專利名稱：一種氣體熱載體低溫干餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于小顆粒低變質(zhì)程度固體燃料的一種氣體熱載體低溫干餾爐，屬于煤化工領(lǐng)域。主要用于處理40mm以下小顆粒固體燃料或熱穩(wěn)定性較差的固體燃料(例如褐煤等)，通過低溫干餾生產(chǎn)低溫焦油、煤氣和半焦。本實(shí)用新型也可用于固體物料的干燥。
背景技術(shù)：
氣體熱載體干餾技術(shù)起源于十九世紀(jì)末，由歐洲人發(fā)明，至二十世紀(jì)發(fā)展至頂峰，最具代表性的是德國(guó)的魯奇三段爐，即干餾爐分為三個(gè)部分干燥段、干餾段、冷卻段。其使用的原料為40_左右粒徑的褐煤型煤。常規(guī)的氣體熱載體低溫干餾使用原料要求使用塊狀原料，原料粒度要求在20-120mm范圍內(nèi)，原料要求有一定的熱穩(wěn)定性，即要求原料在熱狀態(tài)下不會(huì)大部分破碎成小顆粒狀態(tài)，一般在加熱至500°C以上時(shí)原料70%以上保持在20mm以上顆粒狀態(tài)。對(duì)于使用熱穩(wěn)定狀態(tài)差的原料，在進(jìn)入熱加工前要先破碎再加工成型煤才可使用。干燥及干餾的熱載體來源主要是自產(chǎn)煤氣燃燒后的熱煙氣與廢煙氣或煤氣混合調(diào)溫后的氣體，干燥熱載體氣體主要溫度在30(TC左右，干餾熱載體氣體溫度在70(TC左右，產(chǎn)品的冷卻一般采用不含氧的氣體直接冷卻和水夾套間接冷卻組合的方式。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)氣體熱載體低溫干餾工藝主要代表爐型是以陜西神木一帶廣泛應(yīng)用的大空腔立式低溫干餾爐型，其主要用來處理當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性長(zhǎng)焰煤，該產(chǎn)業(yè)形成已經(jīng)有三十余年歷史，其原料必須使用20-120mm塊煤，原料的熱穩(wěn)定性要比較高，且由于爐型結(jié)構(gòu)無法使單體爐生產(chǎn)能力進(jìn)一步大型化，現(xiàn)有最大能力約為7.5萬噸/年。為簡(jiǎn)化冷卻工藝及解決氣體泄漏等問題，該工藝采用水熄焦技術(shù)，即成品半焦通過推焦裝置直接落入水中，在用機(jī)械裝置將焦從水中撈出，通過加熱烘干是水分降低至要求程度。熄焦水槽同時(shí)也是一個(gè)密封裝置，保證爐內(nèi)氣體不會(huì)外泄。隨著機(jī)械化采煤不斷的普及，塊煤的產(chǎn)量逐年減少，原料采購的競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇。另外隨著我國(guó)蒙東地區(qū)褐煤資源的開發(fā)，我國(guó)煤炭產(chǎn)能中長(zhǎng)焰煤、褐煤等熱穩(wěn)定差的煤種產(chǎn)量逐漸增大，這些低階煤的低溫干餾應(yīng)用也已經(jīng)提上日程，能適應(yīng)于小顆粒(主要指< 20mm以下)原料或熱穩(wěn)定性差原料的低溫干餾爐型已有多家公司在開發(fā)。原料的粒度直接影響爐子操作的難度，粒徑大透氣性好，發(fā)生氣體偏析的可能性小，氣體穿過料層的高度可以做到較高，一般在4m左右，小顆粒原料應(yīng)用使得氣體阻力增大，易發(fā)生氣體流動(dòng)短路，使原料加熱不均勻，如果原料粒度較小或在加熱過程中原料破碎嚴(yán)重，將導(dǎo)致操作壓力急劇增加，影響爐子操作的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決工藝所用原料為小顆粒原料或熱穩(wěn)定性差的原料時(shí)帶來的技術(shù)性難題，以基本單元串并聯(lián)方式可以使單體爐生產(chǎn)能力放大至20萬噸/臺(tái) 年以上，本實(shí)用新型的一種氣體熱載體低溫干餾爐，通過爐型內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了氣體短通道、低阻力、爐內(nèi)自除塵、利用自產(chǎn)煤氣冷卻產(chǎn)品，提高了整個(gè)系統(tǒng)的熱利用效率。