煤气化装置的制作方法

1.本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种煤气化装置。


背景技术：

2.煤气化装置是一种采用煤、载体等固体颗粒在燃烧炉和气化炉两个流化床内循环以获取甲烷、氢气等的清洁能源的装置。
3.具体的，煤用于在气化炉内进行气化形成甲烷、氢气等，同时一部分煤以及气化炉内的载体等固体颗粒会溢流至燃烧炉内，载体进入到燃烧炉内后被从气化炉溢流过来的碳所加热，载体加热后释放出二氧化碳，加热后的高温固体颗粒再返回至气化炉内完成载体循环。
4.然而，现有技术中，气化炉内溢流出的固体颗粒依次经溢流管、燃烧炉的侧壁上的入口进入到燃烧炉内的密相区内，使得返料阻力较大，从而导致返料不畅。


技术实现要素：

5.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，本公开提供了一种煤气化装置。
6.本公开提供了一种煤气化装置，包括气化炉、燃烧炉、溢流管以及第一提升管；
7.所述气化炉的侧壁上具有溢流口；所述第一提升管设置在所述燃烧炉的底部，所述第一提升管的底端具有第一输送气进口，所述第一提升管的顶端与所述燃烧炉的内腔连通；所述溢流管的一端与所述溢流口连通，所述溢流管的另一端与所述第一提升管连通，以使由所述溢流口溢出的固体颗粒由所述溢流管进入至所述第一提升管，并在第一输送气的作用下提升至所述燃烧炉内。
8.根据本公开的一种实施例，所述溢流管包括第一管段和第二管段；
9.所述第一管段和所述第二管段的连接处设置有第一非机械阀，所述第一管段的远离所述第二管段的一端与所述溢流口连通，所述第二管段的远离所述第一管段的一端与所述第一提升管连通；
10.所述第一非机械阀具有第一气流通道，所述第一气流通道与所述第二管段连通，以向所述第二管段内输送第一气流，以将进入至所述第二管段内的固体颗粒吹送至所述第一提升管内。
11.根据本公开的一种实施例，所述第一管段竖直设置，所述第二管段沿朝向所述第一提升管的底端的方向倾斜设置。
12.根据本公开的一种实施例，所述第一非机械阀具有第二气流通道，所述第二气流通道与所述第一管段连通，以向所述第一管段内输送第二气流，以使进入至所述第一管段内的固体颗粒在所述第二气流的作用下产生松动。
13.根据本公开的一种实施例，所述溢流管上还设置有泄放口，用于排放由所述第二气流通道进入至所述溢流管中的气流。
14.根据本公开的一种实施例，还包括第二提升管；
15.所述第二提升管设于所述气化炉的底部，所述第二提升管的顶端与所述气化炉的内腔连通，所述第二提升管的底端具有第二输送气进口，所述第二提升管与所述燃烧炉的出料口连通，以使所述燃烧炉内的固体颗粒由所述出料口进入至所述第二提升管内，并在第二输送气的作用下提升至所述气化炉内。
16.根据本公开的一种实施例，还包括旋风分离器，所述旋风分离器具有进口以及排渣口，所述进口与所述出料口连通，所述排渣口与所述第二提升管连通；
17.所述旋风分离器用于对由所述出料口排出的固体颗粒进行气固分离，以使分离出的固体经所述排渣口进入至所述第二提升管内。
18.根据本公开的一种实施例，所述进口与所述出料口之间还设置有第三提升管，所述第三提升管的一端与所述进口连通，所述第三提升管的另一端与所述出料口连通。
19.根据本公开的一种实施例，所述旋风分离器与所述第二提升管之间还设置有回流管，所述回流管包括第三管段和第四管段；
20.所述第三管段和所述第四管段的连接处设置有第二非机械阀，所述第三管段的远离所述第四管段的一端与所述排渣口连通，所述第四管段的远离所述第三管段的一端与所述第二提升管连通；
21.所述第二非机械阀具有第三气流通道，所述第三气流通道与所述第四管段连通，以向所述第四管段内输送气第三气流，以将进入至所述第四管段内的固体在所述第三气流的作用下吹送至所述第二提升管内。
22.根据本公开的一种实施例，所述第三管段竖直设置，所述第四管段沿朝向所述第二提升管的底端的方向倾斜设置。
