專利名稱：一種氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t及氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的一種氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t及氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，主要用于處理粒度小?20_的不黏性或弱黏性的固體燃料(例如褐煤、長焰煤、氣煤等)，通過發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)生產(chǎn)低溫焦油、煤氣和半焦。
背景技術(shù)：
目前常規(guī)的氣體熱載體低溫干餾エ藝均要求使用塊狀原料，原料粒度要求在20-120mm范圍內(nèi)，且要求有較高的熱穩(wěn)定性和較低的水分。對(duì)于使用高水分、熱穩(wěn)定狀態(tài)差和粒度較小的原料，在進(jìn)行熱加工前需要先進(jìn)行干燥預(yù)處理后制成一定粒度的型煤。
現(xiàn)在國內(nèi)氣體熱載體低溫干餾エ藝主要代表爐型是陜西神木方爐，主要處理粒徑為20-120mm長焰煤塊煤，原料要求較高，不適用于高水分的低階煤；單爐生產(chǎn)能力有限，現(xiàn)有最大單爐產(chǎn)能為7. 5萬噸/年；產(chǎn)品熄焦技術(shù)使用水撈焦的方式，再利用富于煤氣進(jìn)行烘干，浪費(fèi)了大量煤氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決使用高水分原料消耗大量能量且增加后續(xù)煤氣冷卻系統(tǒng)的處理負(fù)擔(dān)、以及使用低變質(zhì)程度的物料引起的技術(shù)問題，采用單元組合方式可以使單體爐生產(chǎn)能力放大至20-50萬噸/臺(tái)·年。本發(fā)明的用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的一種氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t及氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，通過物料預(yù)干燥以及熱解段內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)降塵、利用組合熄焦方式冷卻產(chǎn)品，提高了整個(gè)系統(tǒng)的熱利用效率。用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的一種氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，熱解爐內(nèi)采用氣體熱載體對(duì)流干燥方法對(duì)高水分物料進(jìn)行干燥預(yù)處理，熱氣體在布?xì)怅噦愕淖饔孟略诟稍锒尉鶆蚍植?；干燥后的物料進(jìn)入氣體熱載體橫向穿透物料的干餾區(qū)域中與氣體熱載體進(jìn)行換熱后加熱，發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，熱解段采用多個(gè)具有多層開孔的火道花墻和多層開孔的集氣花墻単元組合而成，爐內(nèi)氣體由下層熄焦煤氣和燃燒區(qū)熱煙氣混合進(jìn)入火道內(nèi)，再從火道花墻向集氣花墻橫向穿過料層進(jìn)入集氣室，再由雙面集氣花墻和集氣室布?xì)饫u組成的集氣道導(dǎo)出爐外；熱解產(chǎn)品熱半焦進(jìn)入組合干熄焦裝置中冷卻，先后經(jīng)過煤氣熄焦區(qū)域和水冷換熱區(qū)域；爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)和輸送機(jī)，在出料和輸送裝置的作用下將冷卻后的半焦均勻?qū)С霾⑤斔偷桨虢苟褕?chǎng)。本發(fā)明采用氣體熱載體對(duì)物料進(jìn)行干燥和熱解，使用干餾自產(chǎn)煤氣作為氣體熱載體熱源，使用120_以下高水分不黏煤和弱黏煤混料，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%。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的一種氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，含有以下步驟來自備煤エ段的物料通過提升機(jī)進(jìn)入爐頂料倉，在物料分布器的作用下均勻進(jìn)入干燥段，在干燥段與干燥氣對(duì)流接觸，實(shí)現(xiàn)物料的干燥處理。經(jīng)過干燥后的物料在爐內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入熱解段，在熱解段與橫向流動(dòng)的氣體熱載體接觸，實(shí)現(xiàn)物料的熱解，產(chǎn)生的煤氣和焦油隨著氣體熱載體進(jìn)入集氣室中，最后沿著煤氣管道從爐體兩側(cè)排出。發(fā)生熱解反應(yīng)后的熱半焦進(jìn)入煤氣熄焦段，與冷煤氣對(duì)流接觸，冷煤氣將熱半焦中的熱量帶走，從而達(dá)到半焦冷卻的目的。