本實(shí)用新型的一種氣體熱載體低溫干餾爐，爐內(nèi)有多道多層開孔的送氣花墻和多層開孔的集氣花墻，使氣體在爐內(nèi)橫向流動(dòng)，在集氣花墻室的側(cè)壁開孔使氣體導(dǎo)出爐外。爐內(nèi)結(jié)構(gòu)分為氣體分布花墻、物料隔離墻、冷卻氣體分布花墻等。花墻的支撐采用拱形結(jié)構(gòu)或耐火混凝土梁等結(jié)構(gòu)形式支撐。爐內(nèi)墻體結(jié)構(gòu)可以采用異形耐火磚砌筑或采用耐火混凝土預(yù)制件等形式使之成型，亦可使用耐溫金屬材料制作成型。花墻的開孔的截面可以是長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形等形狀，可以采用開孔的異型磚或使用混凝土制作時(shí)使用模具成型，亦可在使用耐溫金屬材料時(shí)鑄造或加工成型?；▔χg可以采用橫向鎖磚牽拉用于加固，使得墻體強(qiáng)度及穩(wěn)固性增加，該鎖磚可以多層、多點(diǎn)布置。本實(shí)用新型使用原料粒度< 40mm，原料利用率100%，采用氣體與物料錯(cuò)流技術(shù)，爐內(nèi)阻力小，利用自產(chǎn)煤氣熄焦，屬于新型干熄焦技術(shù)，可有效提高整體熱效率，使煤氣質(zhì)
量更好。一種氣體熱載體低溫干餾爐干熄焦方法，含有以下步驟在磚墻開孔使熱載體氣體在爐內(nèi)橫向流動(dòng)穿過料層，原料的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛缮现料?，?shí)現(xiàn)氣體與固體原料的錯(cuò)流運(yùn)動(dòng)；與原料換熱后的氣體通過集氣花墻磚墻的開孔導(dǎo)出爐外，被加熱后的原料向下流動(dòng)進(jìn)入冷卻段；與下方通過冷卻氣花墻孔噴出的冷氣體換熱完成冷卻后排除爐外；換熱后的氣體與煤氣燃燒產(chǎn)生的熱煙氣混合至適于操作的溫度作為熱載體，上升并通過送氣磚墻上開孔橫向穿過料層完成上段物料的加熱過程，與物料被加熱后分解產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)集氣花墻共同導(dǎo)出爐外，由于加熱原料后氣體導(dǎo)出爐外的流動(dòng)方向與氣體噴出方向交叉，且導(dǎo)出通道容積較大，氣流速度小，被氣流帶出的粉塵在其中自然沉降，粉塵隨加熱后的成品一同排出爐夕卜，從而實(shí)現(xiàn)自除塵；氣體穿過料層的厚度可以由送氣與集氣花墻墻的距離決定，根據(jù)加熱最終溫度和所需時(shí)間調(diào)整開孔磚墻高度，由此來實(shí)現(xiàn)氣體的短通道和低阻力操作。與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果是I、由于在加熱段花墻上多點(diǎn)多層開孔，使氣體分布均勻，實(shí)現(xiàn)了原料的均勻加熱。2、由于花墻間距固定，加熱段氣體穿過料層厚度不變，保證了料層阻力的穩(wěn)定，使得運(yùn)行條件得以改善。3、集氣花墻為中空結(jié)構(gòu)，空間比較大，內(nèi)部氣流速度較慢，被氣體夾帶的灰塵在其內(nèi)自由沉降，在下部開口處與成品一同向下進(jìn)入冷卻部后排出爐外，從而實(shí)現(xiàn)自除塵功能。4、爐體下部設(shè)有冷卻氣體分布花墻，冷卻氣體穿過料層與成品換熱后，進(jìn)入燃燒氣體混合室與煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饣旌铣蔀闊彷d體氣體，通過進(jìn)氣花墻將進(jìn)入料層完成物料加熱過程，使用煤氣冷卻成品可以有效利用成品的熱量，提高了整體熱效率。
當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。