專利名稱：一種用于熱處理固體燃料的爐子的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于熱處理固體燃料的爐子，特別是一種油頁巖干餾爐。它尤其適用于油頁巖低溫干餾領域，可以用來處理粒徑大于6mm的小顆粒油頁巖，優(yōu)選地用來處理粒徑為6～40mm的油頁巖，更優(yōu)選地用來處理粒徑為6～20mm的油頁巖，以制取頁巖油。
背景技術：
如圖1所示，國內(nèi)現(xiàn)有的油頁巖低溫干餾爐主要是撫順式干餾爐，它主要由加料設備1’、煤氣收集傘2’、爐體3’、干餾段4’、混合室5’、拱臺6’、循環(huán)煤氣入口7’、發(fā)生段8’、風頭9’、排灰器10’、灰皿11’構成。它是二十世紀三十年代在撫順專為處理低品位油頁巖而開發(fā)的爐型。入爐油頁巖粒徑為12-75mm，油收率60％～65％左右。該爐型可以處理低品位油頁巖，半焦中固定碳利用率達到65％，并且自產(chǎn)煤氣還有剩余。但該爐型存在爐內(nèi)物料分布不均，等溫層不平，有過剩氧燒油等問題，從而使油收率降低。另外，該爐型由于結(jié)構原理等原因不能繼續(xù)放大，處理量只能在100-200噸/臺。天，當總處理量很大時，設備數(shù)量過多，造成總體油收率降低。最后，該爐型由于結(jié)構和工藝特點對小于12mm的顆粒頁巖不能入爐加工，降低了頁巖的原料利用率。也就是說，小于12mm粒徑的油頁巖進入撫順式爐后造成爐內(nèi)阻力增大，造成半焦與主風接觸不均，干餾不充分。
國外現(xiàn)在采用一種愛沙尼亞產(chǎn)的Kiviter爐來干餾油頁巖。但是，它主要干餾愛沙尼亞油頁巖，鑒于愛沙尼亞油頁巖揮發(fā)分高，產(chǎn)生的煤氣量大，煤氣熱值相對較高，熱量可以滿足自身干餾的需要，所以該爐采用爐外燃燒煤氣產(chǎn)生的熱廢氣作為熱載體進行干餾。但是，鑒于其結(jié)構特征的專用性，對于小顆粒油頁巖而言還是不能很好的適用，在試用過程中，還是出現(xiàn)爐內(nèi)阻力大、熱傳遞不均勻及干餾不充分等問題。
實用新型內(nèi)容為此，本實用新型要解決的技術問題是在利用小顆粒物料-特別是油頁巖-時能降低爐內(nèi)阻力、提高熱傳遞效率及熱交換的均勻性，從而提高干餾效率，提高油收率。另外，克服等溫層不平、過剩氧燒油問題，進一步提高油收率。最后，本實用新型還能提供一種可放大性結(jié)構，從而可進行規(guī)模性生產(chǎn)，大大提高每天的處理量，提高生產(chǎn)效率。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為一種用于熱處理固體燃料的爐子，包括物料進入部、物料干餾室、燃氣進入部、燃氣上升腔及干餾氣體排出腔，所述燃氣進入部包括引導燃氣橫向于爐體進入爐內(nèi)的燃氣入口通道；所述燃氣上升腔是位于爐內(nèi)中央部、從物料進入部起一直貫穿至爐子底部的空間，該空間與物料隔離；所述物料干餾室圍繞所述燃氣上升腔設置；所述干餾氣體排出腔圍繞所述物料干餾室的上部設置；所述燃氣上升腔和所述物料干餾室之間以及所述物料干餾室與所述干餾氣體排出腔之間的壁上設置有若干氣道。
由于燃氣上升腔幾乎貫穿整個爐體中央部，而物料干餾室又形成圍繞該燃氣上升腔的相對較薄的料層，所以大大降低了爐內(nèi)阻力，提高熱傳遞的效率，從而提高了油收率。
優(yōu)選地，所述燃氣入口通道設置于爐體的中下部；所述燃氣進入部還包括與所述燃氣入口通道連通并且垂直向下延伸而圍繞所述物料干餾室的下部設置的燃氣下降腔；在所述燃氣入口通道與所述燃氣下降腔交匯處以下、燃氣下降腔與所述物料干餾室之間的壁上設置有若干氣道，從而使燃氣進入爐內(nèi)后先通過物料干餾室的下部進入燃氣上升腔、再從燃氣上升腔進入物料干餾室的上部完成干餾，隨后干餾氣體從所述物料干餾室排入所述干餾氣體排出腔。