經(jīng)過煤氣冷卻后的半焦仍然具有較高的溫度，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入水冷換熱段，與冷卻水間接冷卻，實(shí)現(xiàn)半焦的進(jìn)ー步冷卻。冷卻后的半焦進(jìn)入半焦導(dǎo)料槽，在螺旋出料機(jī)的作用下均勻?qū)С?。本發(fā)明使用原料粒度< 120mm，原料利用率100%，采用氣體熱載體橫向流動(dòng)與物料錯(cuò)流接觸，減少氣體熱載體與物料的接觸時(shí)間，降低爐內(nèi)阻力，減少煤氣攜帶的粉塵含 量，利用自產(chǎn)煤氣和水冷換熱的組合式熄焦方式，可有效提高整體熱效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。一種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，爐內(nèi)結(jié)構(gòu)采用段単元組合而成，干燥段、隔氣段、熱解段、組合熄焦段和出料段；各段単元保持獨(dú)立。爐內(nèi)的干燥段采用鋼板制造，干燥段布?xì)怅噦悴捎脠A形、扇形、橢圓形和/或傘狀結(jié)構(gòu)。爐內(nèi)的隔氣段采用鋼板制造，采用中間小兩端大方式，隔氣段采用圓形和/或方形結(jié)構(gòu)。熱解段墻體結(jié)構(gòu)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,亦可使用耐熱金屬材料制作而成；熱解段包含火道室、火道氣體分布花墻、集氣花墻、集氣室。組合熄焦段包含煤氣熄焦段和水冷換熱段，煤氣熄焦段墻體結(jié)構(gòu)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，亦可使用耐熱金屬材料制作而成；水冷換熱段采用金屬材料制作，采用方形夾套和/或圓形列管結(jié)構(gòu)?；鸬朗液图瘹馐抑袎w之間采用橫向鎖磚牽拉用于加固，増加墻體強(qiáng)度，該鎖磚可以多層、多點(diǎn)布置。 熱解段火道室設(shè)置多層空氣入ロ，補(bǔ)充空氣進(jìn)行燃燒，保證火道內(nèi)熱載體溫度均勻。與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果是I、原料先經(jīng)過干燥預(yù)處理，降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，降低煤氣中水汽含量，減少后續(xù)污水處理量。2、采用氣體熱載體橫向穿透物料，減少焦油在料層中的損失，增加焦油產(chǎn)率。3、由于熱解段火道花墻和集氣花墻均采用多層多點(diǎn)開孔的方式，爐內(nèi)氣體分布均勻。4、集氣室內(nèi)采用特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)集氣室內(nèi)氣體折流運(yùn)動(dòng)，將大量粉塵沉積在集氣室下部隨著熱半焦一起排出熱解爐，減少煤氣中的粉塵含量。5、采用煤氣熄焦和水冷夾套的組合干熄焦方式，充分利用熱半焦的熱量，提高系統(tǒng)熱效率。


圖I為本發(fā)明主剖面爐體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的爐體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元示意圖；圖4為本發(fā)明的干燥段布?xì)怅噦銓?shí)施例2的主視圖；圖5為本發(fā)明的干燥段布?xì)怅噦銓?shí)施例2的俯視圖；圖6為本發(fā)明的干燥段布?xì)怅噦銓?shí)施例3的主視圖； 圖7為本發(fā)明的干燥段布?xì)怅噦銓?shí)施例3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。實(shí)施例I :如圖I、圖2和圖3所示，一種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，，包括爐體11、爐頂料倉I、爐頂布料器2、原料干燥段3、隔氣段10、熱解段12、組合熄焦段25、半焦導(dǎo)出裝置33。其中原料干燥段3包含干燥氣總管道4、干燥氣支管5、布?xì)怅噦?、布?xì)獾装?、干燥氣導(dǎo)出管9、氣體阻隔管10。所述的干燥段采用鋼結(jié)構(gòu)；干燥氣布?xì)怅噦悴捎萌切谓Y(jié)構(gòu)，也可采用圓形結(jié)構(gòu)。熱解段12包含煤氣管道13、空氣管道14、煤氣空氣混合燃燒器15、燃燒室16、燃燒室分布花墻17、燃燒室噴ロ 18、火道室19、火道隔墻20、熱載體分布花墻21、煤氣導(dǎo)出花墻22、集氣室23、煤氣導(dǎo)出管24 ;所述的熱解段燃燒室分布花墻17、火道隔墻20、熱載體分布花墻21和煤氣導(dǎo)出花墻22均采用耐火磚砌筑而成；所述的燃燒室噴ロ 18可以設(shè)置為橫向噴氣和向上噴氣，可以采用方形或者圓形結(jié)構(gòu)；所述的熱載體分布花墻17的開孔采用方向結(jié)構(gòu)，沿著氣流方向逐漸擴(kuò)大；所述的煤氣導(dǎo)出花墻的開孔采用方形結(jié)構(gòu)，沿著煤氣流動(dòng)方向斜向上布置。組合熄焦段25包含煤氣熄焦區(qū)26、冷煤氣分布花墻27、爐內(nèi)支撐拱磚28、水冷換熱區(qū)29、水冷夾套30、循環(huán)冷卻水入口 31、循環(huán)冷卻水出ロ 32 ；半焦導(dǎo)出裝置33包含導(dǎo)料槽34、螺旋出料機(jī)35。