粉回落腔，气体经回落腔出口过滤器过滤后进入尾气处理单元，三级较细粉粒径小于50μm；
50.所述的细粉颗粒经排料口进入细粉收集器，通过细粉收集器回收进入混合料斗，与一级粗颗粒和三级较细颗粒混合；
51.所述的三种不同粒径等级的颗粒预混合后，进入交变压混合料斗，该料斗设有内置气流搅拌器，将煤粉颗粒在入口处进行充分混合；交变压混合料斗压力为0-1.0mpa；
52.所述的通过提升分离单元和轻质粉料回收单元相结合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和原煤的重量；
53.所述的混合后的煤粉经输送装置进入后续反应系统，输送装置中气体分布滤芯管为金属烧结管，耐磨，通过自下而上对底部流化气、中心松动管气量由大到小调节，促使进入中心管煤粉流化，进一步完成输送；
54.所述的原料煤为粘结指数(gri)大于30，破粘流化区温度不超过250℃，破粘装置的流化破粘单元、提升分离单元、轻质粉料回收单元压力0～0.5mpa；
55.本发明的粉煤环形流化破粘输送的方法如下：
56.高粘结煤的流化性能差，输送阻力大，易聚团、粘结、架桥，不能满足为后续反应装置21输送原料的要求，故采用流化破粘装置进行预流化破粘。原煤通过最短流程通过给料锁斗1、给料斗2经气体输送管线将原料煤粉送至流化破粘区3，在一定温度和压力下，与来自环管流化气分布器4的空气发生预氧化破粘反应，预破粘后的煤粉经提升分离管6提速破粘后，通过颗粒分级区7迅速减速，将一级粗煤粉和二级细粉分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区3，与一级粗颗粒一起经锥部出料口5送至混合料斗14；三级较细粉通过细粉逃逸口8逃逸至细粉回落腔11，粒径小于50μm，通过轻质粉料回收区进行进一步收集，气体经回落腔出口过滤器9过滤后进入尾气处理单元10；三级细粉经细粉回落腔11相连的排料口12送至细粉收集器13回收，回收后的三级细粉进入混合料斗14，与一级粗颗粒和二级细颗粒混合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和减少了原煤的损失。
57.三种不同粒径等级的颗粒预混合后，进入交变压混合料斗15，该料斗设有内置气流搅拌器16，可将煤粉颗粒在入口处进行充分混合，混合后的煤粉经输送装置进入后续反应装置21，输送装置中气体分布滤芯管17为金属烧结管，耐磨，通过调节底部流化气分布器
19、输送流化气路20气量，使中心松动管18气量呈现自下而上由大到小分布，促使进入中心管煤粉流化，顺利将煤粉输送至后续反应装置21。

