一种排渣系统及方法

摘要

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种排渣系统及方法。能够改善排渣管周边的流场分布，避免流场分布不均所带来的排渣不稳定以及排渣不通畅的情况发生，并能够避免中心射流管的磨损等安全隐患。一种排渣系统，包括：气化炉，气化炉的底部设置有气体分布板，气体分布板的上方为气体分布板区，气体分布板的底部向下延伸设置有排渣管，排渣管穿设于所述气化炉的底部，在气化炉的底部形成与气体分布板区连通的柱状排渣通道，并通过连接短节与渣斗系统连通；连接短节靠近排渣管的一端设置环状气体分布器，环状气体分布器用于通过柱状排渣通道向气体分布板区布气，在气体分布板区形成旋流流场，使灰渣可在旋流流场的作用下下落并通过渣斗系统排出。

权利要求

1.一种排渣系统，其特征在于，包括：

气化炉，所述气化炉的底部设置有气体分布板，所述气体分布板的上方为气体分布板区，所述气体分布板的底部向下延伸设置有排渣管，所述排渣管穿设于所述气化炉的底部，在所述气化炉的底部形成与所述气体分布板区连通的柱状排渣通道，并通过连接短节与渣斗系统连通；

所述连接短节靠近所述排渣管的一端设置有环状气体分布器，所述环状气体分布器用于通过所述柱状排渣通道向所述气体分布板区布气，以在所述气体分布板区形成旋流流场，使得灰渣可在旋流流场的作用下下落并通过所述渣斗系统排出；

所述连接短节为由内筒和围绕在所述内筒外侧的外套构成的水蒸气夹套；

所述环状气体分布器为布气环管，所述布气环管朝上设置的一面以同心圆的形式布置有至少三圈布气孔，所述布气孔以直径从最外圈到最内圈由大到小变化的趋势均匀分布，其中，所述布气孔的布气方向与其所在同心圆处的竖直切面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐增大，与水平面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的排渣系统，其特征在于，所述内筒为朝所述外套均匀凹陷有多个凹槽的筒状结构，所述筒状结构通过朝所述外套均匀凹陷的凹槽与所述外套连接，将所述水蒸气夹套分隔为多个相互连通的水蒸气室。

3.根据权利要求2所述的排渣系统，其特征在于，所述凹槽为圆形凹槽。

4.根据权利要求2所述的排渣系统，其特征在于，相邻的两行凹槽对齐排列或者交错排列。

5.根据权利要求1所述的排渣系统，其特征在于，最外圈布气孔的直径为3-4mm，布气方向为竖直向上；

由外而内至少一圈布气孔的直径为2-3mm，布气方向与所在同心圆处的竖直切面之间的夹角为15-30度，与水平面之间的夹角为45-80度；

由内而外至少一圈布气孔的直径为1-2mm，布气方向与所在同心圆处的竖直切面之间的夹角为30-50度，与水平面之间的夹角为30-50度。

6.根据权利要求1所述的排渣系统，其特征在于，所述连接短节的下部还设置有至少两个旋流喷头，所述旋流喷头用于以旋流的方式向所述连接短节内喷入水，使得灰渣可在水的带动下与所述连接短节的内壁发生碰撞。

7.根据权利要求6所述的排渣系统，其特征在于，所述旋流喷头沿所述连接短节的周向均匀布置。

8.根据权利要求6所述的排渣系统，其特征在于，每一个所述旋流喷头的喷射方向为斜向下，且与所对应连接短节位置处的竖直切面之间的夹角为20-45度。

9.根据权利要求1所述的排渣系统，其特征在于，所述渣斗系统包括从上到下依次连通的渣水池和渣锁；

所述渣水池上设置有补水口和液位计；

所述渣水池和所述渣锁之间连通的管道上设置有第一排渣阀；

所述渣锁的底部设置有第二排渣阀。

10.根据权利要求9所述的排渣系统，其特征在于，所述渣水池和所述渣锁的底部均为倒锥形结构。

11.根据权利要求10所述的排渣系统，其特征在于，所述倒锥形结构的锥角为50-90度。

12.根据权利要求9所述的排渣系统，其特征在于，所述排渣系统还包括水洗罐，所述水洗罐设置在所述渣锁的下方，且与所述渣锁的排渣口连通。

13.一种排渣方法，其特征在于，应用于如权利要求1-12任一项所述的排渣系统，包括：步骤1)将煤在气化炉内发生气化反应生成灰渣；

步骤2)通过所述环状气体分布器向所述柱状排渣通道内布气，在所述柱状排渣通道内形成旋流流场，使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出；

