專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低溫干餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫干餾爐，尤其是一種帶有爐管的低溫干餾爐。
背景技術(shù)：
煤在隔絕空氣條件下進(jìn)行加熱，在不同溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過(guò)程稱(chēng)為煤的熱解或煤的干餾。煤干餾可得半焦、焦油和荒煤氣，焦油經(jīng)加氫處理可得汽柴油組分，荒煤氣可用作化工原料。煤的熱解是煤化工的重要過(guò)程之一，按加熱終溫的不同，可分為三種900 1100°C為高溫干餾，即焦化；700 900°C為中溫干餾；500 600°C為低溫干餾。“缺油、少氣、富煤”是目前中國(guó)能源的基本情況，隨著全球可采石油量的下降及中國(guó)能源消費(fèi)量的大幅度增長(zhǎng)，迫使人們尋求新的能源和化工原料來(lái)代替石油。我國(guó)煤資源豐富，價(jià)格低廉，如何有效地綜合開(kāi)發(fā)利用煤，特別是低品位煤備受關(guān)注。近10年來(lái)，受市場(chǎng)需求的推動(dòng)，我國(guó)晉、陜、蒙、寧等省區(qū)建設(shè)了大批煤炭低溫干餾工廠(chǎng)，截至2007年，全國(guó)半焦總產(chǎn)能已達(dá)3500萬(wàn)噸，其中僅陜西榆林地區(qū)的年產(chǎn)量就達(dá)1200萬(wàn)噸。目前，對(duì)焦油產(chǎn)率、半焦產(chǎn)率、干餾水份產(chǎn)率等指標(biāo)的檢測(cè)分析，現(xiàn)有的低溫干餾爐多采用格金低溫干餾裝置，升溫、降溫速度快，操作簡(jiǎn)單、方便，但單次處理量小，只有20g 左右，其通過(guò)差減法得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，與實(shí)際大規(guī)模生產(chǎn)差別較大，也不能盡可能的模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、操作方便的低溫干餾爐。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種低溫干餾爐，包括內(nèi)部設(shè)有爐管的爐體，與所述爐體相連的冷卻系統(tǒng)，與所述冷卻系統(tǒng)相連的集氣系統(tǒng)，所述爐體和爐管都為臥式，所述爐管為密封結(jié)構(gòu)，用于對(duì)物料進(jìn)行熱解。所述爐管包括用于盛放干餾介質(zhì)的爐筒和位于爐筒開(kāi)口處的爐蓋，所述爐筒內(nèi)設(shè)有用于盛放催化劑的盒體，該盒體表面布滿(mǎn)蜂窩狀通氣孔，所述爐筒底部設(shè)有可封閉的用于通入反應(yīng)氣的氣體通孔，所述爐蓋上設(shè)有干餾氣出孔。所述爐筒和爐蓋之間設(shè)有石墨墊圈進(jìn)行密封。所述爐筒的出口處設(shè)有蜂窩狀擋板，用于阻擋物料。所述爐筒底部設(shè)有三個(gè)溫度計(jì)套管。所述干餾氣出孔上設(shè)有球閥。所述爐體包括發(fā)熱元件、保溫層、控制儀表、外殼和支架；發(fā)熱元件采用高溫電爐絲或硅碳棒，保溫層采用耐火纖維保溫層。所述冷卻系統(tǒng)包括直冷器和/或間冷器。所述集氣系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐包括罐體，位于所述罐體頂部的取氣孔，下部的排水口，上部的三通閥，所述三通閥分別連接水箱、冷卻系統(tǒng)和儲(chǔ)氣罐。
所述罐體一側(cè)設(shè)有玻璃連通管，用于計(jì)算干餾氣的體積。本發(fā)明的一種低溫干餾爐的有益效果如下1、本發(fā)明的一種低溫干餾爐，爐體構(gòu)造簡(jiǎn)單，拆卸方便，使用壽命長(zhǎng)。2、使用電加熱，升溫速度快且易控。3、適用物料范圍廣，裝填料容易。4、油氣冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可組裝性及擴(kuò)展性強(qiáng)、冷卻效果好。5、冷卻器由玻璃制造，可視化、易清洗。6、模塊化設(shè)計(jì)，移動(dòng)、裝配、維修更容易。