根據(jù)上述優(yōu)選方式，使燃氣進入后不直接進入物料干餾室，而是先通過燃氣下降腔，再環(huán)狀均勻地通過物料干餾室的下部，進入燃氣上升腔，燃氣從燃氣上升腔低部向上，在上部再環(huán)狀均勻地通過物料干餾室的上部，完成干餾。整個干餾過程的熱交換均勻，提高了干餾效率，大大提高了油收率。而且，先引導燃氣下降而隨后進入干餾室的循環(huán)方式，也克服了過剩氧燒油的問題。
根據(jù)上述實用新型的一方面，所述物料干餾室的橫截面為環(huán)形。根據(jù)這種結(jié)構，物料干餾室形成圍繞圓柱狀燃氣上升腔的環(huán)狀料層，更降低了爐內(nèi)物料的阻力，更能處理小顆粒油頁巖，也是熱交換效率得到提高。
根據(jù)上述實用新型的另一方面，還包括若干設置于爐體底部的可引入冷卻燃氣的冷卻燃氣入口管。冷卻燃氣入口管的設置，可以調(diào)節(jié)干餾用燃氣的溫度，使干餾效率更充分，也可降低局部溫度太高而引起的燒油問題。
根據(jù)上述實用新型的還一方面，在物料干餾室的上部設置有與干餾氣體排出腔相互隔開的分隔壁，所述分隔壁的高度設置成可防止物料進入所述干餾氣體排出腔。這樣設置分隔壁，可防止物料在進入物料干餾室時落入干餾氣體排出腔，從而使干餾氣體排出通道暢通無阻。
根據(jù)上述實用新型的再一方面，所述燃氣入口通道是橫向于爐子的外壁設置的若干燃氣入口管。
根據(jù)上述實用新型的又一方面，在構成所述物料干餾室的兩壁之間設置有若干加強肋。
根據(jù)本實用新型的設計，由于結(jié)構簡單并且干餾效率及油收率幾乎不受體積放大的影響，所以易于使本實用新型的爐子根據(jù)生產(chǎn)要求放大，可實現(xiàn)自動化操作，為今后工業(yè)爐大型化提供了堅實的基礎。
總而言之，該爐子成功地解決了小顆粒油頁巖的利用問題，若油頁巖入爐粒徑為6-20mm，油收率可達到80-85％。


圖1為現(xiàn)有技術撫順式干餾爐的示意圖；圖2為本實用新型的縱向剖視示意圖；
圖3為本實用新型的橫向剖視圖。
具體實施方式
如圖2和圖3所示，本實用新型的用于熱處理固體燃料的爐子-特別是油頁巖干餾爐-主要包括物料進入部、物料干餾室5、燃氣進入部、燃氣上升腔9及干餾氣體排出腔3。其中，物料進入部主要由爐頂料倉1以及分隔壁15與燃氣上升腔9的拱形頂部形成的通道構成。由于分隔壁15設計成防止物料進入干餾氣體排出腔3，所以使干餾氣體排出能暢通無阻。干餾氣體排出腔3同時也用作帶出灰下降通道，在爐頂部設置有兩個干餾氣體導出管2，所述干餾氣體導出管與干餾氣體排出腔3連通。物料干餾室5是圍繞中央部的圓柱狀燃氣上升腔9設置的環(huán)狀物料帶，在上部和中部分別設置若干加強肋6，以在物料充滿后起到加強作用。燃氣進入部由若干垂直于爐壁設置的燃氣入口管7以及從燃氣入口管7向下垂直延伸并圍繞物料干餾室5的下部設置的環(huán)狀燃氣下降腔10。在燃氣下降腔10與物料干餾室5之間設置若干氣道16。在燃氣上升腔9與物料干餾室5之間設置了若干氣道12，在物料干餾室5與干餾氣體排出腔3之間也設置有若干氣道4。
在爐子的底部設置有若干冷卻燃氣入口管13，冷卻燃氣可通過氣道8而進入物料干餾室5的最下部，然后進入燃氣上升腔9調(diào)節(jié)燃氣的溫度。
在爐體的最外周為保溫層11。在爐子的下部設置有出灰盆14。
物料-主要是油頁巖-從爐頂料倉1進入爐內(nèi)，在燃氣上升腔9的拱形頂部處向四周散落而進入環(huán)狀物料干餾室。燃氣自燃氣入口管7進入，然后導入燃氣下降腔10，在該燃氣下降腔10中燃氣通過若干氣道16均勻地進入物料干餾室5的下部，與其中的物料進行均勻地熱交換。經(jīng)過該熱交換后，燃氣通過氣道12進入燃氣上升腔9。燃氣從燃氣上升腔9的下部上升至上部，再通過上部的若干氣道12均勻地進入上部的物料干餾室5，經(jīng)過充分熱交換并且完成干餾后進入干餾氣體排出腔3，最后通過干餾氣體導出管2進行回收。
