本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及低阶粉煤气力输送系统。
背景技术：
我国能源结构的特点是“缺油、少气、富煤”。石油和天然气在2030年内对外的依存度分别达到71％和42％；我国煤炭资源丰富，但中低阶煤炭(褐煤、长焰煤、烟煤)占55％以上，原煤除了部分用于炼焦、转化加工外，绝大部分用于直接燃烧。煤直接燃烧，导致煤炭中富含的油气资源还没有得到充分的提炼利用，而且直接燃烧热效率低，对环境破坏严重。2015年3月9日，工业和信息化部、财政部联合下发了《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020)》，对工业领域煤炭清洁化利用作出布局。
因此，如何实现煤炭的高效清洁利用具有十分重要的意义。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出低阶粉煤气力输送系统。采用该系统不仅可以实现低阶粉煤中低温快速热解炉气力输粉的乏汽回收重复利用，还能有效解决热解炉顶部料仓中粉煤扬尘、易燃易爆以及低阶粉煤输送至料仓后气粉不易分离和除尘的问题。
本发明是基于以下问题提出的：
通过将煤在惰性气氛下进行热解，可以制取半焦、煤气和焦油等产品，进而能够实现煤的梯级利用，显著提高煤炭的综合利用效率。而通过气力输送将低阶粉煤送入热解炉进行热解过程中，将低阶粉煤输送至热解炉顶部的料仓后，由于粉煤粒径较小，气粉不易分离，易扬尘，且易燃易爆，安全隐患较大。
为此，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种低阶粉煤气力输送系统，包括：
储气罐，所述储气罐具有出气口、回气口和排气阀；
气力输送装置，所述气力输送装置具有粉煤入口、载气入口和与所述风粉出口，所述载气入口与所述出气口相连通；
风粉输送总管，所述风粉输送总管的进口与所述风粉出口相连通，所述风粉输送总管的出口与炉顶料仓的进料口相连通；
第一旋风分离器组，所述第一旋风分离器组与所述炉顶料仓的出气口相连通；
布袋除尘器，所述布袋除尘器分别与所述第一旋风分离器组和所述储气罐的回气口相连。
根据本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统，可以在气力输送装置中使粉煤和储气罐中的气体充分混合，然后利用风粉输送总管将粉煤输送至炉顶料仓中进行粉煤沉降和风粉分离，再依次利用第一旋风分离器和布袋除尘器对炉顶料仓中的乏气进行除尘和回收再利用，并将经过布袋除尘器得到洁净风送入储气罐储存备用。由此，通过采用本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统，不仅可以将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓中，还可以对气力输送过程中的乏气进行两级除尘并回收再利用，实现无废气直接对空排放，同时有效解决低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓后气粉不易分离、易扬尘、且易燃易爆的问题，进而满足环保和生产安全要求。此外，本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统还具有安全可靠、稳定、原料适用性强、进料控制方便、灵活和管道磨损较小等优点，适用于长周期运行。
另外，根据本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述炉顶料仓包括多个顶部首尾连通的炉顶料仓，每个所述炉顶料仓的进料口分别通过风粉输送支管与所述风粉输送总管相连通。由此，可以有效解决热解系统中热解炉炉顶料仓多点布料的难题，并实现多级炉顶料仓粉煤沉降。
在本发明的一些实施例中，所述第一旋风分离器组设置在位于末端位置的所述炉顶料仓的上方且连通所述炉顶料仓与所述布袋除尘器。由此，可以进一步减少炉顶料仓排出的乏气中携带的粉煤量，并显著提高对乏气的除尘效果。
