防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種防堵塞裝置和一種地下煤氣化系統(tǒng)，所述防堵塞裝置用于防止地下出氣管因荒煤氣中的焦油附著其內(nèi)壁而堵塞。所述防堵塞裝置包括電源及設(shè)置于所述地下出氣管內(nèi)的電阻絲，所述電阻絲與電源電連接，所述電阻絲通電后加熱流過所述地下出氣管的荒煤氣使荒煤氣中的焦油裂解。本實用新型的防堵塞裝置和地下煤氣化系統(tǒng)，具有環(huán)保無污染、效率高、無需停止出氣、降低荒煤氣焦油含量的優(yōu)點。
【專利說明】防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤地下氣化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種防堵塞裝置及一種地下煤氣化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]地下煤氣化是將處于地下的煤進行可控制的燃燒，通過對煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃氣體的過程，地下氣化系統(tǒng)是由進氣鉆孔、出氣鉆孔、氣化通道及輔助監(jiān)測孔所組成。在地下氣化反應(yīng)過程中，約有3%?4%的煤轉(zhuǎn)化為焦油摻雜在荒煤氣中經(jīng)氣化通道由出氣鉆孔輸出地面，該過程中由于焦油具有一定的粘度很容易將灰渣等顆粒物吸附于出氣孔壁，隨著長期運行，出氣孔內(nèi)壁上的焦油及灰渣越積越多，造成出氣孔井筒的堵塞，煤氣流通不暢、阻力增大、出氣困難，嚴(yán)重影響氣化爐的正常運行。此外，由于焦油具有一定的腐蝕性對鐵制的出氣孔的腐蝕非常嚴(yán)重，不僅會大大減少出氣孔的使用壽命，一旦出氣孔壁發(fā)生泄漏，對地下的水質(zhì)環(huán)境將會造成不可修復(fù)的影響。因此，有必要使用防堵塞裝置去除出氣孔內(nèi)壁上的焦油。
[0003]一種現(xiàn)有的防堵塞裝置，其包括氨水管道，氨水管道與焦?fàn)t煤氣管道臨時連接，利用臨時氨水管道將氨水注入焦?fàn)t煤氣管道中，進行在線清洗，而實現(xiàn)清理焦油，清洗完畢后關(guān)閉并取下臨時氨水管道。
[0004]該方法雖然可以實現(xiàn)焦?fàn)t煤氣管道的在線清污，但對于地下煤氣化埋深較大的管道無法實現(xiàn)，且地下氣化爐為地下開放系統(tǒng)，出氣孔注入氨水將污染地下水，因此該方法具有一定的局限性。
[0005]另一種現(xiàn)有的防堵塞裝置，其對于焦油造成的出氣孔鉆孔堵塞問題只能靠頻繁切換出氣孔或進行反吹的方式進行緩解，具有效率低、需要停止堵塞出氣鉆孔的出氣工作、焦油含量不能降低的缺點。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型目的在于提供一種防堵塞裝置和一種地下煤氣化系統(tǒng)，具有環(huán)保無污染、效率高、無需停止出氣、降低荒煤氣焦油含量的優(yōu)點。
[0007]為達上述優(yōu)點，本實用新型提供一種防堵塞裝置，用于防止地下出氣管因荒煤氣中的焦油附著其內(nèi)壁而堵塞。所述防堵塞裝置包括電源及設(shè)置于所述地下出氣管內(nèi)的電阻絲，所述電阻絲與電源電連接，所述電阻絲通電后加熱流過所述地下出氣管的荒煤氣使荒煤氣中的焦油裂解。
[0008]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述防堵塞裝置還包括內(nèi)出氣套管，所述內(nèi)出氣套管設(shè)置于所述地下出氣管內(nèi)，且所述電阻絲纏繞于所述內(nèi)出氣套管上。
[0009]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述電阻絲的功率的取值范圍為4千瓦至20千瓦。
[0010]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述防堵塞裝置還包括機械除焦件，所述機械除焦件設(shè)置于所述地下出氣管內(nèi)，其包括活動部，所述活動部與所述地下出氣管管壁接觸，當(dāng)所述活動部移動時所述活動部將清除所述地下出氣管管壁上的焦油及附著物。
[0011]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述機械除焦件還包括扭簧，所述扭簧的一端相對于所述電阻絲固定，另一端相對于所述活動部固定。