圖1為本發(fā)明的一種低溫干餾爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的一種低溫干餾爐的爐管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的一種低溫干餾爐，包括內(nèi)部設(shè)有爐管2的爐體1，與所述爐體 1相連的冷卻系統(tǒng)3，與所述冷卻系統(tǒng)3相連的集氣系統(tǒng)，所述爐體1和爐管2都為臥式，所述爐管2為密封結(jié)構(gòu)，用于對(duì)物料進(jìn)行熱解。所述爐體1包括發(fā)熱元件、保溫層、控制儀表 11、外殼和支架12 ；發(fā)熱元件采用高溫電爐絲或硅碳棒，保溫層采用耐火纖維保溫層。所述冷卻系統(tǒng)3包括直冷器和/或間冷器。所述集氣系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐4，所述儲(chǔ)氣罐4包括罐體，位于所述罐體頂部的取氣孔 41，下部的排水口 42，上部的三通閥43，所述三通閥43分別連接水箱、冷卻系統(tǒng)3和儲(chǔ)氣罐 4。所述罐體一側(cè)設(shè)有玻璃連通管44，用于計(jì)算干餾氣的體積。如圖2所示，所述爐管2包括用于盛放干餾介質(zhì)的爐筒21和位于爐筒21開(kāi)口處的爐蓋22，所述爐筒21內(nèi)設(shè)有用于盛放催化劑的盒體23，該盒體23表面布滿(mǎn)蜂窩狀通氣孔，所述爐筒21底部設(shè)有可封閉的用于通入反應(yīng)氣的氣體通孔，所述爐蓋22上設(shè)有干餾氣出孔沈。所述爐筒21和爐蓋22之間設(shè)有石墨墊圈進(jìn)行密封。所述爐筒21的出口處設(shè)有蜂窩狀擋板25，用于阻擋物料。所述爐筒21底部設(shè)有三個(gè)溫度計(jì)套管M。所述干餾氣出孔26上設(shè)有球閥27。將一定量的待熱解原料經(jīng)破碎、篩分后，裝入爐管，采用電加熱的方式隔絕空氣加熱到500 700°C，保持30 120分鐘。產(chǎn)生的干餾氣經(jīng)冷卻器冷凝后，得到焦油和荒煤氣；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、操作方便，適合各種品質(zhì)的固體物料。爐體的作用是供給熱量，發(fā)熱元件采用高溫電爐絲(或硅碳棒)，最高溫度可達(dá) 1400°C，具有熱效率高、升溫速度快、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)。爐膛采用翻開(kāi)式結(jié)構(gòu)，易于取放爐管，并在有降溫需求時(shí)，打開(kāi)上爐膛，使之快速降溫。保溫層采用高級(jí)耐火纖維做保溫材料，具有保溫、比重輕、蓄熱少，爐膛內(nèi)部溫度均勻性好的特性。易磨損部位采用硬化技術(shù)處理，使?fàn)t材經(jīng)久耐用。控制儀表采用數(shù)字溫度程控儀，PID調(diào)節(jié)，可自動(dòng)升溫、保溫、降溫，控溫精度高、重復(fù)性好。也可通過(guò)插孔及加密狗直接與計(jì)算機(jī)USB相連，以獲取溫度的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。