在本发明的一些实施例中，低阶粉煤气力输送系统进一步包括：第二旋风分离器组，所述第二旋风分离器组设置在位于首端位置的所述炉顶料仓的上方且连通所述炉顶料仓与所述布袋除尘器。由此，可以进一步提高对风粉分离后的乏气进行除尘和回收的效率。
在本发明的一些实施例中，所述第一旋风分离器组和所述第二旋风分离器组分别独立地为二级旋风分离器。由此，可以进一步提高对乏气的除尘效果和粉煤的回收率。
在本发明的一些实施例中，所述第一旋风分离器组和所述第二旋风分离器组的排气端均设置有阀门，排料端均设置有锁气器。由此，不仅可以实现安全检修，还可以有效避免炉顶料仓中的乏气直接从旋风分离器组的排料端进入旋风分离器，并有效回收对乏气进行旋风除尘后得到的粉煤。
在本发明的一些实施例中，所述风粉输送支管上设置有阀门。由此，不仅可以灵活控制多个炉顶料中的储料量，还可以通过阀门的隔离作用实现安全检修。
在本发明的一些实施例中，所述风粉输送总管上位于与所述风粉输送支管连接处的下游端均设置有阀门。由此，可以进一步控制多个炉顶料仓中的储料量，还可以通过阀门的隔离作用实现安全检修。
在本发明的一些实施例中，位于首端位置的所述炉顶料仓与所述布袋除尘器通过管道直接连通，所述管道上设置有锁气器。由此，不仅可以避免炉顶料仓中的乏气直接进入布袋除尘器，还能有效回收经过布袋除尘后得到的粉煤。
在本发明的一些实施例中，所述阀门为气动圆顶阀或气动插板阀。由此，可以通过逻辑控制是否向各个炉顶料仓中送料或向布袋除尘器中排气。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的低阶粉煤气力输送系统的结构示意图。
图2是根据本发明又一个实施例的低阶粉煤气力输送系统的结构示意图。
图3是根据本发明再一个实施例的低阶粉煤气力输送系统的结构示意图。
图4是根据本发明再一个实施例的低阶粉煤气力输送系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种低阶粉煤气力输送系统，如图1所示，包括：储气罐100、气力输送装置200、风粉输送总管300、第一旋风分离器组400和布袋除尘器500。
其中，储气罐100具有出气口110、回气口120和排气阀130；气力输送装置200具有粉煤入口210、载气入口220和与风粉出口230，载气入口220与出气口110相连通；风粉输送总管300的进口310与风粉出口230相连通，风粉输送总管300的出口320与炉顶料仓600的进料口610相连通；与炉顶料仓600的出气口620相连通；布袋除尘器500分别与第一旋风分离器组400和储气罐100的回气口120相连。
根据本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统，可以在气力输送装置200中使粉煤和储气罐100中的气体充分混合，然后利用风粉输送总管300将粉煤输送至炉顶料仓600中进行粉煤沉降和风粉分离，再依次利用第一旋风分离器400和布袋除尘器500对炉顶料仓中的乏气进行除尘和回收再利用，并将经过布袋除尘器500得到洁净风送入储气罐100储存备用。由此，通过采用本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统，不仅可以将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓中，还可以对气力输送过程中的乏气进行两级除尘并回收再利用，实现无废气直接对空排放，同时有效解决低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓后气粉不易分离、易扬尘、且易燃易爆的问题，进而满足环保和安全生产的要求。此外，本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统还具有安全可靠、稳定、原料适用性强、进料控制方便、灵活和管道磨损较小等优点，适用于长周期运行。
下面参考图1-4对本发明上述实施例的低阶粉煤气力输送系统进行详细描述。