当所述连接短节为由内筒和围绕在所述内筒外侧的外套构成的水蒸气夹套时，所述方法还包括：将水蒸气自下而上流过所述水蒸气夹套，与经过所述连接短节下落的灰渣进行换热。

14.根据权利要求13所述的排渣方法，其特征在于，当所述连接短节的下部还设置有至少两个旋流喷头时，所述方法还包括：

通过所述旋流喷头以旋流的方式向所述连接短节内喷入水，使得灰渣在水的带动下与所述连接短节的内壁发生碰撞。

15.根据权利要求13所述的排渣方法，其特征在于，当所述渣斗系统包括从上到下依次连通的渣水池和渣锁；所述渣水池上设置有补水口和液位计；所述渣水池和所述渣锁之间连通的管道上设置有第一排渣阀；所述渣锁的底部设置有第二排渣阀时；

使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出，具体包括：步骤21)保持所述第一排渣阀开启，所述第二排渣阀关闭，并向所述渣锁和所述渣水池中充入水；

步骤22)使所述灰渣在旋流流场的作用下落入充有水的渣锁和渣水池中；

步骤23)当所述液位计显示液位到达设定值时，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将所述渣锁内的灰渣排出，而后，关闭所述第二排渣阀，并向所述渣锁内充满水；

步骤24)开启所述第一排渣阀，使得所述渣水池中的灰渣落入所述渣锁内，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将排至所述渣锁内的灰渣排出，并关闭所述第二排渣阀；

步骤25)不断重复以上步骤21)、步骤22)、步骤23)和步骤24)，直至将气化炉内产生的灰渣排出。

说明书

一种排渣系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种排渣系统及方法。

背景技术

[0002] 煤催化气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式，是煤制天然气的最高效的气化技术之一。即煤在一定的压力和温度下与水蒸气、氢气和一氧化碳组成的气化剂在催化剂的催化作用下进行气化反应，生成高浓度的甲烷。

[0003] 煤催化气化工艺通常在流化床气化炉中进行，参见图1所示，流化床气化炉1的底部设置锥形气体分布板11和中心射流管12，所述锥形气体分布板11的底部向下延伸设置有排渣管13，所述排渣管13穿过所述气化炉1的底部与渣斗系统2连通，在进行煤催化气化反应时，通过所述气体分布板11和中心射流管12向所述气化炉1中通入气化剂，而煤气化产生的灰渣通过所述排渣管13和所述中心射流管12之间的环隙14排至所述渣斗系统2中，在此过程中，由于煤催化气化反应的工艺要求，气化炉内固相床层较高，压力较大，固相不可压缩，气相被压缩至体积较小，气化炉返混不太剧烈，采用环隙排渣的方式，一方面，中心射流管气速较高，容易对气体分布板的气体分布以及流场分布造成影响，且容易造成高层气化剂偏流，气体分布不均，影响床层气固分布，进而会对环隙排渣造成影响导致排渣不稳定，甚至不排渣等现象；另一方面，环隙排渣还会对中心射流管磨损严重，甚至造成安全事故。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于，提供一种排渣系统及方法，能够改善排渣管周边的流场分布，避免流场分布不均所带来的排渣不稳定以及排渣不通畅的情况发生，并能够避免中心射流管的磨损等安全隐患。

