【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤气化工领域，尤其涉及一种湿煤气化细渣炉前粒化装置及实施方法。
技术介绍
1、煤气化是目前煤化工发展的核心技术，旨在实现煤炭的清洁高效利用。气化细渣是煤气化过程中生成的副产物，是一种煤基固体废弃物，其年产量高达3000万吨。其具有挥发分含量少、可燃质组分以固定碳为主、灰分高、水分高等特点，资源化利用难度大，目前处置方式以填埋、堆积为主。据相关数据表明，每吨煤气化细渣的占地面积达5亩以上，对生态环境、化石能源高效利用等带来极大挑战。由于流化床锅炉具有燃料适应性强、锅炉负荷易于调节、低nox排放以及密相区传热能力强等特点，采用流化床燃烧技术是实现煤气化细渣规模化消纳的有利途径。由于煤气化细渣含水量高，直接将其投入循环流化床炉膛中进行燃烧是具有很大难度的，其很难形成合理的流化，从而导致无法有效燃烧。因此，如何高效地将煤气化细渣制备成更加符合流化床燃料要求的粒度是实现气化细渣高效率碳转化的关键。
2、因此，本领域的技术人员致力于开发一种湿煤气化细渣炉前粒化装置和方法，可以实现对煤气化细渣的高效利用。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是湿煤气化细渣直接投入流化床燃烧因粒度不合适导致不合理流化态，进而导致碳转化率低，以及湿煤气化细渣水分大导致的燃烧效率低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种湿煤气化细渣炉前粒化装置，包括湿煤气化细渣储存装置、柱塞泵入口、柱塞泵出口、柱塞泵、一级机械粒化装置、二级蒸汽粒化装
3、进一步地，所述一级机械粒化装置由两个转向相反的锯型齿轮构成，湿煤气化细渣经过所述一级机械粒化装置后实现初步切割分散。
4、进一步地，所述二级蒸汽粒化装置包括蒸汽管路、给料管道和播料风管路，所述给料管道两端分别连接所述一级机械粒化装置和所述炉膛给料口，所述给料管道上设置有蒸汽管路入口和播料风入口，所述蒸汽管路与所述蒸汽管路入口相连；所述播料风管路与所述播料风入口相连，所述湿煤气化细渣经过所述二级蒸汽粒化装置后被进一步破碎和干燥。
5、进一步地，所述柱状湿煤气化细渣的经过所述二级蒸汽粒化装置后粒径减小为0～50mm的颗粒团，且湿煤气化细渣的含水率降低，达到合适的入炉含水率。
6、本专利技术还提供了一种湿煤气化细渣炉前粒化的实施方法，使用如权利要求1～4所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，所述方法包括以下步骤：
7、步骤1、将储存在所述湿煤气化细渣储存装置中的湿煤气化细渣由所述柱塞泵泵送，形成柱状湿煤气化细渣，送入所述一级机械粒化装置；
8、步骤2、将所述步骤1得到的柱状湿煤气化细渣被所述一级机械粒化装置进行初步细化；
9、步骤3、将所述步骤2中初步细化的柱状湿煤气化细渣在重力作用下进入所述二级蒸汽粒化装置的给料管道；
10、步骤4、所述步骤3中的所述初步细化的柱状湿煤气化细渣进入所述给料管道后，带有一定压力的蒸汽通过蒸汽管路进入所述给料管道，对初步细化的柱状湿煤气化细渣起到高压破碎以及干化的作用，从而得到进一步破碎的颗粒状湿煤气化细渣；
11、步骤5、将所述步骤4中进一步破碎的颗粒状湿煤气化细渣经播料风以及蒸汽经所述炉膛给料口吹入循环流化床炉膛内。
12、进一步地，所述步骤2中的所述一级机械粒化装置为一对反向转动的锯型齿轮，所述柱状湿煤气化细渣经过初步细化后被剪切为长度不一的柱状湿煤气化细渣。
13、进一步地，所述步骤4中的蒸汽来自于锅炉运行过程中的蒸汽。
14、进一步地，所述步骤4中的蒸汽压力为1～2mpa。
15、进一步地，所述步骤4中进一步破碎的颗粒状湿煤气化细渣为粒度不一的湿煤气化细渣颗粒，所述湿煤气化细渣颗粒的粒度为0～50mm之间。
16、进一步地，所述步骤5中的播料风来自于锅炉运行过程中的一次风，所述播料风的风速为80～100m/s。
17、湿煤气化细渣的粒度对于在流化床内的燃烧有着重要影响，而直接投入流化床燃烧因不合理流化态导致碳转化率低，针对湿煤气化细渣的炉前粒化装置鲜有报道。此外，二级破碎过程中采用蒸汽破碎，蒸汽的来源以及蒸汽压力急剧下降对破碎后的气化细渣的推动力不足的问题是需要考虑的，其在布风板上的分布对于燃烧具有一定影响。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：
