[发明专利]旋风分离器及预热式气化系统

说明书

一种旋风分离器，包括入口通道、旋风筒体、锥段和出口，其中，入口通道包括与旋风筒体相切的切向侧壁；入口通道与旋风筒体的上部连通，入口通道开设供待分离物进入的入口，使待分离物从该入口进入后再沿旋风筒体的切向进入筒体内部；旋风筒体的下部与锥段的敞口端连接，锥段收口端作为下部出口，被分离出的固体配置为通过旋风筒体落入锥段；出口与旋风筒体顶部连通，被分离出的气体通过旋风筒体进入出口，离开旋风分离器；切向侧壁面上和/或旋风筒体上开设有至少一个扰流风入口。本发明的旋风分离器可实现预热式气化工艺中预热单元和气化单元之间热量、质量和燃料粒径分配的连续、定量调节。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体地涉及一种旋风分离器，以及包含该旋风分离器的预热式气化系统。

背景技术

煤炭气化技术是我国洁净煤技术的重要组成部分，是高效、洁净利用煤炭的主要途径之一，已成为众多现代能源和化工系统的核心技术。气流床煤气化工艺反应温度高、可以采用液态排渣，气化强度高、生产能力大、碳转化率高，已成为现在煤气化技术的主要发展方向。但现有的气流床气化工艺存在入炉煤粉粒径小、制备成本高、对煤种限制大等问题。预热式气化工艺通过将煤的预热和气化相结合，实现对煤气化反应过程的梯级控制，在有效降低系统对原料煤粒径的要求的同时，以富氧/纯氧或空气加水蒸气为气化剂，实现高效气化，同时可提高产品气中有效气含量。

预热气化工艺中，预热单元和气化单元之间热量、质量及燃料粒径的匹配是工艺实现、系统运行稳定、系统气化性能指标优化的关键因素。现有技术中，可以针对指定输入条件(例如煤种、煤粒径、气化负荷)，在系统设计时通过设计获得预热单元和气化单元之间热量、质量和燃料粒径的最佳匹配关系，但当系统运行偏离设计负荷或实际运行变换煤种、粒径时，预热单元和气化单元之间的最优匹配关系被破坏，会使得气化性能指标(例如有效气比例、碳转化率、冷煤气效率等)不能满足生产要求，严重时会导致系统无法稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种旋风分离器及预热式气化系统，以解决以上所述的至少部分技术问题。本发明的目的还在于提供一种预热气化工艺中预热单元和气化单元之间热量、质量及燃料粒径分配的调节装置，其能够提高预热气化系统运行的稳定性和灵活性，拓宽单套系统的气化煤种及煤粒径的适应性。

本发明的目的还在于提供一种预热气化系统，其能够确保预热单元和气化单元之间热量、质量及燃料粒径分配的可调节性，以保证系统运行的稳定性及灵活性。

根据本发明的一方面，提供一种旋风分离器，包括入口通道、旋风筒体、锥段和出口，其中，

所述入口通道包括与旋风筒体相切的切向侧壁；

所述入口通道与旋风筒体的上部连通，入口通道开设供待分离物进入的入口，使待分离物从该入口进入后再沿旋风筒体的切向进入筒体内部；

旋风筒体的下部与锥段的敞口端连接，锥段收口端作为下部出口，被分离出的固体配置为通过旋风筒体落入锥段；出口与旋风筒体顶部连通，被分离出的气体通过旋风筒体进入出口，离开旋风分离器；

所述切向侧壁面上和/或所述旋风筒体上开设有至少一个扰流风入口。

在进一步的方案中，所述扰流风入口为多个，沿着所述切向侧壁的高度方向布置。

在进一步的方案中，所述扰流风入口与所述切向侧壁的夹角为大于30°。

在进一步的方案中，还包括一扰流风角度调节装置，与所述扰流风入口机械连接，用于调节扰流风入口与切向侧壁面或者旋风筒体壁面的夹角。

在进一步的方案中，所述扰流风入口至少有一列位于切向侧壁面与旋风筒体相切的切线上。

在进一步的方案中，所述扰流风入口设置于旋风筒体顶板，使扰流风垂直向下通入旋风筒体内部。