[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一方面，本发明实施例提供一种排渣系统，包括：

[0007] 气化炉，所述气化炉的底部设置有气体分布板，所述气体分布板的上方为气体分布板区，所述气体分布板的底部向下延伸设置有排渣管，所述排渣管穿设于所述气化炉的底部，在所述气化炉的底部形成与所述气体分布板区连通的柱状排渣通道，并通过连接短节与渣斗系统连通；

[0008] 所述连接短节靠近所述排渣管的一端设置有环状气体分布器，所述环状气体分布器用于通过所述柱状排渣通道向所述气体分布板区布气，以在所述气体分布板区形成旋流流场，使得灰渣可在旋流流场的作用下下落并通过所述渣斗系统排出。

[0009] 可选的，所述连接短节为由内筒和围绕在所述内筒外侧的外套构成的水蒸气夹套。

[0010] 可选的，所述内筒为朝所述外套均匀凹陷有多个凹槽的筒状结构，所述筒状结构通过朝所述外套均匀凹陷的凹槽与所述外套连接，将所述水蒸气夹套分隔为多个相互连通的水蒸气室。

[0011] 可选的，所述凹槽为圆形凹槽。

[0012] 可选的，相邻的两行凹槽对齐排列或者交错排列。

[0013] 可选的，所述环状气体分布器为布气环管，所述布气环管朝上设置的一面以同心圆的形式布置有至少三圈布气孔，所述布气孔以直径从最外圈到最内圈由大到小变化的趋势均匀分布，其中，所述布气孔的布气方向与其所在同心圆处的竖直切面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐增大，与水平面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐减小。

[0014] 可选的，最外圈布气孔的直径为3-4mm，布气方向为竖直向上；

[0015] 由外而内至少一圈布气孔的直径为2-3mm，布气方向与所在同心圆处的竖直切面之间的夹角为15-30度，与水平面之间的夹角为45-80度；

[0016] 由内而外至少一圈布气孔的直径为1-2mm，布气方向与所在同心圆处的竖直切面之间的夹角为30-50度，与水平面之间的夹角为30-50度。

[0017] 可选的，所述连接短节的下部还设置有至少两个旋流喷头，所述旋流喷头用于以旋流的方式向所述连接短节内喷入水，使得灰渣可在水的带动下与所述连接短节的内壁发生碰撞。

[0018] 可选的，所述旋流喷头沿所述连接短节的周向均匀布置。

[0019] 可选的，每一个所述旋流喷头的喷射方向为斜向下，且与所对应连接短节位置处的竖直切面之间的夹角为20-45度。

[0020] 可选的，所述渣斗系统包括从上到下依次连通的渣水池和渣锁；

[0021] 所述渣水池上设置有补水口和液位计；

[0022] 所述渣水池和所述渣锁之间连通的管道上设置有第一排渣阀；

[0023] 所述渣锁的底部设置有第二排渣阀。

[0024] 可选的，所述渣水池和所述渣锁的底部均为倒锥形结构。

[0025] 可选的，所述倒锥形结构的锥角为50-90度。

[0026] 可选的，所述排渣系统还包括水洗罐，所述水洗罐设置在所述渣锁的下方，且与所述渣锁的排渣口连通。

[0027] 另一方面，本发明实施例提供一种排渣方法，应用于如上所述的排渣系统，包括：

[0028] 步骤1)将煤在气化炉内发生气化反应生成灰渣；

[0029] 步骤2)通过所述环状气体分布器向所述柱状排渣通道内布气，在所述柱状排渣通道内形成旋流流场，使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出。

[0030] 可选的，当所述连接短节为由内筒和围绕在所述内筒外侧的外套构成的水蒸气夹套时，所述方法还包括：

[0031] 将水蒸气自下而上流过所述水蒸气夹套，与经过所述连接短节下落的灰渣进行换热。

[0032] 可选的，当所述连接短节的下部还设置有至少两个旋流喷头时，

[0033] 所述方法还包括：

[0034] 通过所述旋流喷头以旋流的方式向所述连接短节内喷入水，使得灰渣在水的带动下与所述连接短节的内壁发生碰撞。

[0035] 可选的，当所述渣斗系统包括从上到下依次连通的渣水池和渣锁；所述渣水池上设置有补水口和液位计；所述渣水池和所述渣锁之间连通的管道上设置有第一排渣阀；所述渣锁的底部设置有第二排渣阀时；