根据本发明的具体实施例，如图2所示，炉顶料仓600可以包括多个顶部通过连通管640首尾连通的炉顶料仓，每个炉顶料仓600的进料口610分别通过风粉输送支管330与风粉输送总管300相连通。本发明中通过采用上述设置，可以利用不同的风粉输送支管330对各个炉顶料仓进行分别布料，使风粉中的粉煤在不同的炉顶料仓600中进行沉降，实现风粉分离。由此，不仅可以有效解决热解系统中热解炉炉顶料仓多点布料的难题，还可以实现多级炉顶料仓粉煤沉降，使风粉充分分离，进而进一步显著减少炉顶料仓600输出的乏气中携带的粉煤量。
根据本发明的具体实施例，如图2所示，第一旋风分离器组400可以设置在位于末端位置的炉顶料仓600的上方且连通炉顶料仓600与布袋除尘器500。风粉进入炉顶料仓600后，粉煤沉降进而实现风粉分离，本发明中通过将第一旋风分离器组400设置在位于末端位置的炉顶料仓600的上方，可以使风粉中的粉煤在多级炉顶料仓600内充分沉降，进而进一步减少炉顶料仓600排出的乏气中携带的粉煤量，由此，可以进一步提高对乏气进行除尘的效率和效果；此外，通过将第一旋风分离器组400与布袋除尘器500相连，可以对经过旋风除尘后的乏气进行两级除尘，进一步回收乏气中的粉煤并得到洁净风，其中，经过两级除尘得到的洁净气能够满足重复使用的质量要求，可以送入储气罐100储存备用，由此，可以进一步提高粉煤的利用率并实现无废气直接对空排放，进而满足环保和安全生产的要求。
根据本发明的具体实施例，如图3所示，低阶粉煤气力输送系统可以进一步包括：第二旋风分离器组700，第二旋风分离器组700可以设置在位于首端位置的炉顶料仓600的上方且连通炉顶料仓600与布袋除尘器500。本发明中通过进一步设置第二旋风分离器组700，可以进一步提高对对风粉分离后的乏气进行除尘和回收的效率，实现无废气直接对空排放，并有效解决低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓后600气粉不易分离、易扬尘、且易燃易爆的问题，进而满足环保和安全生产的要求。
根据本发明的具体实施例，第一旋风分离器组400和第二旋风分离器组700可以分别独立地为二级旋风分离器。由此，可以进一步提高对乏气的除尘效果和粉煤的回收率。
根据本发明的具体实施例，第一旋风分离器组400和第二旋风分离器组700的排气端可以均设置有阀门，排料端可以均设置有锁气器，如图2所示，410和420分别为第一旋风分离器组400排气端的阀门和排料端的锁气器。由此，本发明中通过分别在旋风分离器组的排气端设置阀门，排料端设置锁气器，不仅可以通过阀门和锁气器的隔离作用实现安全检修，还可以有效避免炉顶料仓中的乏气直接从旋风分离器组的排料端进入旋风分离器，可有效回收乏气中的煤粉。
根据本发明的具体实施例，风粉输送支管330上可以设置有阀门。本发明中通过在风粉输送支管330上设置阀门，不仅可以灵活控制多个炉顶料中的储料量，并有效避免炉顶料仓中的粉煤高于最高储料位630，还可以通过阀门的隔离作用实现安全检修。
根据本发明的具体实施例，风粉输送总管300上位于与风粉输送支管330连接处的下游端均设置有阀门。由此，不仅可以进一步控制多个炉顶料中的储料量，并有效避免炉顶料仓中的粉煤高于最高储料位630，还可以通过阀门的隔离作用实现安全检修。
根据本发明的具体实施例，位于首端位置的炉顶料仓600与布袋除尘器500通过管道直接连通，管道上设置有锁气器。由此，不仅可以有效避免炉顶料仓中的乏气直接进入布袋除尘器，还能有效回收经过布袋除尘后得到的粉煤，并将回收得到的粉煤送入位于首端位置炉顶料仓600中。
根据本发明的具体实施例，可以采用惰性气体实现低阶粉煤的气力输送。根据本发明的具体实施例，可以采用氮气或二氧化碳实现低阶粉煤的气力输送。由此，可以进一步提高低阶粉煤气力输送系统的安全性。
根据本发明的具体实施例，储气罐100中的气体质量变差时，可以开启排气阀130将部分气体排送至锅炉二次风管，并向储气罐100中补充部分新的惰性气体，进而保证储气罐100中的气体质量合格。