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外殼及支架采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床精心加工，體積小、重量輕、人性化設(shè)計(jì)、外形美觀。控制支架高度，使?fàn)t管放置高度與地面500-900mm，并在支架底部設(shè)置腳輪，以利裝置的移動(dòng)和搬運(yùn)。爐管是物料發(fā)生熱解的場(chǎng)所，必需滿(mǎn)足物料裝填、溫度測(cè)定和密封等要求。爐筒為圓柱形腔體，用于盛放各種干餾介質(zhì)，其底部設(shè)有三個(gè)溫度計(jì)套管及留有一個(gè)氣體通孔，套管用來(lái)插入溫度計(jì)以監(jiān)測(cè)物料的溫度。氣體通孔用來(lái)向爐內(nèi)通入反應(yīng)性氣體，不用時(shí)封死。 爐筒內(nèi)設(shè)有一直徑比爐筒內(nèi)徑稍小的圓柱狀小盒，由薄壁鋼板制成，其上設(shè)有蜂窩狀分布的通氣孔，主要用于盛放催化劑。爐筒出口處也設(shè)一蜂窩狀擋板，用以阻擋物料，并有在一定程度上減緩物料顆粒被干餾氣帶出的作用。爐蓋上設(shè)有干餾氣出孔一個(gè)，經(jīng)一球閥后，用鋼管與冷卻系統(tǒng)相連，鋼管末端做成對(duì)/40陽(yáng)磨口(參照玻璃儀器磨口標(biāo)準(zhǔn)，下同)。球閥的作用是(1)防止高溫卸料時(shí)干溜氣溢出；(2)在使用直冷器時(shí)，防止倒吸；(3)通過(guò)改變閥門(mén)的大小，控制干餾氣在爐管內(nèi)的停留時(shí)間。爐體與爐蓋采用硬金屬直接密封和石墨墊圈雙重密封方式，確保干餾氣不會(huì)泄漏，兩者采用快接法蘭固定，以利拆卸。冷卻部分以水為冷卻介質(zhì)，共采用三種方式，即直冷、間冷、混冷。設(shè)計(jì)上，由于采取模塊化單元，只需制造前兩種類(lèi)型的冷卻器即可，混冷系統(tǒng)可由前兩種冷卻器配搭而成。 具體使用時(shí)，可根據(jù)干餾氣的冷卻情況，決定需要多少個(gè)冷卻單元，以及是否有必要采取混冷方式。直冷是將干餾氣直接通入水中進(jìn)行冷卻的方式。其中1為玻璃管，其上端為M/40 陰磨口，以便與干餾氣出口管配合；下端與氣體洗瓶的進(jìn)氣管類(lèi)似，有四個(gè)小出氣口對(duì)稱(chēng)分布，以增大氣液接觸面積、增強(qiáng)冷凝效果。直冷器下部做一四氟節(jié)門(mén)，用以靜置后油水的分液、接收。同樣地，可根據(jù)冷卻效果，串連多個(gè)冷卻器。直冷器的缺點(diǎn)是導(dǎo)致油水混雜，只有待靜置分層后，才能計(jì)算相應(yīng)的熱解油產(chǎn)率，且由于油水直接接觸，導(dǎo)致熱解水的量難以計(jì)算，但此方式的冷卻水用量較小。間冷采用盤(pán)管式冷卻器，冷卻水走管內(nèi)，干餾氣走管外。此種冷卻方式可方便得到物料熱解水的量，若采用帶刻度的接收瓶，還可隨時(shí)觀察焦油的產(chǎn)速及產(chǎn)量。冷卻器上的預(yù)留口可用來(lái)連接各類(lèi)溫度、壓力探測(cè)器，根據(jù)試驗(yàn)工藝的要求，可測(cè)得系統(tǒng)的干餾氣出入口的溫度、壓力，氣體儲(chǔ)罐的壓力等參數(shù)。各冷卻器均由特硬高硼硅玻璃制造，此種玻璃的軟化點(diǎn)達(dá)820°C，褪火溫度 560°C，完全滿(mǎn)足低溫干餾的溫度要求。使用玻璃做冷卻器的材料，可以隨時(shí)觀察冷卻器內(nèi)干餾氣的冷卻程度，方便確定最全適的冷卻器數(shù)量，而且玻璃清洗起來(lái)也比較方便，外觀也更加美觀。當(dāng)然，也可選用不透鋼作為冷卻器的材料，則更為經(jīng)久耐用，但不能觀察冷卻器內(nèi)的情況。整個(gè)冷卻系統(tǒng)安裝于鐵架上，鐵架由鋼筋焊制，可根據(jù)安裝冷卻器的數(shù)量，確定鐵架的尺寸。集氣系統(tǒng)主要為一儲(chǔ)氣罐，采用排水取氣的方式，實(shí)驗(yàn)裝置搭建完成后，可首先接通電源對(duì)物料進(jìn)行除水，在此期間，通過(guò)三通閥43將儲(chǔ)氣罐裝滿(mǎn)水(并同時(shí)用氣袋收集氣體樣品用于分析)。儲(chǔ)罐裝滿(mǎn)水后，旋轉(zhuǎn)三通閥使之與冷卻系統(tǒng)相連，通過(guò)控制閥門(mén)42出水量的大小，使?fàn)t管內(nèi)維持微正壓(lOO-lOOOPa)。儲(chǔ)氣罐一側(cè)安裝有玻璃連通管，通過(guò)測(cè)量氣罐內(nèi)剩余水的量來(lái)計(jì)算干餾煤氣的體積。