圖I為本實(shí)用新型主剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型B-B向剖面圖；圖3為本實(shí)用新型A-A向剖面圖；圖4為本實(shí)用新型C-C向剖面圖；圖5為本實(shí)用新型花墻加強(qiáng)變形圖；圖6為本實(shí)用新型圖五局部剖面圖；圖7為本實(shí)用新型D-D向剖面圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖；圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖；圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)圖；圖14為本實(shí)用新型方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本實(shí)用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。圖I為一個(gè)基本單元結(jié)構(gòu)，以該單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)通過多種串并聯(lián)方式形成較大生產(chǎn)能力的單體爐。該基本單元由上部的送氣花墻和集氣花墻、下部的冷卻氣體分布花墻、物料隔離墻、混合氣燃燒混合室等組成。爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)，使?fàn)t內(nèi)物料可以均勻排出爐外。如圖I、圖2、圖3、圖4及圖7所示，一種用于小顆粒低變質(zhì)程度固體燃料的氣體熱載體低溫干餾爐，包括原料入料口 I、爐體2、高溫?zé)彷d體氣體進(jìn)氣花墻3、燃燒混合氣入口 4、混合氣燃燒噴孔5、冷卻氣體噴孔6、成品導(dǎo)出料口 7、集氣花墻8、煤氣導(dǎo)出口 9、物料隔離墻10、冷卻氣體入口 11、單元分隔墻13、爐體外墻14、燃燒氣體混合室15。爐墻以集氣花墻中心線兩側(cè)對(duì)稱分布。成品導(dǎo)出口 7下部連接出料機(jī)構(gòu)。經(jīng)過初步破碎或被干燥后的原料煤經(jīng)過原料入料口 I進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)入爐內(nèi)原料分布在進(jìn)氣花墻3和集氣花墻8之間及兩側(cè)的物料隔離墻10之間，物料向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入冷卻段，經(jīng)煤氣冷卻后經(jīng)過成品導(dǎo)出料口 7由出料機(jī)構(gòu)排出。 空氣與煤氣的混合氣體由入口 4進(jìn)入爐內(nèi)氣道，通過噴孔5噴出燃燒，冷卻煤氣由噴孔6噴出通過熱焦層與半焦換熱，將半焦冷卻，換熱后的煤氣進(jìn)入混合室15，與噴孔5噴出燃燒產(chǎn)生的熱煙氣混合至適合的溫度，通過進(jìn)氣花墻3上的開孔3'噴出橫向穿過料層，將原料加熱并完成干餾過程，在干餾過程中產(chǎn)生的煤氣及焦油與降溫后的混合氣一同穿過集氣花墻8上的開孔8'后，由煤氣導(dǎo)出口 9導(dǎo)出爐外，進(jìn)入回收系統(tǒng)。實(shí)施例I :如圖8、圖9、圖10所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元的一種組合形式，若干個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元并聯(lián)組合在一起形成一臺(tái)大型干餾爐，其下部有多個(gè)出料機(jī)構(gòu)，采用聯(lián)動(dòng)控制，爐體下部有多個(gè)空氣煤氣混合氣入口及冷卻煤氣入口，爐體側(cè)面有多個(gè)煤氣出口，連接到煤氣總管m與回收系統(tǒng)相連 。實(shí)施例2 :如圖11所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元的一種變形，其物料隔離墻d結(jié)構(gòu)如圖變化，上層進(jìn)氣口 e為空氣入口，f為冷卻煤氣入口，上升的煤氣在空氣噴出口 e部位部分燃燒以期完成加熱和冷卻過程。該基本結(jié)構(gòu)單元也可以實(shí)施例I的組合方式形成大型干餾爐。實(shí)施例3 :如圖12所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元的一種變形，進(jìn)氣口 a為煤氣與空氣混合氣體入口，混合氣噴出后燃燒，進(jìn)氣孔b為空氣或空氣與煤氣混合氣入口，該氣體噴出后在料層燃燒，使原料達(dá)到干餾終溫，進(jìn)氣口 c為冷卻煤氣入口，冷卻煤氣噴出后上升穿過料層，將成品料冷卻，并與噴口 b噴出的氣體混合上升，再與噴口 a噴出燃燒氣體混合至適當(dāng)溫度進(jìn)入上升進(jìn)入進(jìn)氣花墻。