23.根据本公开的一种实施例，所述第二非机械阀具有第四气流通道，所述第四气流通道与所述第三管段连通，以向所述第三管段内输送第四气流，以使进入至所述第三管段内的固体在所述第四气流的作用下产生松动。
24.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：
25.本公开提供了一种煤气化装置，包括气化炉、燃烧炉、溢流管以及第一提升管；气化炉的侧壁上具有溢流口；第一提升管设置在燃烧炉的底部，第一提升管的底端具有第一输送气进口，第一提升管的顶端与燃烧炉的内腔连通；溢流管的一端与溢流口连通，溢流管的另一端与第一提升管连通，以使由溢流口溢出的固体颗粒由溢流管进入至第一提升管，并在第一输送气的作用下提升至燃烧炉内，即通过在燃烧炉的底部设置第一提升管，且第一提升管内可以输送第一输送气，从而将进入至第一提升管内的固体颗粒在第一输送气的气流作用下经燃烧炉的底部输送至燃烧炉内，以此实现气化炉内溢流出的固体颗粒向燃烧炉内的顺利返料，使得返料顺畅。
附图说明
26.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。
27.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。
28.图1为本公开实施例所述煤气化装置的结构示意图。
29.其中，1、气化炉；11、溢流口；12、第一分布板；2、燃烧炉； 21、第二分布板；22、出料口；3、溢流管；31、第一管段；32、第二管段；33、泄放口；34、溢流分管；4、第一提升管；41、第一输送气进口；5、第一非机械阀；51、第一气流通道；52、第二气流通道；6、第二提升管；61、第二输送气进口；7、旋风分离器；71、进口；72、排渣口；73、排气口；8、第三提升管；9、回流管；91、第三管段； 92、第四管段；93、第二非机械阀；931、第三气流通道；932、第四气流通道。
具体实施方式
30.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。
31.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。
32.如图1所示，本公开提供了一种煤气化装置，包括气化炉1、燃烧炉2、溢流管3以及第一提升管4；气化炉1的侧壁上具有溢流口11；第一提升管4设置在燃烧炉2的底部，第一提升管4的底端具有第一输送气进口41，第一提升管4的顶端与燃烧炉2的内腔连通；溢流管 3的一端与溢流口11连通，溢流管3的另一端与第一提升管4连通，以使气化炉1内的固体颗粒由溢流口11溢出并由溢流管3进入至第一提升管4，并在第一提升管4的第一输送气进口41处提供的第一输送气的作用下提升至燃烧炉2内以实现固体颗粒由气化炉1向燃烧炉2 内的顺利返料，即通过在燃烧炉2的底部设置第一提升管4，且第一提升管4内可以输送第一输送气，从而将进入至第一提升管4内的固体颗粒在第一输送气的气流作用下经燃烧炉2的底部输送至燃烧炉2内，以此实现气化炉1内溢流出的固体颗粒向燃烧炉2内的顺利返料，使得返料顺畅。
33.具体的，气化炉1可以具有第一进料口，第一进料口用于进煤以及载体等，载体可以为石灰石等，使得煤可以在气化炉1内发生气化反应生成甲烷、一氧化碳和氢气等。石灰石用于作为载体以在气化炉1 和燃烧炉2之间循环。气化炉1的底部具有第一分布板12，第一分布板12上具有气孔，用于通入流化气供气化炉1内发生气化反应，气化炉1内所需的流化气比如可以为氧气、氢气等。燃烧炉2的底部具有第二分布板21，第一分布板21上具有气孔，用于通入流化气供燃烧炉 2内发生气化反应，燃烧炉2内所需的流化气比如可以为氧气、空气等。
34.第一提升管4设置在燃烧炉2的底部，用于使得经溢流口11溢出的固体颗粒，比如煤渣、石灰石等经第一提升管4进入至燃烧炉2内进行燃烧，进入至燃烧炉2内的石灰石在煤渣的热量作用下与空气或者氧气发生反应生成氧化钙以及二氧化碳等，煤渣进一步燃烧形成煤灰。
35.如图1所示，第一提升管4可以呈竖直设置，以使得进入第一提升管4内的固体颗粒在第一输送气的吹动作用下可以更为顺畅的进入至燃烧炉2内；在其他实施例中，第一提升