[0036] 使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出，具体包括：

[0037] 步骤21)保持所述第一排渣阀开启，所述第二排渣阀关闭，并向所述渣锁和所述渣水池中充入水；

[0038] 步骤22)使所述灰渣在旋流流场的作用下落入充有水的渣锁和渣水池中；

[0039] 步骤23)当所述液位计显示液位到达设定值时，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将所述渣锁内的灰渣排出，而后，关闭所述第二排渣阀，并向所述渣锁内充满水；

[0040] 步骤24)开启所述第一排渣阀，使得所述渣水池中的灰渣落入所述渣锁内，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将排至所述渣锁内的灰渣排出，并关闭所述第二排渣阀；

[0041] 步骤25)重复以上步骤21)、步骤22)、步骤23)和步骤24)，直至将气化炉内产生的灰渣排出。

[0042] 本发明实施例提供一种排渣系统及方法，通过将所述排渣管穿设于所述气化炉的底部，并在所述气化炉的底部形成与所述气体分布板区连通的柱状排渣通道，再通过连接短节与渣斗系统连通，取消与所述气体分布板区连通的中心射流管，能够避免通过中心射流管通入高速气化剂而对气体分布板区的气体分布产生影响，使得气体分布板区的流场分布不均，以及气化剂偏流的情况发生，还能够避免发生中心射流管磨损，而通过在所述连接短节靠近所述排渣管的一端设置环状气体分布器，能够通过所述柱状排渣通道向所述气体分布板区布气，并在所述气体分布板区形成旋流流场，克服所述柱状排渣通道上方的气体分布板区内的灰渣层的阻力，增加径向区域面积的流化，有利于气体分布板区的气体均匀分散，改善排渣管周边的流场分布，从而能够避免流场分布不均所带来的排渣不稳定以及排渣不通畅的情况发生，同时，灰渣可在环状气体分布器所产生的旋流流场的作用下下落，即所述灰渣可自外围向中心旋流落下，避免在所述环状气体分布器上形成架桥，实现通畅排渣。

附图说明

[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图。

[0044] 图1为现有技术提供的一种排渣系统的结构示意图；

[0045] 图2为本发明实施例提供的一种排渣系统的结构示意图；

[0046] 图3为本发明实施例提供的一种连接短节展开为平面的结构示意图；

[0047] 图4为本发明实施例提供的另一种连接短节展开为平面的结构示意图；

[0048] 图5为本发明实施例提供的基于图4在AA’方向的结构示意图；

[0049] 图6为本发明实施例提供的一种环状气体分布器的结构示意图；

[0050] 图7为本发明实施例提供的另一种环状气体分布器的结构示意图；

[0051] 图8为本发明实施例提供的另一种排渣系统的结构示意图；

[0052] 图9为本发明实施例提供的另一种排渣系统的结构示意图；

[0053] 图10为本发明实施例提供的再一种排渣系统的结构示意图；

[0054] 图11为本发明实施例提供的一种排渣方法的流程示意图；

[0055] 其中，气化炉-1；气体分布板-11；气体分布板区-A；中心射流管-12；排渣管-13，柱状排渣通道-B；渣斗系统-2；连接短节-3；环状气体分布器-4；膨胀节-14；内筒-31；外套-32；凹槽-51；筒状结构-5；布气孔-41；旋流喷头-6；渣水池-21；渣锁-22；第一补水口-211；
液位计-212；第一排渣阀-a；第二补水口-221；冲洗口-222；平衡管-7，平衡阀-c；水洗罐-8；
搅拌器-81。

具体实施方式

[0056] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0057] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0058] 一方面，本发明实施例提供一种排渣系统，参见图2，包括：

