应用在试验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统

技术领域：

本实用新型涉及煤化工技术领域，具体涉及应用在试验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统。

背景技术：

煤化工是高效用煤的一种方式，按照进气化炉烧嘴的形态分为粉煤气化和水煤浆气化两种，其中粉煤气化技术，对煤种适应性强、碳转化率高、有效气产率高、比氧耗、比煤耗低等优点，在煤化工发展领域得到普遍认可，而煤粉加压密相输送又是干煤粉气流床加压气化的关键技术之一，工业生产煤粉输送主要设备包括依次连接的常压粉煤储罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐、气化炉等，按照不同工艺要求有氮气、二氧化碳作为气体载体将粉煤输送到气化炉烧嘴进行燃烧反应制备合成气。

但工业生产粉煤输送压力(4.0MPa)，输送煤种、气体单一，粉煤输送管线多为直管分布，对煤粉湿度和粒度有较高的要求；高压超浓相气力输送中颗粒相的体积浓度高，输送管路中流动形态变化复杂，影响流动稳定性的因素较多，对其流动规律和机理的认识还不完善，因此有必要建立一套应用在实验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统，通过此装置可以探究不同工艺条件下，例如输送压力、煤种、输送介质、煤粉粒度、煤粉湿度、管道压力降等，研究煤粉输送特性，进而指导工业化生产，提高干粉气化技术的成熟度。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种应用在试验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统。

本实用新型由如下技术方案实施：应用在试验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统，其包括有常压储罐、第一变压锁斗、第一烧结过滤器、第一通气锥、第二变压锁斗、第二烧结过滤器、第二通气锥、第一粉煤过滤器、第二粉煤过滤器、减压管、灰仓；

所述常压储罐的出口与所述第一变压锁斗的入口管线连接，所述第一变压锁斗的出口与所述第一烧结过滤器的入口管线连接，所述第一烧结过滤器的出口与所述第一通气锥的入口管线连接，所述第一通气锥的出口与所述第二变压锁斗的入口管线连接，所述第二变压锁斗的出口与所述第二烧结过滤器的入口管线连接，所述第二烧结过滤器的出口与所述第二通气锥的入口管线连接，所述第二通气锥的出口与所述减压管的入口管线连接，所述减压管的出口与所述灰仓的入口管线连接；

所述第一变压锁斗的气体出口与第一粉煤过滤器的入口管线连接，所述第二变压锁斗的气体出口与第二粉煤过滤器的出口管线连接。

进一步的，所述第一粉煤过滤器的充压口、所述第二粉煤过滤器的充压口分别连通有第一充压管线。

进一步的，所述第一变压锁斗的顶部充压口、所述第二变压锁斗的顶部充压口连通有第二充压管线。

进一步的，所述第一变压锁斗的底部充压口、所述第二变压锁斗的底部充压口连通有第三充压管线。

进一步的，所述第一通气锥、所述第二通气锥的充压口连通有第四充压管线。

进一步的，还包括有除尘器、风机，所述灰仓的顶部设有排气口，所述排气口与所述除尘器的入口管线连通，所述除尘器的出口与所述风机的入口管线连接。

进一步的，所述第一变压锁斗、所述第二变压锁斗上安装有压力表。

进一步的，所述第一充压管线、所述第二充压管线、所述第三充压管线、所述第四充压管线上分别沿气体的流通方向依次装设有第一调节阀、第一流量计。

进一步的，所述常压储罐与所述第一变压锁斗之间的管线、所述第一烧结过滤器与所述第一通气锥之间的管线、所述第二烧结过滤器与所述第二通气锥之间的管线上分别沿物料的流动方向依次设有第二调节阀、第二流量计。

进一步的，所述第一粉煤过滤器、所述第二粉煤过滤器的出口连接有放空管，所述放空管上沿气体的流通方向装设有第三调节阀、第三流量计。

本实用新型的优点：该系统工艺操作简单、便捷，可应用在试验模拟阶段，解决试验室阶段粉煤高压密相输送模拟难题，通过该系统，可以方便的完成粉煤给料到气化反应整个工艺流程，通过此装置可以探究不同工艺条件下，粉煤输送特性，对工业化生产具有指导意义；