技术特征：

1.一种粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：包括粉煤进料单元、流化破粘单元、提升分离单元、轻质粉料回收单元和粉煤输送单元：所述的流化破粘单元包括与粉煤进料单元相连的流化破粘区(3)、位于流化破粘区(3)中下部的环管流化气分布器(4)和底部的锥部出料口(5)；所述的提升分离单元包括缩径提升分离器(6)、气固分离区、细粉回落区和轻质粉料回收区：所述的缩径提升分离器(6)位于流化破粘区(3)的上部并与其相连通；所述的气固分离单元包括位于缩径提升分离器(6)上端并与其相连通的颗粒分级区(7)以及开设在颗粒分级区上端侧壁上的细粉逃逸口(8)；所述的细粉回落区包括套装在缩径提升分离器(6)、颗粒分级区(7)外壁上的并与细粉逃逸口(8)相连的细粉回落腔(11)，细粉回落腔(11)的顶端与气体过滤器(9)相连经过滤后的气体进入尾气处理单元(10)，底部开设有细粉排料口(12)；所述的轻质粉料回收区包括细粉收集器(13)和混合料斗(14)，细粉收集器(13)顶部与排料口(12)相连，底部与混合料斗(14)相连，所述的混合料斗(14)上端还与锥部出料口(5)相连；所述的粉煤输送单元包括粉煤搅拌混合装置和输送装置：所述的粉煤搅拌混合装置包括交变压混合料斗(15)和内置的搅拌器(16)，交变压混合料斗(15)顶部与混合料斗(14)相连，交变压混合料斗(15)底部与输送装置相连；所述的输送装置包括气体分布滤芯管(17)以及设置在其内的与交变压混合料斗(15)相连通的中心松动管(18)，在气体分布滤芯管(17)底部设置有底部流化气分布器(19)，气体分布滤芯管(17)的气体入口与输送流化气路(20)相连，出口与反应装置(21)相连。2.根据权利要求1所述的粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：所述的粉煤进料单元包括入口与原料煤粉储仓相连、出口与给料斗2相连的给料锁斗(1)，给料斗(2)通过气体输送管线与流化破粘区(3)相连。3.根据权利要求1所述的粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：所述的环管流化气分布器(4)的分布孔(22)的形状为圆形、三角形、菱形、五角星。4.根据权利要求3所述的粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：所述的环管流化气分布器(4)的分布孔(22)与环形所在平面的夹角α为15
°
～45
°
。5.根据权利要求1所述的粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：所述的环管流化气分布器(4)的分布孔(22)直径不大于环管直径的1/5。6.根据权利要求1所述的粉煤环形流化破粘输送装置，其特征在于：所述的环管流化气分布器(4)通入的破粘气体为150～300℃氮气、空气或破粘后的尾气。7.一种如权利要求1至6中任意一项所述装置的粉煤环形流化破粘输送方法，其特征在于：原煤经给料锁斗(1)、给料斗(2)气体输送管线将原料煤粉送至流化破粘区(3)，与来自环管流化气分布器(4)的空气发生预氧化破粘反应，预破粘后的煤粉经提升分离管(6)提速破粘后，通过颗粒分级区(7)迅速减速，将一级粗煤粉和二级细粉分离，二级细粉沉积回落至流化破粘区(3)，与一级粗颗粒一起经锥部出料口(5)送至混合料斗(14)；三级较细粉通过细粉逃逸口(8)逃逸至细粉回落腔(11)，粒径小于50μm，通过轻质粉料回收区进行进一步
收集，气体经回落腔出口过滤器(9)过滤后进入尾气处理单元(10)；三级细粉经细粉回落腔(11)相连的排料口(12)送至细粉收集器(13)回收，回收后的三级细粉进入混合料斗(14)，与一级粗颗粒和二级细颗粒混合，最大限度的维持了原煤的颗粒分布属性和减少了原煤的损失；三种不同粒径等级的颗粒预混合后，进入交变压混合料斗(15)，该料斗设有内置气流搅拌器(16)，将煤粉颗粒在入口处进行充分混合，混合后的煤粉经输送装置进入后续反应装置(21)，输送装置中气体分布滤芯管(17)为金属烧结管，耐磨，通过调节底部流化气分布器(19)、输送流化气路(20)气量，使中心松动管(18)气量呈现自下而上由大到小分布，促使进入中心管煤粉流化，顺利将煤粉输送至后续反应装置(21)。

技术总结

一种粉煤环形流化破粘输送装置与方法,包括粉煤进料单元、流化破粘单元、提升分离单元、轻质粉料回收单元、粉煤输送单元。进料单元指粉煤进料系统，原料粉煤的输送；流化破粘单元包括破粘区、环形流化装置、出料口，完成粉煤的流化破粘，为输送装置提供不粘性原料，使得输送顺畅；提升分离单元包括缩径提升段、气固分离区、细粉回落区和轻质粉料回收区，粉体通过多级分离，经细粉收集器，将原料煤细粉回收，维持原煤的颗粒分布属性和保持原煤量；粉煤输送单元包括粉煤搅拌混合区和输送装置，完成原料粉煤输送。该装置采用特有的环形流化破粘技术及细粉料回收系统，在最大程度保持原粉料性质的前提下解决了粘结煤输送问题，可通过与热解、裂解技术耦合，扩大粘结煤使用范围的同时也大大提升了粉煤热解、煤与生物质等共热解及重劣质油共裂解等技术的原料选择性。重劣质油共裂解等技术的原料选择性。重劣质油共裂解等技术的原料选择性。