气化炉排渣系统

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2024-01-16 16:32:41

权利要求书： 1.一种气化炉排渣系统，其特征在于，包括：气化炉(1)，底部具有排渣口；

激冷室(6)，所述激冷室(6)的进料口与所述气化炉(1)的排渣口连通，所述激冷室(6)用于接收所述气化炉(1)的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值；

下渣筒(4)，分别与所述气化炉(1)和所述激冷室(6)连通，所述下渣筒(4)的中心设有中心射流管(5)，所述下渣筒(4)与所述激冷室(6)之间设有热蒸汽排出机构(3)；

其中，所述热蒸汽排出机构(3)包括多个热蒸汽射流管(32)，所述热蒸汽射流管(32)设置于所述下渣筒(4)和所述中心射流管(5)之间的间隙中且沿所述下渣筒(4)的轴向延伸，用于将所述激冷室(6)中的热蒸汽导入所述气化炉(1)。

2.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述下渣筒(4)位于所述激冷室(6)的区域开设多个热蒸汽导入口(34)，多个所述热蒸汽导入口(34)沿所述下渣筒(4)的轴向均匀间隔设置；

所述热蒸汽导入口(34)与所述热蒸汽射流管(32)一一对应，且所述热蒸汽导入口(34)与所述热蒸汽射流管(32)的底部通过导管(35)连通。

3.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述热蒸汽排出机构(3)还包括热蒸汽集气环(31)，所述热蒸汽集气环(31)位于所述激冷室(6)的外部且套设于所述下渣筒(4)的外部；

所述热蒸汽集气环(31)与所述激冷室(6)通过热蒸汽导出管(33)连通，所述热蒸汽射流管(32)的底部与所述热蒸汽集气环(31)通过贯穿所述下渣筒(4)的导管(35)连通。

4.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，多个所述热蒸汽射流管(32)以所述下渣筒(4)的轴线为中心沿周向均匀间隔设置。

5.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述热蒸汽射流管(32)的直径D满足：D≤1/3(R1?R2)；

其中，R1为所述下渣筒(4)的半径，R2为所述中心射流管(5)的半径。

6.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述气化炉(1)内设有锥形分布板(2)，所述下渣筒(4)的顶部贯穿所述气化炉(1)的底部与所述锥形分布板(2)的底部连通；

所述热蒸汽射流管(32)向上延伸至所述锥形分布板(2)的中部区域。

7.根据权利要求6所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述热蒸汽射流管(32)的顶部到所述气化炉(1)排渣口的距离L1与所述中心射流管(5)的顶部到所述气化炉(1)排渣口的距离L2满足：0.3m≤L1?L2≤0.5m。

8.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述下渣筒(4)的底部设有控渣翻板阀(41)。

9.根据权利要求1所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述激冷室(6)包括上下设置的筒体和锥体。

10.根据权利要求9所述的气化炉排渣系统，其特征在于，所述激冷室(6)设有多个雾化喷嘴组(61)，所述雾化喷嘴组(61)位于所述筒体靠近所述锥体的端部，所述下渣筒(4)延伸至所述雾化喷嘴组(61)，多个所述雾化喷嘴组(61)沿所述筒体的周向排布。

说明书：气化炉排渣系统技术领域[0001] 本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉排渣系统。背景技术[0002] 煤气化技术是实现煤炭清洁高效利用的一种重要方式。加压流化床气化炉因床层温度均匀、气固接触充分、反应条件宽松，广泛应用于粉煤气化工艺。

[0003] 传统流化床排渣系统普遍采用气控排渣调控下渣量，存在排渣量不稳定、不可控，气化炉的稳定运行性差的问题。即通过在排渣管线中通入一定量气体，通过调节该气量大

小控制排渣量，但该种气控排渣的方式受制因素较多，如气化炉工况波动、床层变化、排渣

管线连通上下游压力波动、灰渣温度等，当下游压力低时，通入的排渣调控气可能下行，无

法有效托住下落灰渣，导致排渣量增大。高温高压灰渣落入排渣系统，首先需要冷却，与水

接触换热后灰渣降温下排，同时会产生一定量蒸汽，该部分蒸汽如经排渣管线进入气化炉，

将对排渣管线中灰渣稳定下落产生不利影响。

[0004] 因此，开发运行稳定的煤气化炉及排渣系统非常必要。发明内容[0005] 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，本公开提供了一种气化炉排渣系统。