[0059] 气化炉1，所述气化炉1的底部设置有气体分布板11，所述气体分布板11的上方为气体分布板区A，所述气体分布板11的底部向下延伸设置有排渣管13，所述排渣管13穿设于所述气化炉1的底部，在所述气化炉1的底部形成与所述气体分布板区A连通的柱状排渣通道B，并通过连接短节3与渣斗系统2连通；

[0060] 所述连接短节3靠近所述排渣管13的一端设置有环状气体分布器4，所述环状气体分布器4用于通过所述柱状排渣通道B向所述气体分布板区A布气，以在所述气体分布板区A形成旋流流场，使得灰渣可在旋流流场的作用下下落并通过所述渣斗系统2排出。

[0061] 本发明实施例提供一种排渣系统，通过将所述排渣管13穿设于所述气化炉1的底部，并在所述气化炉1的底部形成与所述气体分布板区A连通的柱状排渣通道B，再通过连接短节3与渣斗系统2连通，取消与所述气体分布板区A连通的中心射流管，能够避免通过中心射流管通入高速气化剂而对气体分布板区A的气体分布产生影响，使得气体分布板区A的流场分布不均，以及气化剂偏流的情况发生，还能够避免发生中心射流管磨损，而通过在所述连接短节3靠近所述排渣管13的一端设置环状气体分布器4，能够通过所述柱状排渣通道B向所述气体分布板区A布气，并在所述气体分布板区A形成旋流流场，克服所述柱状排渣通道B上方的气体分布板区A内的灰渣层的阻力，增加径向区域面积的流化，有利于气体分布板区A的气体均匀分散，改善排渣管周边的流场分布，能够避免流场分布不均所带来的排渣不稳定以及排渣不通畅的情况发生，同时，灰渣可在环状气体分布器4所产生的旋流流场的作用下下落，即所述灰渣可自外围向中心旋流落下，能够避免在所述环状气体分布器4上形成架桥，实现通畅排渣。

[0062] 其中，所述气体分布板11的底部可通过膨胀节14与所述排渣管13连接。这样，能够吸收气体分布板产生的热应力，避免气体分布板变形。

[0063] 本发明的一实施例中，所述连接短节3为由内筒31和围绕在所述内筒31外侧的外套32构成的水蒸气夹套。

[0064] 在本发明实施例中，通过将所述连接短节3设置成水蒸气夹套的形式，并通过向所述水蒸气夹套中通入水蒸气，能够与经过所述连接短节3下落的灰渣发生间接换热，例如，当排渣量较小，经过所述连接短节3下落的灰渣温度较低时，可以向所述水蒸气夹套内通入温度较高的过热水蒸气(300-400℃)，所述过热水蒸气可以与经过所述连接短节3下落的灰渣通过所述连接短节3的内筒31传递热量，从而实现对经过所述连接短节3下落的灰渣的加热；当排渣量较大，经过所述连接短节3下落的灰渣的温度较高时，可以向所述水蒸气夹套内通入温度较低的过热水蒸气(如高于饱和温度5-10℃)，使得温度较低的过热水蒸气通过所述连接短节3的内筒与经过所述连接短节3下落的灰渣进行热交换，对经过所述连接短节3下落的灰渣降温，从而能够使经过所述连接短节3下落的灰渣的温度保持在300-500℃，这样一来，能够避免经过所述连接短节3下落的灰渣中的水蒸气冷凝而导致的灰渣凝结现象，从而能够实现通畅排渣。

[0065] 其中，所述水蒸气可以经所述水蒸气夹套的底部通入，上部排出，这样一来，水蒸气能够与经过所述连接短节3下落的灰渣逆流接触，从而能够提高换热效果。

[0066] 本发明的又一实施例中，参见图3、图4与图5，所述内筒31为朝所述外套32均匀凹陷有多个凹槽51的筒状结构5，所述筒状结构5通过朝所述外套32均匀凹陷的凹槽51与所述外套32连接，将所述水蒸气夹套分隔为多个相互连通的水蒸气室。