通过第一变压锁斗、第二变压锁斗替换成现有煤粉输送系统中的粉煤锁斗和气化炉，由于第一变压锁斗和第二变压锁斗属于变压操作设备，在实验模拟阶段能充当气化炉使用，同时第一充压管线、第二充压管线、第三充压管线、第四充压管线的气源可以根据实验要求进行更换，同时气源的压力可根据实验情况进行调节，实现不同模拟压力下粉煤的输送要求；

第一变压锁斗和第二变压锁斗同一水平面布置，减小了垂直空间占用面积，该装置简约化、集成布局，可以满足室内实验空间操作要求，同时降低装置购买成本。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为该实用新型的结构示意图；

图中：常压储罐1、第一变压锁斗2、第一烧结过滤器3、第一通气锥4、第二变压锁斗5、第二烧结过滤器6、第二通气锥7、第一粉煤过滤器8、第二粉煤过滤器9、减压管10、除尘器11、灰仓12、风机13、第一充压管线14、第二充压管线15、第三充压管线16、第四充压管线17、第一调节阀18、第一流量计19、第二调节阀20、第二流量计21、放空管22、第三调节阀23、第三流量计24、压力表25。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，应用在试验阶段粉煤气化高压密相输送模拟系统，其包括有常压储罐1、第一变压锁斗2、第一烧结过滤器3、第一通气锥4、第二变压锁斗5、第二烧结过滤器6、第二通气锥7、第一粉煤过滤器8、第二粉煤过滤器9、减压管10、除尘器11、灰仓12；

常压储罐1的出口与第一变压锁斗2的入口管线连接，常压储罐1内存储的是待试验的煤粉，第一变压锁斗2的出口与第一烧结过滤器3的入口管线连接，第一烧结过滤器3的出口与第一通气锥4的入口管线连接，第一通气锥4的出口与第二变压锁斗5的入口管线连接，第二变压锁斗5的出口与第二烧结过滤器6的入口管线连接，第二烧结过滤器6的出口与第二通气锥7的入口管线连接，第二通气锥7的出口与减压管10的入口管线连接，减压管10是一个变径套管装备，从第二变压锁斗5出来的高压煤粉，通过减压管10减为常压外排；减压管10的出口与灰仓12的入口管线连接，还包括有除尘器11、风机13，灰仓12的顶部设有排气口，排气口与除尘器11的入口管线连通，除尘器11的出口与风机13的入口管线连接，从第二变压锁斗5排出的粉煤进入灰仓12后会产生粉尘，通过风机13的抽吸作用将粉尘经除尘器11降尘处理后外排，减压管10从高压减为低压后，受压力变化造成煤粉的飞灰，飞灰进入除尘器11后，较大颗粒直接落入灰仓12，含尘气体经除尘器11过滤后，粉尘阻留于袋表，净气经袋口排入大气。

第一烧结过滤器3、第二烧结过滤器6有效的解决了在粉煤输送过程中因压力过高造成粉煤压实，导致粉煤下料不流畅，第一变压锁斗2压力升高，使得第一变压锁斗2进入第二变压锁斗5的压差偏大，粉煤在输送管线中的摩擦较大，粉煤之间的静电作用增强，导致事故的发生。

通过第一变压锁斗2、第二变压锁斗5替换成现有煤粉输送系统中的粉煤锁斗和气化炉，由于第一变压锁斗2和第二变压锁斗5属于变压操作设备，在实验模拟阶段能充当气化炉使用，可以实现不同模拟压力下粉煤的输送要求，该装置简约化、集成布局，第一变压锁斗2和第二变压锁斗5同一水平面布置，减小了垂直空间占用面积，可以满足室内实验空间操作要求，同时降低装置购买成本；装置布局紧促，工艺操作简单、便捷，可应用在试验模拟阶段，解决试验室阶段粉煤高压密相输送模拟难题。