經(jīng)過預(yù)處理的原料煤經(jīng)過輸送裝置送入爐頂料倉1，經(jīng)過爐頂布料器2均勻分布進(jìn)入原料干燥段3，在原料干燥段3內(nèi)，熱氣體在布?xì)怅噦?的作用下在干燥段均勻分布，與高水分物料對(duì)流接觸進(jìn)行干燥處理，干燥氣攜帶原料中蒸發(fā)出來的大量水汽由干燥氣導(dǎo)出管9導(dǎo)出爐體；經(jīng)過干燥后的物料嚴(yán)重中間氣體阻隔管10進(jìn)入熱解段12，在熱解段內(nèi)，煤氣燃燒室16中煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)釟馔ㄟ^燃燒室布?xì)饣▔?7進(jìn)入火道室19中與煤氣熄焦段上升的熱煤氣混合而成原料熱解所需的氣體熱載體，氣體熱載體通過熱載體布?xì)饣▔?1均勻分布進(jìn)入熱解區(qū)，氣體熱載體橫向穿透物料攜帯熱解產(chǎn)生的煤氣和焦油通過煤氣導(dǎo)出墻22進(jìn)入集氣室23，再有煤氣導(dǎo)出管24導(dǎo)出爐內(nèi)，進(jìn)入煤氣冷卻系統(tǒng)；發(fā)生熱解反應(yīng)后的熱半焦產(chǎn)品向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入組合熄焦區(qū)25，先后經(jīng)過煤氣熄焦區(qū)26和水冷換熱區(qū)29進(jìn)行降溫，將半焦的溫度降低；經(jīng)過降溫后的半焦在出料裝置33的作用下，均勻?qū)С鰻t體。實(shí)施例2 :如圖4、圖5所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元干燥段3的ー種干燥氣分布結(jié)構(gòu)形式，所述的干燥氣分布結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)。所述的干燥氣分布結(jié)構(gòu)位于干燥段底部，干燥段和熱解段中間氣體阻隔區(qū)域的頂部。熱氣體從干燥氣總管道4內(nèi)經(jīng)由干燥氣支管5均勻分配進(jìn)入布?xì)怅噦?，布?xì)怅噦愕那忻鏋槿切涡问?，布?xì)怅噦愕牡撞坑胁細(xì)獾装?，底板兩?cè)與陣傘有間隙，干燥氣由底部間隙空間進(jìn)入爐內(nèi)。實(shí)施例3 :如圖6、圖7所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元干燥段3的ー種干燥氣分布結(jié)構(gòu)形式，所述的干燥氣分布結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)。所述的干燥氣分布結(jié)構(gòu)位于干燥段和熱解段中間氣體阻隔區(qū)域的中上部。熱氣體從干燥氣總管道4內(nèi)經(jīng)由干燥氣支管5均勻分配進(jìn) 入布?xì)怅噦?，布?xì)怅噦愕那忻鏋樯刃谓Y(jié)構(gòu)，布?xì)怅噦愕牡撞块_ロ，干燥氣由底部開ロ空間進(jìn)入爐內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，其特征是熱解爐內(nèi)采用氣體熱載體對(duì)流干燥方法對(duì)高水分物料進(jìn)行干燥預(yù)處理，熱氣體在布?xì)怅噦愕淖饔孟略诟稍锊襟E均勻分布；干燥后的物料進(jìn)入氣體熱載體橫向穿透物料的干餾區(qū)域中與氣體熱載體進(jìn)行換熱后加熱，發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，熱解步驟采用多個(gè)具有多層開孔的火道花墻和多層開孔的集氣花墻単元組合而成，爐內(nèi)氣體由下層熄焦煤氣和燃燒區(qū)熱煙氣混合進(jìn)入火道內(nèi)，再從火道花墻向集氣花墻橫向穿過料層進(jìn)入集氣室，再由雙面集氣花墻和集氣室布?xì)饫u組成的集氣道導(dǎo)出爐外；熱解產(chǎn)品熱半焦進(jìn)入組合干熄焦裝置中冷卻，先后經(jīng)過煤氣熄焦區(qū)域和水冷換熱區(qū)域；爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)和輸送機(jī)，在出料和輸送裝置的作用下將冷卻后的半焦均勻?qū)С霾⑤斔偷桨虢苟褕?chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒ǎ涮卣魇俏锪显跓峤鉅t內(nèi)先后經(jīng)過干燥步驟、干餾步驟、組合冷卻步驟和出料步驟；還包括隔氣區(qū)域、熱解區(qū)域、組合熄焦區(qū)域；干燥步驟和干餾步驟所需熱量來源為自產(chǎn)煤氣，使用物料為粒徑為120_以下的高水分不黏煤或弱黏煤混料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，其特征是通過熱解步驟中物料的自除塵作用將熱解產(chǎn)生大部分粉塵停留在物料中，隨半焦導(dǎo)出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，其特征是含有以下步驟干燥步驟采用布?xì)怅噦闶篃釟怏w分布均勻，原料的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛缮现料?，氣體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛上轮辽?