[0012]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述防堵塞裝置還包括固定在內(nèi)出氣套管荒煤氣流入側(cè)的氣體導(dǎo)流罩，所述氣體導(dǎo)流罩上設(shè)有與內(nèi)出氣套管內(nèi)部貫通的通孔。
[0013]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述防堵塞裝置還包括用于感應(yīng)所述電阻絲附近溫度的溫度感應(yīng)器、用于接收來自溫度感應(yīng)器的溫度感測信號的信號接收裝置，所述溫度感應(yīng)器與所述信號接收裝置電連接，所述溫度感應(yīng)器設(shè)置于所述地下出氣管內(nèi)，所述信號接收裝置設(shè)置于所述地下出氣管外部。
[0014]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述電阻絲與電源通過鎧裝護套線中的電線電連接。
[0015]在本實用新型防堵塞裝置的一個實施例中，所述防堵塞裝置還包括與地下出氣管內(nèi)部連通的地上出氣管，所述地下出氣管在荒煤氣流出側(cè)的端部設(shè)置頂蓋，所述鎧裝護套線穿過頂蓋。
[0016]本實用新型還提供一種地下煤氣化系統(tǒng)，其包括上述任意一種防堵塞裝置。
[0017]在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)中，地下出氣管內(nèi)設(shè)有電阻絲，所述電阻絲與電源電連接，所述電阻絲通電后加熱流過地下出氣管的荒煤氣至荒煤氣中的焦油裂解，相對于現(xiàn)有技術(shù)，不需要停止出氣工作、也不會對環(huán)境造成污染，具有環(huán)保無污染、效率高、無需停止出氣、降低荒煤氣焦油含量的優(yōu)點，此外還提升了荒煤氣中的有效組分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示為本實用新型防堵塞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2所示為圖1的防堵塞裝置的熱除焦件及機械除焦件的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
[0021]圖1所示為本實用新型防堵塞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖1，本實施例的防堵塞裝置用于防止焦油堵塞管道。防堵塞裝置10包括出氣管路11、控制裝置13、熱除焦件15、機械除焦件17。熱除焦件15、機械除焦件17設(shè)置在出氣管路11內(nèi)部，控制裝置13與熱除焦件15電連接，機械除焦件17固定在熱除焦件15上。
[0022]出氣管路11通常為圓形等截面鐵管，但不以此為限。出氣管路11包括地下出氣管111和地上出氣管113，地下出氣管111和地上出氣管113內(nèi)部連通，地下出氣管111大部分設(shè)置在地下，地下出氣管111地下的端部煤氣化通道20連通，地下出氣管111在荒煤氣流出側(cè)的端部設(shè)置頂蓋113a。頂蓋113a使用法蘭與地下出氣管111連接，頂蓋113a與地下出氣管111之間設(shè)有密封圈，這樣頂蓋113a與地下出氣管111的安裝和拆卸簡便，且荒煤氣不會泄漏。頂蓋113a上設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有密封裝置。地上出氣管113設(shè)置在地下出氣管111地上部分的側(cè)面。
[0023]控制裝置13包括電源131、信號接收裝置133及卷線器135。電源131與熱除焦件15通過電線131a電連接，信號接收裝置133與熱除焦件15通過信號線133a電連接。電線131a和信號線133a設(shè)置在鎧裝層內(nèi)組成鎧裝護套線135a。鎧裝護套線135a纏繞在卷線器135上，鎧裝護套線135a的鎧裝層可增加鎧裝護套線135a的機械強度，提高防侵蝕能力；鎧裝層還可以增強抗拉強度、抗壓強度等機械保護延長使用壽命。鎧裝護套線135a穿過頂蓋113a上的通孔與熱除焦件15連接。鎧裝護套線135a可以用于升降熱除焦件15和機械除焦件17。
