專利名稱：一種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用固體熱載體使煤低溫干餾生成蘭炭、焦油和煤氣等產(chǎn)物的外返料干餾爐。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和工業(yè)化水平的快速提高，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活對(duì)能源的需求量越來越大，國(guó)家對(duì)能源的綜合開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展的要求越來越高。我國(guó)是能源短缺的國(guó)家，石油對(duì)外依存度高達(dá)55%以上，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗，并實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路，必須依靠科技進(jìn)步和科技創(chuàng)新。我國(guó)低變質(zhì)煤占煤炭資源儲(chǔ)量的60%以上，采用新技術(shù)、新工藝、新裝備把低變質(zhì)煤制成蘭炭、焦油和煤氣實(shí)現(xiàn)低變質(zhì)煤的綜合利用，符合國(guó)家的能源政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，而且能有效回收我國(guó)緊缺的戰(zhàn)略資源，可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。固體熱載體煤的低溫干餾是借助高溫半焦把原料煤迅速升溫到450°C以上，再通過對(duì)筒體外部加熱使煤發(fā)生快速熱解反應(yīng)，最大量的析出煤中的煤氣和焦油成分，由于升溫迅速，焦油發(fā)生二次裂解較少，能大幅提高焦油產(chǎn)率?；厥盏玫降慕褂徒?jīng)過后續(xù)處理能制成柴油或汽油用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；煤氣經(jīng)過收集和凈化，煤氣的純度很高是很好的工業(yè)原料和民用燃料。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，利用固體熱載體能快速升高煤的溫度，使煤迅速發(fā)生熱解反應(yīng)，提高了焦油產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)量。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是筒體前端為進(jìn)料裝置，筒體與進(jìn)料裝置之間用進(jìn)料密封進(jìn)行密封，在筒體內(nèi)布置有一組正向?qū)Я下菪搴鸵唤M反向?qū)Я下菪?；筒體后端為出料箱，出料箱與筒體之間用石墨密封密封；筒體外部為由夾套和夾套密封組成的加熱裝置，在夾套兩端各有一夾套密封；在筒體加熱區(qū)內(nèi)由分隔板和一個(gè)與筒體同心的圓管一起將筒體分為多個(gè)倉(cāng)，筒體外部交錯(cuò)分布三根返料螺旋管。石墨密封通過壓板III與出料箱的法蘭連接在一起，在壓板III上開有半圓形和梯形槽各一個(gè)，在半圓槽中壓入石墨盤根IV,在梯形槽中壓入石墨盤根III,壓板IV與壓板III連接在一起，中間夾著兩層交錯(cuò)分布的石墨塊，每個(gè)石墨塊上都開有凹槽，鋼絲繩圍繞一圈半卡在石墨塊凹槽里，在鋼絲繩兩端掛有配重塊，在重力作用下使石墨塊緊貼在筒體的墊板上。進(jìn)料密封中的動(dòng)環(huán)支撐架連接在筒體的前端板上，動(dòng)環(huán)連接在動(dòng)環(huán)支撐架上，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)構(gòu)成機(jī)械密封，在靜環(huán)兩側(cè)開有加油孔，端面開有油槽，靜環(huán)安裝在靜環(huán)支撐架 上，設(shè)置有進(jìn)料溜管、出氣管的管架與靜環(huán)支撐架之間用波紋膨脹節(jié)II連接，在管架上裝有用來頂緊靜環(huán)的氣缸。[0008]夾套密封中的壓板II與夾套連接，在壓板II上開有半圓形和梯形槽各一個(gè)，在半圓槽中壓入石墨盤根I，在梯形槽中壓入石墨盤根II，壓板II外端為兩層多瓣環(huán)形石墨塊，其內(nèi)孔與筒體密封面接觸，石墨塊外端為壓板I，壓板I與壓板II連接將石墨塊夾在中間，在壓板I和壓板II上裝有固定頂桿用的角鋼，頂桿和石墨塊之間裝有用來徑向壓緊石墨塊的彈黃。每個(gè)倉(cāng)里均設(shè)置有多塊抄板，在每個(gè)分隔板兩側(cè)各設(shè)有直抄板，抄板、分隔板與筒體、圓管之間均布置有加強(qiáng)筋板，分隔板徑向采用S形。