[0067] 在本发明实施例中，由于所述内筒31为朝所述外套32均匀凹陷有多个凹槽51的筒状结构5，并且该筒状结构5通过朝所述外套32均匀凹陷的凹槽51与所述外套32连接，能够将所述水蒸气夹套分隔为多个相互连通的水蒸气室，因此，在所述水蒸气夹套内流过水蒸气时，水蒸气经凸起的小室在夹套内流动，能够避免短路形成，强化与夹套内筒灰渣的间接换热，同时，凸起小室内的水蒸气在流动过程中遇到凹槽51引起的闭合区域会发生碰撞，形成涡流，强化换热效果。

[0068] 进一步地，所述内筒31通过朝所述外套32均匀凹陷的凹槽51与所述外套32连接时，所述凹槽51的周边朝向远离所述外套32的方向凸起(如图5虚线所示)，因此，在所述灰渣在旋流作用下下落时，团聚在一起的灰渣可在旋流作用下被甩向所述连接短节3的内壁凸起上而发生破碎，能够避免灰渣结块而容易堵塞的情况发生，实现顺利排渣。

[0069] 其中，优选的，所述凹槽51为圆形凹槽。

[0070] 其中，朝所述外套32均匀凹陷的凹槽51与所述外套32可以通过激光焊接的方式连接。

[0071] 进一步地，相邻的两行凹槽51可以对齐排列(如图3所示)或者交错排列(如图4所示)。

[0072] 其中，对所述环状气体分布器4的具体结构不做限定，只要能够在所述气体分布板区A形成旋流流场即可。

[0073] 本发明的一实施例中，参见图6，所述环状气体分布器4为布气环管，所述布气环管朝上设置的一面以同心圆的形式布置有至少三圈布气孔41，所述布气孔41以直径从最外圈到最内圈由大到小变化的趋势均匀分布，其中，所述布气孔41的布气方向与其所在同心圆处的竖直切面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐增大，与水平面之间的夹角从最外圈到最内圈逐渐减小。

[0074] 在本发明实施例中，通过由外向内设置不同的开孔尺寸以及布气角度，以对所述布气环管不同位置的气体分布量和喷射角度进行控制，能够形成一个气流均匀分散的旋流流场，即最外圈的布气量最大，中间过渡几圈的布气量较小，最内圈的布气量最小，且越向内侧，切向角度越大，仰角越小，能够从外向内克服灰渣层的阻力，增加径向区域面积的流化，使得所述气体分布板区A的灰渣自外围向中心受到的气流由大到小变化，有利于气体均匀分散，避免偏流，进而能够改善排渣管周边的流场分布，并有利于通畅稳定排渣。

[0075] 优选的，参见图6与图7，最外圈布气孔41的直径为3-4mm，布气方向为竖直向上；

[0076] 由外而内至少一圈布气孔41的直径为2-3mm，布气方向与其所在同心圆处的竖直切面之间的夹角θ1为15-30度，与水平面之间的夹角θ2为45-80度；

[0077] 由内而外至少一圈布气孔41的直径为1-2mm，布气方向与其所在同心圆处的竖直切面之间的夹角θ1为30-50度，与水平面之间的夹角θ2为30-50度。

[0078] 本发明的又一实施例中，参见图8，所述连接短节3的下部还设置有至少两个旋流喷头6，所述旋流喷头6用于以旋流的方式向所述连接短节3内喷入水，使得灰渣可在水的带动下与所述连接短节3的内壁发生碰撞。

[0079] 这样一来，在灰渣下落过程中，通过向所述连接短节3内以旋流的方式喷入水，能够在水的冲击作用下迫使灰渣向所述连接短节3内运动，并与所述连接短节3的内壁发生碰撞，强化所述灰渣与蒸汽夹套换热，同时，还能够迫使灰渣与水混合，避免较细的灰渣颗粒在渣水中团聚，从而能够克服渣斗系统中水面漂浮一层细渣使得流动性变差，长时间积存导致排渣系统容易堵塞的问题。