管4也可以倾斜设置，具体的倾斜角度可以为45
°
或者根据实际需要设定。此外，为保证第一提升管4的出口处，即与燃烧炉2的内腔连通处的气流阻力足够低，在第一提升管4的出口处还需要增加一定量的吹扫气，此吹扫气采用与燃烧炉2内的流化气相同的气体。而在燃烧炉2内的第二分布板21 处，通入流化气，使燃烧炉2内保持流态化状态。
36.另外，为保气化炉1和燃烧炉2的内部为流化状态，同时保证固体颗粒循环至气化炉1或燃烧炉2内时有一定的停留时间，本实施例中，可以设置气化炉1和燃烧炉2的内径均为300mm至500mm之间。进一步的，为使得燃烧炉2底部的第一提升管4的第一输送气的气流达到高速，使固体颗粒能够快速带入燃烧炉2内，同时还需要保证第一提升管4提供的高速的第一输送气对整个燃烧炉2的截面影响足够小，第一提升管4的横截面积为大于燃烧炉2的横截面积的1/100倍，故第一提升管4的内径设置为30mm至60mm之间。
37.如图1所示，本实施例中，溢流管3包括第一管段31和第二管段 32；第一管段31和第二管段32的连接处设置有第一非机械阀5，第一管段31的远离第二管段32的一端与溢流口11连通，第二管段32的远离第一管段31的一端与第一提升管4连通，具体的可以为第二管段 32远离第一管段31的一端与第一提升管4的侧壁上的开口连通，且第一提升管4的侧壁上的开口靠近第一提升管4的底端；第一非机械阀5 具有第一气流通道51，第一气流通道与51第二管段32连通，以向第二管段32内输送第一气流，以将进入至第二管段32内的固体颗粒吹送至第一提升管4内。具体的，第一气流可以为水平气流或者与第二管段32的延伸方向一致的气流，以使得第二管段32内的固体颗粒可以在第一气流的作用下顺利向第一提升管4内流动即可。
38.此外，第一管段31和第二管段32的内径可以一致，且第一管段 31和第二管段32可以采用同样的材料制成。另外，溢流管3和第一非机械阀33直径的具体取值可以介于50mm至80mm之间。
39.为使得由溢流口11溢流出的固体颗粒可以较为快速以及顺畅地由第一管段31流至第二管段32内，第一管段31可以为竖直设置。进一步的，为了使得进入第二管段32内的固体颗粒可以在重力作用下顺利流动至第一提升管4内，第二管段32沿朝向第一提升管4的底端的方向倾斜设置，具体的倾斜角度比如可以为45
°
或者60
°
，具体的倾斜角度根据实际需要设定。
40.如图1所示，第一非机械阀5具有第二气流通道52，第二气流通道52与第一管段31连通，以向第一管段31内输送第二气流，以使进入至第一管段31内的固体颗粒在第二气流的作用下产生松动，以使进入至第一管段31内的固体颗粒之间相对松动以便于固体颗粒沿着第一管段31顺利流至第二管段32内。第二气流的方向可以是沿着与第一管段31内的固体颗粒的流动方向相反的方向。
41.如图1所示，溢流管3上还设置有泄放口33，用于排放由第二气流通道52进入至溢流管3中的气流，以避免在第一非机械阀5内产生大气泡从而阻止固体颗粒的流动，因此通过在溢流管3上设置泄放口 33即可确保固体颗粒在第一管段31以及第二气流通道52等内的顺畅流动。对于泄放口的33设置方式，可以直接在溢流管3靠近溢流口11 的一端设置开口以形成与外部连通的泄放口33，用于向外部排放第二气流；或者溢流管3靠近溢流口11的一端连通泄放管，泄放管的一端与溢流管3连通，另一端与外部连通从而形成泄放口33。
42.另外，第一管段31与溢流口11之间还可以设置溢流分管34，溢流分管34的一端与
溢流口11连通，另一端与第一管段31远离第二管段32的一端连通，且为了使得由溢流口11溢流出的固体颗粒可以经溢流分管34顺利流动至第一提升管4内，溢流分管34与气化炉1之间的夹角需要小于30度。
43.进一步的，如图1所示，为了使得从燃烧炉2排出的固体颗粒能够顺利返至气化炉1内，本实施例的煤气化装置还包括第二提升管6；第二提升管6设于气化炉1的底部，第二提升管6的顶端与气化炉1 的内腔连通，第二提升管6的底端具有第二输送气进口61，第二提升管6与燃烧炉2的出料口22连通，以使燃烧炉2内的固体颗粒由出料口22进入至第二提升管6内，并在第二输送气的作用下提升至气化炉 1内。