[0006] 本公开提供了一种气化炉排渣系统，包括：[0007] 气化炉，底部具有排渣口；[0008] 激冷室，所述激冷室的进料口与所述气化炉的排渣口连通，所述激冷室用于接收所述气化炉的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值；

[0009] 下渣筒，分别与所述气化炉和所述激冷室连通，所述下渣筒的中心设有中心射流管，所述下渣筒与所述激冷室之间设有热蒸汽排出机构；

[0010] 其中，所述热蒸汽排出机构包括多个热蒸汽射流管，所述热蒸汽射流管设置于所述下渣筒和所述中心射流管之间的间隙中且沿所述下渣筒的轴向延伸，用于将所述激冷室

中的热蒸汽导入所述气化炉。

[0011] 进一步的，所述下渣筒位于所述激冷室的区域开设多个热蒸汽导入口，多个所述热蒸汽导入口沿所述下渣筒的轴向均匀间隔设置；

[0012] 所述热蒸汽导入口与所述热蒸汽射流管一一对应，且所述热蒸汽导入口与所述热蒸汽射流管的底部通过导管连通。

[0013] 进一步的，所述热蒸汽排出机构还包括热蒸汽集气环，所述热蒸汽集气环位于所述激冷室的外部且套设于所述下渣筒的外部；

[0014] 所述热蒸汽集气环与所述激冷室通过热蒸汽导出管连通，所述热蒸汽射流管的底部与所述热蒸汽集气环通过贯穿所述下渣筒的导管连通。

[0015] 进一步的，多个所述热蒸汽射流管以所述下渣筒的轴线为中心沿周向均匀间隔设置。

[0016] 进一步的，所述热蒸汽射流管的直径D满足：D≤1/3(R1?R2)；[0017] 其中，R1为所述下渣筒的半径，R2为所述中心射流管的半径。[0018] 进一步的，所述气化炉内设有锥形分布板，所述下渣筒的顶部贯穿所述气化炉的底部与所述锥形分布板的底部连通；

[0019] 所述热蒸汽射流管向上延伸至所述锥形分布板的中部区域。[0020] 进一步的，所述热蒸汽射流管的顶部到所述气化炉排渣口的距离L1与所述中心射流管的顶部到所述气化炉排渣口的距离L2满足：0.3m≤L1?L2≤0.5m。

[0021] 进一步的，所述下渣筒的底部设有控渣翻板阀。[0022] 进一步的，所述激冷室包括上下设置的筒体和锥体。[0023] 进一步的，所述激冷室设有多个雾化喷嘴组，所述雾化喷嘴组位于所述筒体靠近所述锥体的端部，所述下渣筒延伸至所述雾化喷嘴组，多个所述雾化喷嘴组沿所述筒体的

周向排布。

[0024] 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：[0025] 本公开实施例提供的气化炉排渣系统中下渣筒分别与气化炉和激冷室连通，下渣筒的中心设有中心射流管，下渣筒与激冷室之间设有热蒸汽排出机构，热蒸汽通过热蒸汽

排出机构由激冷室通入气化炉，可以将下部富产的蒸汽作为气化剂补充流化介质通入气化

炉中参与煤气化反应。其中，热蒸汽排出机构包括多个热蒸汽射流管，热蒸汽射流管设置于

下渣筒和中心射流管之间的间隙中且沿下渣筒的轴向延伸，用于将激冷室中的热蒸汽导入

气化炉，通过在下渣筒与激冷室之间设置多个热蒸汽射流管，可以将热蒸汽进行分流，减弱

热蒸汽对下渣管中灰渣下落产生的不利影响，减少了由于热蒸汽经下渣筒进入气化炉而引

发的排渣量不稳的技术问题，实现灰渣的稳定可控外排，提高了系统性能。

附图说明[0026] 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。

[0027] 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。

[0028] 图1为本公开实施例所述气化炉排渣系统第一种实施方式的结构示意图；[0029] 图2为本公开实施例所述气化炉排渣系统第一种实施方式中热蒸汽排出机构的俯视结构示意图；

[0030] 图3为本公开实施例所述气化炉排渣系统第二种实施方式的结构示意图。[0031] 附图标记：1、气化炉；11、直筒密相区；12、分布板变径区；2、锥形分布板；3、热蒸汽排出机构；31、热蒸汽集气环；32、热蒸汽射流管；33、热蒸汽导出管；34、热蒸汽导入口；35、