[0024]圖2所示為圖1的防堵塞裝置的熱除焦件及機械除焦件的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖2，熱除焦件15設(shè)置在地下出氣管111內(nèi)部，熱除焦件15包括上支撐隔板151、電阻絲152、內(nèi)出氣套管153、下支撐隔板154以及氣體導(dǎo)流罩155。上支撐隔板151設(shè)置于內(nèi)出氣套管153的頂部，上支撐隔板151設(shè)有與內(nèi)出氣套管153內(nèi)部連通的通孔，上支撐隔板151用于固定內(nèi)出氣套管153。上支撐隔板151與鎧裝護套線135a的鎧裝層通過鐵絲或其他耐高溫材料連接；鎧裝護套線135a內(nèi)的電線131a和信號線133a穿過上支撐隔板151。下支撐隔板154設(shè)置于內(nèi)出氣套管153的底部，電阻絲152纏繞于內(nèi)出氣套管153上，氣體導(dǎo)流罩155固定于下支撐隔板154的與內(nèi)出氣套管153相對的一側(cè)，即氣體導(dǎo)流罩155固定于下支撐隔板154的底部。
[0025]內(nèi)出氣套管153設(shè)置于地下出氣管111內(nèi)，其通常為導(dǎo)熱性材料制成的管材，如鐵、銅、鋁制成的管材。本實用新型中內(nèi)出氣套管153的數(shù)量為3個?；拿簹饬鬟^內(nèi)出氣套管153，內(nèi)出氣套管153上還設(shè)有溫度感應(yīng)器153a。電阻絲152纏繞在內(nèi)出氣套管的外表面上，并設(shè)置于地下出氣管111內(nèi)；電阻絲152與鎧裝護套線135a內(nèi)的電線131a電連接，溫度感應(yīng)器153a與鎧裝護套線135a內(nèi)的信號線133a電連接。電阻絲152的功率的取值范圍為4千瓦(KW)至20千瓦，電阻絲152通電后可將其附近的荒煤氣加熱到700到800攝氏度，該溫度下焦油與荒煤氣中水蒸汽氛圍下發(fā)生裂解反應(yīng)，焦油轉(zhuǎn)化為氫氣、一氧化碳等可燃氣體。溫度感應(yīng)器153a例如為熱電偶。
[0026]溫度感應(yīng)器153a與信號接收裝置133電連接。溫度感應(yīng)器153a設(shè)置于地下出氣管111內(nèi)，用于感測電阻絲152附近的溫度，并產(chǎn)生溫度感測信號。信號接收裝置133設(shè)置于地下出氣管111外部，用于接收來自溫度感應(yīng)器153a的溫度感測信號，并經(jīng)過處理將溫度感應(yīng)器153a感測到的溫度顯示出來。操作人員可以依據(jù)信號接收裝置133顯示的溫度調(diào)整電源131電壓或電流輸出改變電阻絲152的電壓或電流，調(diào)節(jié)電阻絲152產(chǎn)生的熱量大小，但不以此為限，在其他實施例中，也可以通過一控制單元根據(jù)溫度感應(yīng)器153a感測到的溫度向電源131發(fā)出控制信號以調(diào)整電阻絲152的電壓或電流，從而調(diào)節(jié)電阻絲152產(chǎn)生的熱量大小。本實用新型的防堵塞裝置10中的電阻絲152可設(shè)于內(nèi)出氣套管153內(nèi)部；這樣內(nèi)出氣套管153內(nèi)部也可以由不導(dǎo)熱的耐高溫材料制成，如陶瓷。
[0027]氣體導(dǎo)流罩155為與地下出氣管111形狀相同的餅狀結(jié)構(gòu)，氣體導(dǎo)流罩155固定在內(nèi)出氣套管153荒煤氣的流入側(cè)，氣體導(dǎo)流罩155的垂直于地下出氣管111軸線的截面略小于地下出氣管111的截面，所述氣體導(dǎo)流罩155上設(shè)有與內(nèi)出氣套管153內(nèi)部貫通的圓錐臺形(喇叭形)通孔，該通孔用于疏導(dǎo)荒煤氣流入內(nèi)出氣套管153，該通孔的荒煤氣的流入側(cè)的截面大于荒煤氣的流出側(cè)的截面。氣體導(dǎo)流罩155上也可以纏繞電阻絲152。
[0028]機械除焦件17設(shè)置于地下出氣管111內(nèi)，其包括固定部171、活動部173及扭簧175 ;扭簧175用于連接固定部171和活動部173。固定部171和活動部173由鋼片制成。固定部171、活動部173及扭簧175可一體成型，也可分開制造。若干個固定部171可通過焊接的方式均勻固定在氣體導(dǎo)流罩155的邊緣，扭簧175的一端固定在固定部171的與氣體導(dǎo)流罩155相對的端部，另一端與活動部173的端部固定；即扭簧175的一端相對于電阻絲152固定，另一端相對于活動部173固定?；顒硬?73的與扭簧175相對的一端與地下出氣管111的管壁接觸。由于在固定部171和活動部173之間設(shè)置了扭簧175，活動部173對地下出氣管111的管壁會產(chǎn)生一定的壓力，確保當(dāng)氣體導(dǎo)流罩155移動時活動部173與地下出氣管111的管壁較為緊密的接觸；這樣活動部173會刮除地下出氣管111的管壁上附著的焦油及其它附著物。為了獲得更好的刮除效果，可在活動部173與地下出氣管111的管壁之間設(shè)置鋼刷。本實用新型防堵塞裝置10中活動部173也可以直接固定于固定部171上，活動部173通過自身的彎曲變形對地下出氣管111的管壁施加一定的壓力。