44.如图1所示，第二提升管6可以呈竖直设置，以使得进入第二提升管6内的固体颗粒在第二输送气的吹动作用下可以更为顺畅的进入至气化炉1内；在其他实施例中，第二提升管6也可以倾斜设置，具体的倾斜角度可以为45
°
或者根据实际需要设定。此外，为保证第二提升管6的出口处，即与气化炉1的内腔连通处的气流阻力足够低，在第二提升管6的出口处还需要增加一定量的吹扫气，此吹扫气采用与气化炉1内的流化气相同的气体。
45.另外，为使得气化炉1底部的第二提升管6内提供的第二输送气的气流达到高速，使固体颗粒能够快速带入气化炉1内，同时还需要保证第二提升管6提供的的高速的第二输送气对整个气化炉1的截面影响足够小，第二提升管6的横截面积为大于气化炉1的横截面积的 1/100倍，故第二提升管6的内径可以设置为30mm至60mm之间。
46.为对从燃烧炉2排出的固体颗粒进行气固分离，以将固体分离出来后经过第二提升管进6入至气化炉内，本实施例的煤气化装置还包括旋风分离器7，旋风分离器7具有进口71以及排渣口72，进口71 与燃烧炉2的出料口22连通，排渣口72与第二提升管6连通；旋风分离器7用于对由出料口22排出的固体颗粒进行气固分离，以使分离出的固体经排渣口72进入至第二提升管6内，而分离出的气体，比如二氧化碳、氮气等均有排气口73排至外部。
47.由于在燃烧炉2返回来的固体温度较高，此部分固体，比如为氧化钙等提供气化炉1内的气化所需的热量。同时固体中的氧化钙在气化炉1内吸收二氧化碳产生碳酸钙，使气化炉1内的气体热值增加，以提供气化炉1内气化所需的温度。
48.如图1所示，旋风分离器7的进口71与燃烧炉2的出料口22之间还设置有第三提升管8，第三提升管8的一端与进口71连通，第三提升管8的另一端与出料口22连通，以使得燃烧炉2内的固体颗粒经第三提升管8提送至旋风分离器7中进行气固分离。
49.如图1所示，旋风分离器7与第二提升管6之间还设置有回流管9，回流管9包括第三管段91和第四管段92；第三管段91和第四管段92 的连接处设置有第二非机械阀93，第三管段91的远离第四管段92的一端与排渣口72连通，第四管段92的远离第三管段91的一端与第二提升管6连通，具体的可以为第四管段92远离第三管段91的一端与第二提升管6的侧壁上的开口连通，且第二提升管6的侧壁上的开口靠近第二提升管6的底端；第二非机械阀93具有第三气流通道931，第三气流通道931与第四管段92连通，以向第四管段92内输送气第三气流，以将进入至第四管段92内的固体在第三气流的作用下吹送至第二提升管6内。具体的，第三气流可以为水平气流或者与第四管段 92的延伸方向一致的气流，以使得第四管段92内的固体可以在第三气流的作用下顺利向第二提升管6内流动即可。此外，第三管段91和第四管段92的内径可以一致，且第三管段91和第四管段92可以采用同样的材料制成。
50.为使得由排渣口72流出的固体可以较为快速以及顺畅地由第三管段91流至第四
管段92内，第三管段91可以为竖直设置。进一步的，为了使得进入第四管段92内的固体可以在重力作用下顺利流动至第二提升管6内，第四管段92沿朝向第二提升管6的底端的方向倾斜设置，具体的倾斜角度比如可以为45
°
或者60
°
，具体的倾斜角度根据实际需要设定。
51.如图1所示，第二非机械阀93具有第四气流通道932，第四气流通道932与第三管段91连通，以向第三管段91内输送第四气流，以使进入至第三管段91内的固体在第四气流的作用下产生松动，以便于进入至第三管段91内的固体之间相对可以松动以便于固体沿着第三管段91顺利流动。第四气流的方向可以是沿着与第三管段91内的固体的流动方向相反的方向。
52.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。
53.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。