，?shí)現(xiàn)熱氣體與固體原料的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒ǎ涮卣魇呛幸韵虏襟E隔氣步驟的氣體阻斷方式采用料封、氣封和機(jī)械密封的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒ǎ涮卣魇呛幸韵虏襟E熱解步驟煤氣空氣由燃燒室噴ロ進(jìn)入火道室，與下層熄焦煤氣混合形成氣體熱載體，氣體熱載體從火道室花墻孔穿過料層，由集氣花墻孔進(jìn)入集氣道，最后從集氣道引出爐體；煤氣由熱解爐的兩側(cè)引出爐體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，其特征是含有以下步驟 來自備煤エ段的物料通過提升機(jī)進(jìn)入爐頂料倉，在物料分布器的作用下均勻進(jìn)入干燥步驟，在干燥步驟與干燥氣對(duì)流接觸，實(shí)現(xiàn)物料的干燥處理； 經(jīng)過干燥后的物料在爐內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入熱解步驟，在熱解步驟與橫向流動(dòng)的氣體熱載體接觸，實(shí)現(xiàn)物料的熱解，產(chǎn)生的煤氣和焦油隨著氣體熱載體進(jìn)入集氣室中，最后沿著煤氣管道從爐體兩側(cè)排出； 發(fā)生熱解反應(yīng)后的熱半焦進(jìn)入煤氣熄焦步驟，與冷煤氣對(duì)流接觸，冷煤氣將熱半焦中的熱量帶走，從而達(dá)到半焦冷卻的目的； 經(jīng)過煤氣冷卻后的半焦仍然具有較高的溫度，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入水冷換熱步驟，與冷卻水間接冷卻，實(shí)現(xiàn)半焦的進(jìn)ー步冷卻； 冷卻后的半焦進(jìn)入半焦導(dǎo)料槽，在螺旋出料機(jī)的作用下均勻?qū)С觥?br> 8.一種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是爐內(nèi)結(jié)構(gòu)采用段単元組合而成，干燥段、隔氣段、熱解段、組合熄焦段和出料段；各段単元保持獨(dú)立。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是爐內(nèi)的干燥段采用鋼板制造，干燥段布?xì)怅噦悴捎脠A形、扇形、橢圓形和/或傘狀結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是爐內(nèi)的隔氣段采用鋼板制造，采用中間小兩端大方式，隔氣段采用圓形和/或方形結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是熱解段墻體結(jié)構(gòu)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，亦可使用耐熱金屬材料制作而成；熱解段包含火道室、火道氣體分布花墻、集氣花墻、集氣室。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒?，其特征是組合熄焦段包含煤氣熄焦段和水冷換熱段，煤氣熄焦段墻體結(jié)構(gòu)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，亦可使用耐熱金屬材料制作而成；水冷換熱段采用金屬材料制作，采用方形夾套和/或圓形列管結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是火道室和集氣室中墻體之間采用橫向鎖磚牽拉用于加固，増加墻體強(qiáng)度，該鎖磚可以多層、多點(diǎn)布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的ー種用于高水分不黏性或弱黏性固體燃料的氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t，其特征是熱解段火道室設(shè)置多層空氣入ロ，補(bǔ)充空氣進(jìn)行燃燒，保證火道內(nèi)熱載體溫度均勻。
全文摘要
一種氣體熱載體低溫?zé)峤鉅t及氣體熱載體低溫?zé)峤夥椒ǎ瑹峤鉅t內(nèi)采用氣體熱載體對(duì)流干燥方法對(duì)高水分物料進(jìn)行干燥預(yù)處理，熱氣體在布?xì)怅噦愕淖饔孟略诟稍锒尉鶆蚍植?；干燥后的物料進(jìn)入氣體熱載體橫向穿透物料的干餾區(qū)域中與氣體熱載體進(jìn)行換熱后加熱，發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，爐內(nèi)氣體由下層熄焦煤氣和燃燒區(qū)熱煙氣混合進(jìn)入火道內(nèi)，再從火道花墻向集氣花墻橫向穿過料層進(jìn)入集氣室，再由雙面集氣花墻和集氣室布?xì)饫u組成的集氣道導(dǎo)出爐外；熱解產(chǎn)品熱半焦進(jìn)入組合干熄焦裝置中冷卻，先后經(jīng)過煤氣熄焦區(qū)域和水冷換熱區(qū)域；爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)和輸送機(jī)，在出料和輸送裝置的作用下將冷卻后的半焦均勻?qū)С霾⑤斔偷桨虢苟褕?chǎng)。
文檔編號(hào)C10B49/04GK102676187SQ20121011313
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者范濤 申請(qǐng)人:北京德天御投資管理有限責(zé)任公司