高溫燃氣橫向穿過環(huán)狀薄料層，以及由下而上迂回地進行均勻熱交換，都充分提高了干餾效率，提高了油收率，使油收率達到80％，甚至85％。由于采用環(huán)狀料層、燃氣在中央部與料層充分熱交換的結(jié)構，使得本實用新型可充分利用廢棄的小顆粒油頁巖，提高經(jīng)濟效益。此外，由于在本實用新型結(jié)構的基礎上，無論在豎直方向上、還是徑向方向上，都能放大爐子的整體結(jié)構而不會降低燃氣的熱交換效率，不會降低干餾效率及油收率。所以，可以根據(jù)實際需要放大本實用新型結(jié)構的爐子，提高規(guī)模效益。
權利要求1.一種用于熱處理固體燃料的爐子，包括物料進入部、物料干餾室、燃氣進入部、燃氣上升腔及干餾氣體排出腔，其特征在于，所述燃氣進入部包括引導燃氣橫向于爐體進入爐內(nèi)的燃氣入口通道；所述燃氣上升腔是位于爐內(nèi)中央部、從物料進入部起一直貫穿至爐子底部的空間，該空間與物料隔離；所述物料干餾室圍繞所述燃氣上升腔設置；所述干餾氣體排出腔圍繞所述物料干餾室的上部設置；所述燃氣上升腔和所述物料干餾室之間以及所述物料干餾室與所述干餾氣體排出腔之間的壁上設置有若干氣道。
2.根據(jù)權利要求1所述的爐子，其特征在于，所述燃氣入口通道設置于爐體的中下部；所述燃氣進入部還包括與所述燃氣入口通道連通并且垂直向下延伸而圍繞所述物料干餾室的下部設置的燃氣下降腔；在所述燃氣入口通道與所述燃氣下降腔交匯處以下、燃氣下降腔與所述物料干餾室之間的壁上設置有若干氣道，從而使燃氣進入爐內(nèi)后先通過物料干餾室的下部進入燃氣上升腔、再從燃氣上升腔進入物料干餾室的上部完成干餾，隨后干餾氣體從所述物料干餾室排入所述干餾氣體排出腔。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子，其特征在于，所述物料干餾室的橫截面為環(huán)形。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子，其特征在于，還包括若干設置于爐體底部的可引入冷卻燃氣的冷卻燃氣入口管。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子，其特征在于，在物料干餾室的上部設置有與干餾氣體排出腔相互隔開的分隔壁，所述分隔壁的高度設置成可防止物料進入所述干餾氣體排出腔。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子，其特征在于，所述燃氣入口通道是橫向于爐子的外壁設置的若干燃氣入口管。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子，其特征在于，在構成所述物料干餾室的兩壁之間設置有若干加強肋。
專利摘要本實用新型公開了一種用于熱處理固體燃料的爐子，特別是一種油頁巖干餾爐。這種爐子包括物料進入部、物料干餾室、燃氣進入部、燃氣上升腔及干餾氣體排出腔，其特征在于，所述燃氣進入部包括引導燃氣橫向于爐體進入爐內(nèi)的燃氣入口通道；所述燃氣上升腔是位于爐內(nèi)中央部、從物料進入部起一直貫穿至爐子底部的空間，該空間與物料隔離；所述物料干餾室圍繞所述燃氣上升腔設置；所述干餾氣體排出腔圍繞所述物料干餾室的上部設置；所述燃氣上升腔和所述物料干餾室之間以及所述物料干餾室與所述干餾氣體排出腔之間的壁上設置有若干氣道。這種爐子可處理小顆粒油頁巖，并能提高油收率。
文檔編號C10G1/00GK2926232SQ20062012453
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權日2006年6月29日
發(fā)明者劉連興, 曹振海, 張秋民 申請人:吉林樺甸北臺子油頁巖開發(fā)有限公司, 大連理工大學