實(shí)施例4 :如圖13所示,該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元的一種變形,進(jìn)氣口 g為空氣或空氣與煤氣混合氣體入口，進(jìn)氣口 h為冷卻煤氣入口，進(jìn)氣口 i為空氣入口，j為氣體夾帶粉塵沉降返回通道，氣體夾帶粉塵自由沉降后通過通道返回并與成品料一同排出爐外。通過進(jìn)氣口 h噴出的冷卻煤氣橫向穿過料層進(jìn)入上升通道k，進(jìn)氣口 i進(jìn)入的空氣使部分煤氣燃燒以提高進(jìn)入進(jìn)氣花墻的氣體溫度，進(jìn)氣口 g進(jìn)入的空氣或空氣與煤氣混合氣在料層燃燒意識(shí)成品料達(dá)到干餾終溫。實(shí)施例5 :如圖14所示，圖14為本實(shí)用新型方法的流程示意圖，來自回收系統(tǒng)的自產(chǎn)煤氣與空氣混合后進(jìn)入布?xì)馔ǖ繧I，穿過花墻開孔后燃燒，燃燒熱煙氣與來自通道I并穿過料層換熱后的冷卻氣體在混合室III混合至適宜的溫度，沿上升通道上升并通過花墻上開孔橫向穿過料層，熱氣體將熱量傳遞給原料完成干餾或干燥過程，干餾產(chǎn)物與降溫后的氣體一同通過集氣花墻IV上開孔進(jìn)入集氣通道，并通過側(cè)面開孔導(dǎo)出爐外，完成干餾或干燥過程。(圖中箭頭方向?yàn)闅怏w流動(dòng)方向)如上所述，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是爐內(nèi)有多道多層開孔的送氣花墻和多層開孔的集氣花墻，使氣體在爐內(nèi)橫向流動(dòng)，在集氣花墻室的側(cè)壁開孔使氣體導(dǎo)出爐外。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是爐內(nèi)結(jié)構(gòu)分為氣體分布花墻、物料隔離墻、冷卻氣體分布花墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是花墻的支撐采用拱形結(jié)構(gòu)或耐火混凝土梁結(jié)構(gòu)形式支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是爐內(nèi)墻體結(jié)構(gòu)可以采用異形耐火磚砌筑或采用耐火混凝土預(yù)制件形式使之成型，亦可使用耐溫金屬材料制作成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是花墻的開孔的截面可以是長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形形狀，可以采用開孔的異型磚或使用混凝土制作時(shí)使用模具成型，亦可在使用耐溫金屬材料時(shí)鑄造或加工成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種氣體熱載體低溫干餾爐，其特征是花墻之間可以采用橫向鎖磚牽拉用于加固，使得墻體強(qiáng)度及穩(wěn)固性増加，該鎖磚可以多層、多點(diǎn)布置。
專利摘要一種氣體熱載體低溫干餾爐，爐內(nèi)有多道多層開孔的送氣花墻和多層開孔的集氣花墻，使氣體在爐內(nèi)橫向流動(dòng)，在集氣花墻室的側(cè)壁開孔使氣體導(dǎo)出爐外?；締卧缮喜康乃蜌饣▔图瘹饣▔Α⑾虏康睦鋮s氣體分布花墻、物料隔離墻、混合氣燃燒混合室等組成。爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)，使?fàn)t內(nèi)物料可以均勻排出爐外。本實(shí)用新型使用40mm以下小顆粒原料，也適用于在熱加工過程中破碎嚴(yán)重的固體物料，原料使用率可以達(dá)到100％。本實(shí)用新型也可用于小顆粒及易破碎原料的干燥。
文檔編號(hào)C10B49/02GK202415452SQ201120531529
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者曹振海 申請(qǐng)人:北京德天御投資管理有限責(zé)任公司