根据本发明的具体实施例，低阶粉煤气力输送系统中的阀门可以为气动圆顶阀或气动插板阀。由此，可以通过设置逻辑控制装置控制相关的气动圆顶阀或气动插板阀，进而可以自动判断炉顶料仓600中的粉煤料位实现自动优化加料控制、自动判断启动旋风分离器组400和/或700优化旋风分离器组的除尘效果以及自动判断储气罐100中气体的质量，实现自动换气功能。
根据本发明的具体实施例，低阶粉煤的粒径可以不大于8mm，湿度可以不大于10重量％。由此，可以进一步提高对低阶粉煤进行气力输送的效率。
下面参考图4对本发明具体实施例的低阶粉煤气力输送系统的实施方式进行详细描述。
首先，在气力输送装置200中使粉煤和储气罐100中的气体充分混合，然后利用风粉输送总管300将粉煤输送至炉顶料仓600内进行粉煤沉降和风粉分离，再依次利用第一旋风分离器400和第二旋风分离器700以及布袋除尘器500对炉顶料仓600中的乏气进行除尘和回收再利用，并将经过布袋除尘器500得到洁净风送入储气罐100储存备用。其中，炉顶料仓600包括四个通过顶部连通管640首尾相连的A、B、C和D四个料仓，风粉输送支管330上分别设置有A1、B1和C1三个阀门，风粉输送总管300上位于与风粉输送支管330连接处的下游端设置有A2、B2和C2三个阀门。通过A1、B1和C1以及A2、B2和C2阀门的配合使用，可以实现对A、B、C和D四个炉顶料仓的灵活加料。
具体地，当炉顶料仓A中粉煤料位过低时，可以打开阀门A1，关闭阀门A2、B1、B2、C1和C2，由此，可以单独将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓A中，粉煤随气体进入炉顶料仓A后，粉煤下降，气体通过炉顶料仓顶部的连通管640进入炉顶料仓B中，再依次进入炉顶料仓C和D中，使炉顶料仓B、C和D中的粉煤再次下沉，气体最后从炉顶料仓A和D顶部的出气口620进入第二旋风分离器组700和第一旋风分离器组400进行旋风除尘。
当炉顶料仓B中粉煤料位过低时，可以打开阀门A2和B1，关闭阀门A1、B2、C1和C2，由此，可以单独将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓B中，粉煤随气体进入炉顶料仓B后，粉煤下降，气体通过炉顶料仓顶部的连通管640进入炉顶料仓A、C和D中，使炉顶料仓A、C和D中的粉煤再次下沉，气体最后从炉顶料仓A和D顶部的出气口620进入第二旋风分离器组700和第一旋风分离器组400进行旋风除尘。
当炉顶料仓C中粉煤料位过低时，可以打开阀门A2、B2和C1，关闭阀门A1、B1、C2，由此，可以单独将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓C中，粉煤随气体进入炉顶料仓C后，粉煤下降，气体通过炉顶料仓顶部的连通管640进入炉顶料仓B、A和D中，使炉顶料仓A、B和D中的粉煤再次下沉，气体最后从炉顶料仓A和D顶部的出气口620进入第二旋风分离器组700和第一旋风分离器组400进行旋风除尘。
当炉顶料仓D中粉煤料位过低时，可以打开阀门A2、B2和C2，关闭阀门A1、B1、C1，由此，可以单独将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓D中，粉煤随气体进入炉顶料仓D后，粉煤下降，气体通过炉顶料仓顶部的连通管640进入炉顶料仓C中，再依次进入炉顶料仓B和A中，使炉顶料仓A、B和C中的粉煤再次下沉，气体最后从炉顶料仓A和D顶部的出气口620进入第二旋风分离器组700和第一旋风分离器组400进行旋风除尘。
当炉顶料仓B和C中粉煤料位过低时，可以打开阀门A2、B1、B2和C1，关闭阀门A1和C2，由此，可以将低阶粉煤通过气力提升输送至炉顶料仓B和C中，粉煤随气体进入炉顶料仓B和C后，粉煤下降，气体通过炉顶料仓顶部的连通管640进入炉顶料仓A和D中，使炉顶料仓A和D中的粉煤再次下沉，气体最后从炉顶料仓A和D顶部的出气口620进入第二旋风分离器组700和第一旋风分离器组400进行旋风除尘。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。