權(quán)利要求
1.一種低溫干餾爐，其特征在在于包括內(nèi)部設(shè)有爐管的爐體，與所述爐體相連的冷卻系統(tǒng)，與所述冷卻系統(tǒng)相連的集氣系統(tǒng)，所述爐體和爐管都為臥式，所述爐管為密封結(jié)構(gòu)，用于對(duì)物料進(jìn)行熱解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫干餾爐，其特征在于所述爐管包括用于盛放干餾介質(zhì)的爐筒和位于爐筒開(kāi)口處的爐蓋，所述爐筒內(nèi)設(shè)有用于盛放催化劑的盒體，該盒體表面布滿(mǎn)蜂窩狀通氣孔，所述爐筒底部設(shè)有可封閉的用于通入反應(yīng)氣的氣體通孔，所述爐蓋上設(shè)有干餾氣出孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫干餾爐，其特征在于所述爐筒和爐蓋之間設(shè)有石墨墊圈進(jìn)行密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫干餾爐，其特征在于所述爐筒的出口處設(shè)有蜂窩狀擋板，用于阻擋物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫干餾爐，其特征在于所述爐筒底部設(shè)有三個(gè)溫度計(jì)套管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫干餾爐，其特征在于所述干餾氣出孔上設(shè)有球閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的溫度干餾爐，其特征在于所述爐體包括發(fā)熱元件、保溫層、控制儀表、外殼和支架；發(fā)熱元件采用高溫電爐絲或硅碳棒，保溫層采用耐火纖維保溫層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的低溫干餾爐，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包括直冷器和/或間冷器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的低溫干餾爐，其特征在于所述集氣系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐包括罐體，位于所述罐體頂部的取氣孔，下部的排水口，上部的三通閥，所述三通閥分別連接水箱、冷卻系統(tǒng)和儲(chǔ)氣罐。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫干餾爐，其特征在于所述罐體一側(cè)設(shè)有玻璃連通管，用于計(jì)算干餾氣的體積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、操作方便的低溫干餾爐，包括內(nèi)部設(shè)有爐管的爐體，與所述爐體相連的冷卻系統(tǒng)，與所述冷卻系統(tǒng)相連的集氣系統(tǒng)，所述爐體和爐管都為臥式，所述爐管為密封結(jié)構(gòu)，用于對(duì)物料進(jìn)行熱解。本發(fā)明的一種低溫干餾爐，爐體構(gòu)造簡(jiǎn)單，拆卸方便，使用壽命長(zhǎng)；使用電加熱，升溫速度快且易控；適用物料范圍廣，裝填料容易；油氣冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可組裝性及擴(kuò)展性強(qiáng)、冷卻效果好；冷卻器由玻璃制造，可視化、易清洗；模塊化設(shè)計(jì)，移動(dòng)、裝配、維修更容易。
文檔編號(hào)C10B53/04GK102559222SQ20121003633
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者史豐田, 吳道洪 申請(qǐng)人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司