[0029]本實用新型防堵塞裝置10進行工作時，電力系統(tǒng)需地面調(diào)試正常方可將防堵塞裝置10地下部分熱除焦件15、機械除焦件17放入地下出氣管111。通過調(diào)節(jié)鎧裝護套線135a的長度控制防堵塞裝置10進入地下出氣管111的深度，同時在地下出氣管111上部的頂蓋113a的通孔處安裝好密封裝置防止氣化運行過程荒煤氣泄漏。氣化爐點火運行后，荒煤氣中的焦油會粘附于地下出氣管111、氣體導(dǎo)流罩155和內(nèi)出氣套管153上剩余焦油隨煤氣輸送至地面。因此應(yīng)定期開啟并上升或下放熱除焦件15和機械除焦件17的進行除焦，防止焦油在地下出氣管111內(nèi)積聚。
[0030]在熱除焦件15和機械除焦件17上提或下放過程一方面通過鋼刷使用物理方法刮除孔壁積聚的薄焦油膜；另一方面對纏繞于內(nèi)出氣套管153上的電阻絲152通電加熱，通過溫度感應(yīng)器153a感應(yīng)電阻絲152附近的溫度，調(diào)節(jié)電源131的電流、電壓輸出進而調(diào)節(jié)電阻絲152產(chǎn)生的熱量大小將溫度控制在700?800°C ;此時氣體導(dǎo)流罩155、內(nèi)出氣套管153的荒煤氣上的焦油和電阻絲152附近地下出氣管111上的焦油、裂解與荒煤氣中水蒸汽環(huán)境下發(fā)生裂解反應(yīng)，焦油轉(zhuǎn)化為氫氣、一氧化碳等可燃氣體，不僅可增加有效氣含量，同時減少荒煤氣含焦油量，一舉兩得。
[0031]需要說明的是，在其他實施例中，機械除焦件17可省略，直接通過對熱除焦件15的電阻絲152的加熱使荒煤氣中的焦油裂解。熱除焦件15的內(nèi)出氣套管153也可省略，在此種情況下，電阻絲152直接設(shè)置于地下出氣管111內(nèi)，對地下出氣管111內(nèi)的荒煤氣進行裂解。
[0032]本實用新型的防堵塞裝置10可有效防止焦油對地下出氣鉆孔的堵塞，可保證地下氣化爐穩(wěn)定運行。本實用新型還提供一種地下煤氣化系統(tǒng)，其包括防堵塞裝置10及氣化裝置，防堵塞裝置10的結(jié)構(gòu)及具體工作原理在此不再贅述。
[0033]綜上所述，本實用新型的點火裝置和地下煤氣化系統(tǒng)至少具有以下的優(yōu)點:
[0034](I)在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)中，地下出氣管內(nèi)設(shè)有電阻絲，所述電阻絲與電源電連接，所述電阻絲通電后加熱流過地下出氣管的荒煤氣至荒煤氣中的焦油裂解，相對于現(xiàn)有技術(shù)，不需要停止出氣工作、也不會對環(huán)境造成污染，具有環(huán)保無污染、效率高、無需停止出氣、降低荒煤氣焦油含量的優(yōu)點，此外還提升了荒煤氣中的有效組分。
[0035](2)在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)一個實施例中，電阻絲不工作時，上升下降機械除焦件，溫度感應(yīng)器對地下出氣管不同深度溫度的監(jiān)測，為氣化工藝運行提供可靠的參數(shù)，同時也會清除地下出氣管管壁上的焦油。此外采用熱電偶作為溫度感應(yīng)器具有裝配簡單、更換方便、抗震性能好、測量精度高、測量范圍大、熱響應(yīng)時間快、機械強度高，耐壓性能好、耐高溫可達2800攝氏度、使用壽命長的優(yōu)點。
[0036](3)在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)一個實施例中，采用的頂蓋上具有密封裝置，可有效地在氣化爐帶氣運行過程中，開展除焦操作，不影響正常生產(chǎn)，維護操作效率高，成本低。