导管；4、下渣筒；41、控渣翻板阀；5、中心射流管；6、激冷室；61、雾化喷嘴组。

具体实施方式[0032] 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。

[0033] 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。

[0034] 结合图1和图3所示，本公开提供了一种气化炉排渣系统，包括：气化炉1、激冷室6和下渣筒4，气化炉1底部具有排渣口，气化炉1具体为加压流化床气化炉1，底部设置锥形分

布板2，上部依次为分布板变径区12、直筒密相区11。

[0035] 锥形分布板2底部直接与下渣筒4相连，下渣筒4的顶部贯穿气化炉1的底部与锥形分布板2的底部连通，热蒸汽射流管32向上延伸至锥形分布板2的中部区域。下渣筒4向下延

伸至激冷室6中下部。下渣筒4为内衬耐火材料的圆柱形管道，下渣筒4中下部侧壁开设有进

气孔，连接中心射流气进气管线水平段、下渣筒4中心设置有中心射流管5，直接延伸至分布

板底部，用于向气化炉1中输送高速射流气、提高气化炉1内气固接触换热效率，强化床层湍

动程度。气化炉1下壳体、锥形分布板2及下渣筒4可以构成气室，气室通过锥形分布板2上的

流化孔与气化炉1密相区相通，气室与气化炉1密相区维持一定压差，通过锥形分布板2上的

流化孔进入密相段，可以降低锥形分布板2的温度保护锥形分布板2。在下渣筒4底部设有气

源进口，起到分级排渣、冷却灰渣的作用。

[0036] 激冷室6的进料口与气化炉1的排渣口连通，激冷室6用于接收气化炉1的排渣口排出的灰渣，并将灰渣的温度降至预设值，激冷室6可以对灰渣进行降温，提高后续设备的使

用寿命。

[0037] 激冷室6包括上下设置的筒体和锥体，外壁为金属壁面，内衬耐火浇注料。锥体形成降温灰渣存储区。下渣筒4延伸至圆柱形筒体与圆锥形锥体降温灰渣存储区连接位置，或

稍高于连接位置处。

[0038] 下渣筒4分别与气化炉1和激冷室6连通，下渣筒4分别与气化炉1和激冷室6连通，下渣筒4的中心设有中心射流管5，下渣筒4与激冷室6之间设有热蒸汽排出机构3，热蒸汽通

过热蒸汽排出机构3由激冷室6通入气化炉1，可以将下部富产的蒸汽作为气化剂补充流化

介质通入气化炉1中参与煤气化反应。其中，热蒸汽排出机构3包括多个热蒸汽射流管32，热

蒸汽射流管32设置于下渣筒4和中心射流管5之间的间隙中且沿下渣筒4的轴向延伸，用于

将激冷室6中的热蒸汽导入气化炉1，通过在下渣筒4与激冷室6之间设置多个热蒸汽射流管

32，可以将热蒸汽进行分流，减弱热蒸汽对下渣管中灰渣下落产生的不利影响，减少了由于

热蒸汽经下渣筒4进入气化炉而引发的排渣量不稳的技术问题，实现灰渣的稳定可控外排，

提高了系统性能。

[0039] 如图3所示，下渣筒4位于激冷室6的区域开设多个热蒸汽导入口34，热蒸汽导入口34与热蒸汽射流管32一一对应，且热蒸汽导入口34与热蒸汽射流管32的底部通过导管35连

通，使热蒸汽从热蒸汽导入口34经导管35进入热蒸汽射流管32，再经热蒸汽射流管32进入

气化炉1。多个热蒸汽导入口34沿下渣筒4的轴向均匀间隔设置，使热蒸汽均匀稳定的导入

气化炉1，减弱热蒸汽对下渣管中灰渣下落产生的不利影响，减少了由于热蒸汽经下渣筒4

进入气化炉而引发的排渣量不稳的技术问题，实现灰渣的稳定可控外排，提高了系统性能。

[0040] 结合图1和图2所示，热蒸汽排出机构3还包括热蒸汽集气环31，热蒸汽集气环31位于激冷室6的外部且套设于下渣筒4的外部，热蒸汽集气环31与激冷室6通过热蒸汽导出管