19、1.本专利技术采用两级破碎耦合系统，一级采用矩形齿轮机械破碎，在湿煤气化细渣重力的作用下反向快速切割分散。切割后的湿煤气化细渣自然掉落至二级粒化装置，二级采用蒸汽破碎，切割后的湿煤气化细渣在高压和高热的蒸汽作用下被进一步冲击分散。破碎后的湿煤气化细渣可以形成合理的粒径分布，并均匀地分布在布风板。可以有效地实现湿煤气化细渣合理的粒度分布，达到入炉要求，保证高燃烧效率。
20、2.本专利技术的蒸汽来源是锅炉运行中产生的过剩蒸汽，形成自产自用的闭环回路。锅炉运行过程中会产生过剩蒸汽，通过气路来进一步运用。针对高压蒸汽对湿煤气化细渣的破碎是由于高压蒸汽在接触湿煤气化细渣时会发生动能变化、压力波动、惯性效应、爆炸效应以及摩擦膨胀等综合作用。此外，蒸汽高压冲击破碎后压力快速下降导致对湿煤气化细渣的推动力不足，我们引用部分一次风(播料风)来进一步推动不同粒度的湿煤气化细渣在布风板内形成合理的分布。通过蒸汽和一次风的使用可以提高蒸汽的利用率，进一步破碎湿煤气化细渣的粒径。
21、3.本专利技术可以降低湿煤气化细渣的含水率，达到合适的入炉含水率，从而提高其燃烧效率。高温高压的蒸汽对湿煤气化细渣进行破碎时，会出现热量传递从而对其起到干燥的作用。此外，破碎后的湿煤气化细渣与环境的热量传递会加速，进一步降低其含水量。依靠热量传递以及颗粒破碎后与环境的传热来降低湿煤气化细渣的含水率。
22、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，包括湿煤气化细渣储存装置、柱塞泵入口、柱塞泵出口、柱塞泵、一级机械粒化装置、二级蒸汽粒化装置、炉膛给料口、循环流化床炉膛，其中，所述湿煤气化细渣储存装置下部设有出料口并与所述柱塞泵入口连接，所述柱塞泵出口与所述一级机械粒化装置上端相连，所述一级机械粒化装置下端与所述二级蒸汽粒化装置的上端相连，所述二级蒸汽粒化装置的下端与所述炉膛给料口相连，所述炉膛给料口位于所述循环流化床炉膛的侧面。
2.如权利要求1所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，所述一级机械粒化装置由两个转向相反的锯型齿轮构成，湿煤气化细渣经过所述一级机械粒化装置后实现初步切割分散。
3.如权利要求1所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，所述二级蒸汽粒化装置包括蒸汽管路、给料管道和播料风管路，所述给料管道两端分别连接所述一级机械粒化装置和所述炉膛给料口，所述给料管道上设置有蒸汽管路入口和播料风入口，所述蒸汽管路与所述蒸汽管路入口相连；所述播料风管路与所述播料风入口相连，所述湿煤气化细渣经过所述二级蒸汽粒化装置后被进一步破碎和干燥。
<...【技术特征摘要】
1.一种湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，包括湿煤气化细渣储存装置、柱塞泵入口、柱塞泵出口、柱塞泵、一级机械粒化装置、二级蒸汽粒化装置、炉膛给料口、循环流化床炉膛，其中，所述湿煤气化细渣储存装置下部设有出料口并与所述柱塞泵入口连接，所述柱塞泵出口与所述一级机械粒化装置上端相连，所述一级机械粒化装置下端与所述二级蒸汽粒化装置的上端相连，所述二级蒸汽粒化装置的下端与所述炉膛给料口相连，所述炉膛给料口位于所述循环流化床炉膛的侧面。
2.如权利要求1所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，所述一级机械粒化装置由两个转向相反的锯型齿轮构成，湿煤气化细渣经过所述一级机械粒化装置后实现初步切割分散。
3.如权利要求1所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，所述二级蒸汽粒化装置包括蒸汽管路、给料管道和播料风管路，所述给料管道两端分别连接所述一级机械粒化装置和所述炉膛给料口，所述给料管道上设置有蒸汽管路入口和播料风入口，所述蒸汽管路与所述蒸汽管路入口相连；所述播料风管路与所述播料风入口相连，所述湿煤气化细渣经过所述二级蒸汽粒化装置后被进一步破碎和干燥。
4.如权利要求1所述的湿煤气化细渣炉前粒化装置，其特征在于，所述柱状湿煤气化细...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，韩向新，高政，刘加勋，张继轩，李兹润，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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