一种公用水煤浆高压加料分配输送及压力回收系统

本发明属于煤炭清洁高效利用，具体涉及一种公用水煤浆高压加料分配输送及压力回收系统。

背景技术：

1、水煤浆在作为原煤输送的一种重要的途径，尤其在煤炭的化工产业链中，有着至关重要的地位。“清洁高效低碳”是煤炭能源利用的必然要求，也是近年来各行业不断追求的目标。超临界水气化作为一种新型的煤炭利用方式，其重构化石能源转化过程中物质与能量转化的关联关系，将传统“一把火烧，水火分离”的模式转变为“以水为基，水火交融”的新模式，实现煤炭的洁净、低碳、高效转化，将环境负面影响降到最小。在煤炭超临界水气化的流程中，煤炭以水煤浆的形式作为物料，在高压条件下被输送至超临界水气化反应器完成相关反应。

2、水煤浆虽然在传统气化方式中有着广泛的应用，但是其应用条件远低于超临界水气化所需的压力，高温高压的超临界水气化技术对水煤浆的分配和输送有着更高的要求。现有技术的流程对于超临界水气化得到的高压产气压力利用的与需要压力驱动来输送水煤浆的环节没有有效衔接利用。因此，在安全前提下，将高压产气的压力回收并利用在水煤浆输送环节，并且使水煤浆输送及加料环节可以在低压与高压条件下转换以及合理分配，是该技术运行操作的关键内容，水煤浆的高压、无间断输送也成为该技术大规模产业化应用的重要要求。通过回收超临界水气化反应系统的压力，实现水煤浆高压加料分配系统是减少能源浪费的关键问题之一，是实现煤炭超临界水气化商业应用的必要前提。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种公用水煤浆高压加料分配输送及压力回收系统，用于解决超临界水气化系统中水煤浆物料的低压填料与高压输送环节的切换过程及压力回收利用的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种公用水煤浆高压加料分配输送及压力回收系统，包括水煤浆搅拌存储单元，水煤浆搅拌存储单元依次连接低压煤浆输送单元、公用水煤浆高压加料系统单元和超临界水气化反应系统，超临界水气化反应系统经高压产气回收单元连接至低压煤浆输送单元，水煤浆搅拌存储单元的水煤浆在高压产气回收单元中气体压力的驱动下，经低压煤浆输送单元进入公用水煤浆高压加料系统单元，通过公用水煤浆高压加料系统单元分配水煤浆并进行升压，然后喷送至超临界水气化反应系统内，实现高压水煤浆的完全气化。

4、具体的，水煤浆搅拌存储单元中设置有能够定时运行的搅拌装置。

5、具体的，高压产气回收单元设置有缓冲罐，超临界水气化反应系统将获得的高压富co2气体产物经缓冲罐输送至低压煤浆输送单元，通过高压富co2气体驱动低压水煤浆输送。

6、具体的，公用水煤浆高压加料系统单元包括加料单元，每组加料单元的输入端经水煤浆分配控制阀连接水煤浆分配集箱，加料单元的输出端连接超临界水气化反应器。

7、进一步的，加料单元包括加料器，加料器与水煤浆分配控制阀之间的连接管路上对应设置有低压填料控制阀，常规加料器和辅助加料器与超临界水气化反应器之间的连接管路上设置有加料器出料控制阀；加料器一端经加料器升压控制阀连接总升压控制阀，另一端连接有加料器泄压控制阀。

8、再进一步的，加料器包括常规加料器与辅助加料器，常规加料器经对应的加料器出料控制阀和常规加料器切料阀与超临界水气化反应器连接，辅助加料器经对应的加料器出料控制阀和辅助加料器切料控制阀连接常规加料器切料阀。

9、再进一步的，在保持常规加料器对应的加料器出料控制阀和相对应的加料器升压控制阀关闭的条件下，打开常规加料器对应的加料器泄压控制阀，将常规加料器中的压力降至常压状态；打开每组加料单元的水煤浆分配控制阀与低压填料控制阀，使水煤浆分配集箱中的水煤浆注入常规加料器，完成常规加料器在系统运行时的低压填料补充，任何关闭所有水煤浆分配控制阀及对应的低压填料控制阀；

10、在常规加料器对应的加料器出料控制阀关闭的条件下，打开常规加料器对应的加料器升压控制阀，使常规加料器的内部压力升至指定值；随后关闭辅助加料器对应的加料器出料控制阀、辅助加料器切料控制阀和加料器升压控制阀，打开常规加料器对应的加料器出料控制阀，保持常规加料器升压控制阀打开，使水煤浆由辅助加料器供给转换为常规加料器供给；