[0080] 其中，所述旋流喷头6可以沿所述连接短节3的周向均匀布置。

[0081] 为了进一步提高旋流效果，优选的，每一个所述旋流喷头6的喷射方向为斜向下，且与所对应连接短节3位置处的竖直切面之间的夹角θ3为20-45度。

[0082] 进一步地，所述旋流喷头6的喷射方向与水平面之间的夹角θ4大于0度小于等于30度。

[0083] 本发明的又一实施例中，参见图9，所述渣斗系统2包括从上到下依次连通的渣水池21和渣锁22；

[0084] 所述渣水池21上设置有第一补水口211和液位计212；

[0085] 所述渣水池21和所述渣锁22之间连通的管道上设置有第一排渣阀a；

[0086] 所述渣锁22的底部设置有第二排渣阀b。

[0087] 在本发明实施例中，在煤气化过程中，气化炉中产生的灰渣可直接落入所述渣水池21中，所述渣水池21可事先通过所述第一补水口211充入水，能够对落入所述渣水池21中的灰渣进行进一步降温，在实际应用中，所述第一排渣阀a可常开，这样，可以在所述渣水池21和所述渣锁22中均盛放一定量的水，灰渣可经所述渣水池21连续落入所述渣锁22中，当所述渣水池21上的液位计212显示的液位超过设定值，需要进行排渣处理时，首先关闭所述第一排渣阀a，开启所述第二排渣阀b，将所述渣锁22内的灰渣排出，而后，关闭所述第二排渣阀b，并向所述渣锁22内充满水，开启所述第一排渣阀a，重复以上步骤，不断将气化炉内产生的灰渣通过所述渣水池21和所述渣锁22排出。

[0088] 本发明的又一优选实施例中，所述渣锁22上还设置有第二补水口221和冲洗口222。通过在所述渣锁22上设置第二补水口221和冲洗口222，在打开所述第二排渣阀b将所述渣锁22内的灰渣排出时，可以通过所述冲洗口222对所述渣锁22进行冲洗，以将所述渣锁
22内的灰渣排净，而后，可以在关闭所述第二排渣阀b后，通过所述第二补水口221向所述渣锁22内充满水，以便于不断重复以上步骤将灰渣排出。

[0089] 进一步地，所述渣锁22上还可以设置有泄压阀(图中未示出)。通过设置泄压阀，在关闭所述第一排渣阀a之后，可以开启所述渣锁22上的泄压阀将所述渣锁22泄压至较低的压力，从而能够在开启所述第二排渣阀b将灰渣排出时提高排渣的安全性。

[0090] 进一步地，所述渣锁22上还设置有放空阀(图中未示出)，通过设置放空阀，还可以对所述渣锁22内的气体进行放空，进一步提高排渣的安全性。

[0091] 本发明的又一实施例中，所述渣水池21和所述渣锁22之间还可以连通有平衡管7，所述平衡管7上设置有平衡阀c。通过将所述渣水池21和所述渣锁22通过平衡管连通，并在所述平衡管上设置平衡阀c，当再次开启所述第一排渣阀a，将所述渣水池21中的灰渣排至所述渣锁22中之前，可以通过开启所述平衡阀c使得所述渣水池21和所述渣锁22之间的压力平衡，在所述渣水池21和所述渣锁22之间形成压差，这样，在开启所述第一排渣阀a时所述灰渣可在所述渣水池21和所述渣锁22之间的压差作用下排至所述渣锁22中。

[0092] 本发明的一优选实施例中，所述渣水池21和所述渣锁22的底部均为倒锥形结构。有利于灰渣的排出，能够避免排渣过程中的灰渣堵塞现象。

[0093] 为了便于灰渣顺利排出，优选的，所述倒锥形结构的锥角为50-90度。

[0094] 进一步优选的，所述倒锥形结构的锥角为60度。

[0095] 本发明的一实施例中，参见图10，所述排渣系统还包括水洗罐8，所述水洗罐8设置在所述渣锁22的下方，且与所述渣锁22的排渣口连通。通过设置水洗罐8，能够对不断排至所述水洗罐8中的灰渣进行水洗，以对所述灰渣中的催化剂进行回收。