[0037](4)在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)一個實施例中，在機械除焦件的固定部和活動部間設(shè)置卷簧，使機械除焦件不會因材料疲勞而影響使用壽命，保持活動部與地下出氣管管壁間的壓力，此外在活動部與地下出氣管管壁間設(shè)置鋼刷，使機械除焦件的除焦更加高效。
[0038](5)在本實用新型的防堵塞裝置及地下煤氣化系統(tǒng)一個實施例中，由于地上出氣管設(shè)置在地下出氣管地上部分的側(cè)面，鎧裝護套線直接穿過頂蓋與熱除焦件連接，可以方便的升降熱除焦件，不會使鎧裝護套線與出氣管路的管壁接觸，保證了鎧裝護套線的安全與壽命。
[0039]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防堵塞裝置(10)，用于防止地下出氣管(111)因荒煤氣中的焦油附著其內(nèi)壁而堵塞，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)包括電源(131)及設(shè)置于所述地下出氣管(111)內(nèi)的電阻絲(152)，所述電阻絲(152)與電源(131)電連接，所述電阻絲(152)通電后加熱流過所述地下出氣管(111)的荒煤氣使荒煤氣中的焦油裂解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)還包括內(nèi)出氣套管(153)，所述內(nèi)出氣套管(153)設(shè)置于所述地下出氣管(111)內(nèi)，且所述電阻絲(152)纏繞于所述內(nèi)出氣套管(153)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述電阻絲(152)的功率的取值范圍為4千瓦至20千瓦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)還包括機械除焦件(17)，所述機械除焦件(17)設(shè)置于所述地下出氣管(111)內(nèi)，其包括活動部(173)，所述活動部(173)與所述地下出氣管(111)管壁接觸，當(dāng)所述活動部(173)移動時所述活動部(173)將清除所述地下出氣管(111)管壁上的焦油及附著物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述機械除焦件(17)還包括扭簧(175)，所述扭簧(175)的一端相對于所述電阻絲(152)固定，另一端相對于所述活動部(173)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)還包括固定在內(nèi)出氣套管(153)荒煤氣流入側(cè)的氣體導(dǎo)流罩(155)，所述氣體導(dǎo)流罩(155)上設(shè)有與內(nèi)出氣套管(153)內(nèi)部貫通的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)還包括用于感應(yīng)所述電阻絲(152)附近溫度的溫度感應(yīng)器(153a)、用于接收來自溫度感應(yīng)器(153a)的溫度感測信號的信號接收裝置(133)，所述溫度感應(yīng)器(153a)與所述信號接收裝置(133)電連接，所述溫度感應(yīng)器(153a)設(shè)置于所述地下出氣管(111)內(nèi)，所述信號接收裝置(133)設(shè)置于所述地下出氣管(111)外部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述電阻絲(152)與電源(131)通過鎧裝護套線(135a)中的電線(131a)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防堵塞裝置(10)，其特征在于:所述防堵塞裝置(10)還包括與地下出氣管(111)內(nèi)部連通的地上出氣管(113)，所述地下出氣管(111)在荒煤氣流出側(cè)的端部設(shè)置頂蓋(113a)，所述鎧裝護套線(135a)穿過頂蓋(113a)。
10.一種地下煤氣化系統(tǒng)，其特征在于:所述地下煤氣化系統(tǒng)包括權(quán)利要求1至9任一項權(quán)利要求所述的防堵塞裝置(10)。
【文檔編號】E21B43/295GK204253000SQ201420652701
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】劉淑琴, 付偉賢 申請人:新奧氣化采煤有限公司