11、在需要补充水煤浆时，在辅助加料器对应的加料器出料控制阀及对应的加料器升压控制阀关闭的情况下，打开辅助加料器对应的加料器泄压控制阀，将辅助加料器中的压力降至常压状态；打开加料单元的水煤浆分配控制阀与对应的低压填料控制阀，使水煤浆分配集箱中的水煤浆注入辅助加料器，完成辅助加料器在系统运行时的低压填料补充，然后关闭所有水煤浆分配控制阀及对应的低压填料控制阀；

12、在需要将常规加料器和/或辅助加料器内水煤浆反送至水煤浆分配集箱时，关闭总升压控制阀与需要反送水煤浆的常规加料器和/或辅助加料器对应的加料器出料控制阀及加料器升压控制阀，打开对应的加料器泄压控制阀使加料器内部压力降低至常压；随后关闭加料器泄压控制阀，打开低压填料控制阀中与水煤浆分配阀中相对应的阀门，使加料器内部的水煤浆反送至水煤浆分配集箱，完成水煤浆的回收与循环利用。

13、更进一步的，常规加料器与常规加料器切料阀之间的连接管路上设置有安全控制阀。

14、进一步的，加料单元包括多组，多组加料单元并联设置。

15、具体的，低压煤浆输送单元和公用水煤浆高压加料系统单元之间的管路上设置有安全控制单元。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

17、一种公用水煤浆高压加料分配输送及压力回收系统，水煤浆搅拌存储单元将制备好的物料集中储存，并通过搅拌使水煤浆处于均匀混合状态；低压煤浆输送单元中的管路将系统中各个组件进行连接，使水煤浆准确输送分配；安全控制单元利用阀门保证运行过程中压力不会过高造成安全事故；公用水煤浆高压加料系统单元将水煤浆进行分配至其中的加料器，并完成物料的升压使其满足进入反应器的条件；超临界水气化反应系统中水煤浆经反应后可得到产品气；具有高压力的气体产物在高压产气回收单元中储存在缓冲罐中，并可以将气体压力有效转化为驱动煤浆低压输送流动的能量。

18、进一步的，搅拌装置定时运行确保煤炭颗粒的均匀混合。

19、进一步的，通过设置回收单元的缓冲罐，并将缓冲罐与水煤浆输送单元相连接，利用气体压力驱动水煤浆的流动，使水煤浆在低压情况下可以被有效输送至公用加料系统的分配集箱与加料器中，实现了回收超临界水气化系统的终端分离后的高压产气的回收，减少了水煤浆输送所需的功耗，避免能量的浪费。

20、进一步的，公用水煤浆高压加料系统单元中利用加料器内水煤浆高压送料时间与低压填料的时间差异可以实现系统正常运行的情况下的循环填料，完成加料器高压与低压状态的转换，使系统连续高压送料的同时对辅助加料器进行水煤浆的低压填料，保证系统的连续运行；同时，可以减少加料器数量的设置，连续运行的条件下降低系统成本。

21、进一步的，系统管路采用不同的低压填料和高压进料水煤浆输送管径，加料器完成水煤浆低压填料过程所需时间远低于高压进料的水煤浆消耗过程，水煤浆分配集箱通过控制分配集箱的与加料器组之间的阀门，可以选择性的分批将水煤浆输送至并联的各组加料器，每个加料器升压管路均配有阀门，可以单独控制阀门的开合从而控制每个水煤浆加料器的压力控制。

22、进一步的，辅助加料器与常规加料器的水煤浆高压输送管路均通过阀门连接，在常规加料器低压填料间隙将水煤浆送至与常规加料器连接的每个喷嘴，每个喷嘴管路前设置进料控制阀门，独立控制每个位置喷嘴的进料要求和操作，加料器中的物料可以反向输送至分配存储区域，实现不同加料器之间物料的转移。

23、进一步的，利用加料器的组合，在并联多组加料器正常运行的高压进料状态下，将低压水煤浆注入辅助加料器，待运行中的高压加料器中的水煤浆消耗至较低水平后，转换至辅助加料器进行高压送料，利用辅助加料器高压进料的时间将剩余加料器完成低压填料实现水煤浆的补充，升压后替换辅助加料器。辅助加料器则可利用常规加料器高压进料的时间差异循环填料，完成运行过程中的持续高压进料。

24、进一步的，每个加料器与水煤浆喷嘴间设置安全控制阀门，保证加料装置的压力在安全范围内运行从而确保高压进料分配系统的安全。

25、进一步的，常规加料器和辅助加料器组成的加料单元可以多组并联，满足不同容积多种水煤浆条件的组合，通过管路连接至水煤浆分配集箱。

26、进一步的，通过在管路处设置安全控制单元防止系统压力过高，保证输送过程的安全性，避免事故发生。

27、综上所述，本发明利用加料器内水煤浆高压送料时间与低压填料的时间差异循环填料，实现超临界水气化反应系统运行过程中的持续高压进料，保证系统的连续运行，并可以减少加料器数量的设置降低成本。

28、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。