第一变压锁斗2的气体出口与第一粉煤过滤器8的入口管线连接，第二变压锁斗5的气体出口与第二粉煤过滤器9的出口管线连接，减压过程中第一粉煤过滤器8、第二粉煤过滤器9主要起过滤煤粉的作用，将洁净的高压气体放空，可以解决第一变压锁斗2和第二变压锁斗5中的粉煤在泄压过程粉煤排放到大气中造成对环境的污染。

第一粉煤过滤器8的充压口、第二粉煤过滤器9的充压口分别连通有第一充压管线14，在第一变压锁斗2、第二变压锁斗5泄压过程中增加了高温、高压气体补充管线，能防止泄压过程中因设备内压力降低导致粉煤中水分增加堵塞粉煤过滤器，造成安全事故的发生。

第一变压锁斗2的顶部充压口、第二变压锁斗5的顶部充压口连通有第二充压管线15，第二充压管线15的作用是向第一变压锁斗2和第二变压锁斗5内部充压，满足实验要求，第一变压锁斗2、第二变压锁斗5上安装有压力表25，通过高压气体升压，使第一变压锁斗2、第二变压锁斗5内部达到实验模拟需求的压力，通过压力表25进行检测，满足粉煤给料输送要求，便于研究物料进出第二变压锁斗5的物料输送特性。

第一变压锁斗2的底部充压口、第二变压锁斗5的底部充压口连通有第三充压管线16，第三充压管线16的作用是疏松物料，防止物料下落过程中架桥，造成管路堵塞。

第一通气锥4、第二通气锥7的充压口连通有第四充压管线17，第四充压管线17的作用是用于物料的输送。

第一充压管线14、第二充压管线15、第三充压管线16、第四充压管线17上分别沿气体的流通方向依次装设有第一调节阀18、第一流量计19，第一调节阀18门开度，进而控制进入实验装置中粉煤的流量、输送气量大小，第一流量计19主要计量输送过程中粉煤、高压气体流量；同时第一充压管线14、第二充压管线15、第三充压管线16、第四充压管线17的气源可以根据实验要求进行更换，例如氮气、二氧化碳作为气体载体，同时每次试验结束后，利用二氧化碳作为吹扫置换气，方便吹扫残留在管线中的粉煤，也减少了残留在管线中的粉煤对管线的腐蚀和凝固，操作更加的便捷。

常压储罐1与第一变压锁斗2之间的管线、第一烧结过滤器3与第一通气锥4之间的管线、第二烧结过滤器6与第二通气锥7之间的管线上分别沿物料的流动方向依次设有第二调节阀20、第二流量计21，第二调节阀20的作用的控制物料的流量，通过第二流量计21对流量进行测量。

第一粉煤过滤器8、第二粉煤过滤器9的出口连接有放空管22，放空管22上沿气体的流通方向装设有第三调节阀23、第三流量计24，通过第三调节阀23调节放空气体的气量大小，第三流量计24检测放空气体的流量。

该实施例具体的操作过程：

粉煤先进入常压储罐1，依靠重力下料进入，粉煤经常压储罐1的出口进入第一变压锁斗2内，同时控制煤粉进入第一变压锁斗2的流量，粉煤进入第一变压锁斗2后，常压储罐1与第一变压锁斗2之间的阀门关闭，第一变压锁斗2与第二变压锁斗5之间的阀门关闭，使得第一变压锁斗2与常压储罐1、第二变压锁斗5隔离，依靠高压密相输送气体给第一变压锁斗2冲压，压力达到设定输送压力后，停止充压；

第二变压锁斗5充压后，打开第一变压锁斗2与第二变压锁斗5之间的阀门，通过高压气体输送向第二变压锁斗5开始进料，第二变压锁斗5进料后，同时关闭第二变压锁斗5与减压管10之间的阀门，在第二变压锁斗5内停留一段时间后，打开第二变压锁斗5与减压管10之间的阀门，通过减压管10将压力减为常压后完成整个给料过程；

第二次循环给料过程先通过第一粉煤过滤器8、第二粉煤过滤器9将第一变压锁斗2、第二变压锁斗5内的压力减为常压后，然后常压储罐1开始进料，按照上面过程依次操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。