[0096] 其中，所述水洗罐8中可以设置有搅拌器81，对进入所述水洗罐中的渣水进行搅拌。

[0097] 优选的，所述搅拌器81的转速可以为40-100转/min。

[0098] 另一方面，本发明实施例提供一种排渣方法，应用于如上所述的排渣系统，参见图11，包括：

[0099] 步骤1)将煤在气化炉内发生气化反应生成灰渣；

[0100] 步骤2)通过所述柱状排渣通道向气体分布板区布气，以在所述气体分布板区形成旋流流场，使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出。

[0101] 本发明实施例提供一种排渣方法，通过取消中心射流管，能够避免高速气流对气体分布产生影响，并能够防止气化剂偏流，同时，通过所述柱状排渣通道向气体分布板区布气，以在所述气体分布板区形成旋流流场，能够克服所述柱状排渣通道上层的灰渣层的阻力，增加径向区域面积的流化，有利于所述柱状排渣通道上层的气体分布板区的气体均匀分散，改善排渣管周边的流场分布，从而能够避免流场分布不均所带来的排渣不稳定以及排渣不通畅的情况发生，同时，灰渣可在环状气体分布器所产生的旋流流场的作用下下落，即所述灰渣可自外围向中心旋流落下，避免在所述环状气体分布器上形成架桥，实现通畅排渣。

[0102] 本发明的又一实施例中，当所述连接短节为由内筒和围绕在所述内筒外侧的外套构成的水蒸气夹套时，所述方法还包括：

[0103] 将水蒸气自下而上流过所述水蒸气夹套，与经过所述连接短节下落的灰渣进行换热。

[0104] 能够对经过所述连接短节下落的灰渣进行加热或者降温，使得经过所述连接短节下落的灰渣的温度保持在300-500℃，这样一来，能够避免经过所述连接短节下落的灰渣中的水蒸气冷凝而导致的灰渣凝结现象，从而能够实现通畅排渣。

[0105] 本发明的又一实施例中，当所述连接短节的下部还设置有至少两个旋流喷头时，[0106] 所述方法还包括：

[0107] 通过所述旋流喷头向所述连接短节内喷入水，使得灰渣在水的带动下与所述连接短节的内壁发生碰撞。

[0108] 这样一来，在灰渣下落过程中，在水的冲击作用下，所述灰渣与所述连接短节的内壁发生碰撞，能够强化所述灰渣与蒸汽夹套换热，同时，还能够迫使灰渣与水混合，避免较细的灰渣颗粒在渣水中团聚，从而能够克服渣斗系统中水面漂浮一层细渣使得流动性变差，长时间积存导致排渣系统容易堵塞的问题。

[0109] 本发明的又一实施例中，当所述渣斗系统包括从上到下依次连通的渣水池和渣锁；所述渣水池上设置有补水口和液位计；所述渣水池和所述渣锁之间连通的管道上设置有第一排渣阀；所述渣锁的底部设置有第二排渣阀时；

[0110] 使得灰渣在所述旋流流场的作用下下落，并通过所述渣斗系统将所述灰渣排出，具体包括：

[0111] 步骤21)保持所述第一排渣阀开启，所述第二排渣阀关闭，并向所述渣锁和所述渣水池中充入水；

[0112] 步骤22)使所述灰渣在旋流流场的作用下落入充有水的渣锁和渣水池中；

[0113] 步骤23)当所述液位计显示液位到达设定值时，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将所述渣锁内的灰渣排出，而后，关闭所述第二排渣阀，并向所述渣锁内充满水；

[0114] 步骤24)开启所述第一排渣阀，使得所述渣水池中的灰渣落入所述渣锁内，关闭所述第一排渣阀，开启所述第二排渣阀，将排至所述渣锁内的灰渣排出，并关闭所述第二排渣阀；

[0115] 步骤25)不断重复以上步骤21)、步骤22)、步骤23)和步骤24)，直至将气化炉内产生的灰渣排出。

[0116] 在本发明实施例中，通过以上步骤，可以连续将气化炉内产生的灰渣排出。

[0117] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。