33连通，热蒸汽射流管32的底部与热蒸汽集气环31通过贯穿下渣筒4的导管35连通。热蒸汽

从激冷室6排出经热蒸汽导出管33进入热蒸汽集气环31，热蒸汽集气环31以下渣筒4为轴

心，位于靠近气化炉1底部的位置。激冷室6换热产生的热蒸汽进入热蒸汽集气环31后进行

缓存均布，减弱热蒸汽产生的乱流，使热蒸汽均匀稳定的导入气化炉1，减弱热蒸汽对下渣

管中灰渣下落产生的不利影响。热蒸汽进入热蒸汽集气环31后经热蒸汽集气环31内侧开设

的孔道排出。具体的，热蒸汽进入热蒸汽集气环31后经热蒸汽集气环31内侧开设的孔道排

出进入导管35，之后经导管35进入热蒸汽射流管32的底部，热蒸汽从热蒸汽射流管32的顶

部通入气化炉1内，使热蒸汽均匀稳定的导入气化炉1，减弱热蒸汽对下渣管中灰渣下落产

生的不利影响，减少了由于热蒸汽经下渣筒4进入气化炉而引发的排渣量不稳的技术问题，

实现灰渣的稳定可控外排，提高了系统性能。

[0041] 在一些具体的实施方式中，多个热蒸汽射流管32以下渣筒4的轴线为中心沿周向均匀间隔设置，使热蒸汽均匀稳定的导入气化炉1，减弱热蒸汽对下渣管中灰渣下落产生的

不利影响，减少了由于热蒸汽经下渣筒4进入气化炉而引发的排渣量不稳的技术问题。

[0042] 如图2所示，热蒸汽射流管32的直径D满足：D≤1/3R1?R2，其中，R1为下渣筒4的半径，R2为中心射流管5的半径，减弱了由于热蒸汽射流管32的设置对下渣筒4与中心射流管5

形成的间隙中灰渣下落的影响，使下渣筒4中灰渣能顺利下落，减少了由于热蒸汽经下渣筒

4进入气化炉而引发的排渣量不稳的技术问题。

[0043] 如图3所示，热蒸汽射流管32的顶部到气化炉1排渣口的距离L1与中心射流管5的顶部到气化炉1排渣口的距离L2满足：0.3m≤L1?L2≤0.5m，使热蒸汽射流管32向上延伸至

锥形分布板2的中部，避免对分布板底部下渣及中心射流气体分布造成不利影响，热蒸汽射

流管32向上延伸至锥形分布板2中部，有利于强化分布板变径区12的流场，加强固体颗粒返

混，有利于气化反应的进行。

[0044] 在一些具体的实施方式中，下渣筒4的底部设有控渣翻板阀41，控渣翻板阀41可以有效托住下落灰渣，当下游压力低时，不会导致排渣量增大，控渣翻板阀41还可以使气化炉

1内床层高度的可控。通过控制控渣翻板阀41开度、调控气化炉1排渣量，可以避免下部激冷

室6料位过高，堆积至下渣筒4底部，造成无稀相区存在、灰渣下落不畅、雾化喷入的冷却水

与灰渣接触不均匀、换热效果变差或出现局部冷凝、灰渣变湿、无法下排等问题发生的可能

性。

[0045] 控渣翻板阀41可以包括：阀板、连通轴、执行机构、冷却密封结构等，阀板中心穿设连通轴，通过两侧的联动结构安装于下渣筒4的侧壁，连通轴通过冷却密封结构穿过激冷室

6外壁与外设的执行结构相连，执行结构可以为控制器。

[0046] 可选的，控渣翻板阀41的阀板在下渣筒4内，与下渣筒4截面的形状相同，阀板通过连通轴与电动执行机构相连接，电动执行机构与控制系统相连接，通过控制器控制电动执

行机构来调节控渣翻板阀41的开度。电动执行机构的驱动方式为旋转式驱动或直线运动式

驱动。例如可以通过减速机与连通轴连接，来调节阀板的开度。控制系统的控制方式为仪表

控制或计算机及PLC控制，还可以根据需要人工给定翻板阀门的开度大小，实现人工控制。

[0047] 可选的，控渣翻板阀41可以为电动、气动及电液动翻板阀。[0048] 在一些具体的实施方式中，激冷室6设有多个雾化喷嘴组61，雾化喷嘴组61包括多个喷嘴。雾化喷嘴组61位于筒体靠近锥体的端部，下渣筒4延伸至雾化喷嘴组61，多个雾化

喷嘴组61沿筒体的周向排布。雾化喷嘴组61用于向激冷室6中喷射高压雾化状冷却水，喷射

压力为激冷室6内部压力的2?3倍，以保证雾化均匀。雾化喷嘴组61的安装及喷射角度，保证

喷射进入的雾化冷却水直接与下渣筒4下落口稀相下落的高温灰渣接触、换热，冷却水瞬间

转化为蒸汽，上行经激冷室6顶部的热蒸汽出口排出。

[0049] 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。

[0050] 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。