該外返料干餾爐在爐頭采用波紋膨脹節(jié)、機(jī)械密封等多種密封組合，在爐尾采用石墨夾套密封等多種密封組合，使回轉(zhuǎn)爐在不高于正壓300Pa壓力工況下穩(wěn)定運(yùn)行不發(fā)生煤氣泄漏；采用溜管進(jìn)料原料煤不易被破碎，溜管設(shè)置在進(jìn)料密封部件的端板上；筒體頭部設(shè)計(jì)正向?qū)Я下菪搴头聪驅(qū)Я下菪?，正、反向?qū)Я下菪迨乖厦汉透邷匕虢钩浞只旌希乖厦嚎焖偕郎氐?50°C以上，使煤快速熱解析出煤氣和焦油，避免焦油的二次裂 解；原料煤和高溫半焦在爐頭充分混合后在筒體轉(zhuǎn)動(dòng)過程中向爐尾移動(dòng)，用高溫?zé)釤煔饧訜嵬搀w外壁使原料煤的溫度繼續(xù)升高最終達(dá)到650°C完成低溫干餾過程，隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)返料螺旋管將高溫半焦返回到爐體頭部與原料煤進(jìn)行混合，另一部分半焦經(jīng)出料箱進(jìn)入下一道工序進(jìn)行冷卻；外返料干餾爐可以靈活調(diào)整返料比、物料停留時(shí)間，從而滿足不同粒度煤的生產(chǎn)要求。高溫?zé)釤煔馔ㄟ^夾套對(duì)筒體外壁進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)高溫?zé)釤煔獾难h(huán)利用，提高熱效率；利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐生產(chǎn)的煤氣純度高，焦油產(chǎn)率高，蘭炭品質(zhì)高；利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐解決了小粒度低變質(zhì)煤規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)及能源綜合利用問題，能實(shí)現(xiàn)能源的多樣化，符合國(guó)家的能源戰(zhàn)略規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。外返料干餾爐優(yōu)點(diǎn)I)該型干餾爐解決了低變質(zhì)煤的綜合利用問題，生產(chǎn)的煤氣純度高、焦油產(chǎn)率高、蘭炭品質(zhì)聞。2)該型干餾爐能利用小粒度煤(直徑不大于30_)作原料生產(chǎn)高品質(zhì)的蘭炭、焦油和純度高的煤氣。3)加熱系統(tǒng)高溫?zé)釤煔庋h(huán)利用，熱效率高。4)利用固體熱載體能快速升高煤的溫度，使煤迅速發(fā)生熱解反應(yīng)，提高了焦油產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)量。5)電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)，可以適應(yīng)不同工況條件下對(duì)轉(zhuǎn)速要求。6)在設(shè)備爐頭采用波紋膨脹節(jié)、機(jī)械密封，爐尾采用石墨密封等多種密封組合，使設(shè)備具有良好的密封性，減少了環(huán)境污染，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。7)在筒體外設(shè)置外返料裝置，可以靈活的調(diào)節(jié)返料比滿足客戶對(duì)不同產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)率的要求。8)筒體內(nèi)采用分倉(cāng)和扇形抄板技術(shù)，使物料受熱均勻又可防止物料破碎。

圖I是本實(shí)用新型外返料干餾爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是筒體前端導(dǎo)料螺旋板分布示意圖。圖3是圖I的A-A剖視圖，即分倉(cāng)、抄板布置結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖4是圖I的局部放大剖示圖，即夾套密封的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是進(jìn)料密封的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是石墨密封的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，設(shè)備的主體為筒體4，滾圈13和滾圈117設(shè)置在筒體4兩端，滾圈13和滾圈117分別由擋托輪裝置11和托輪裝置10支撐；大齒圈2設(shè)置在滾圈13前端，大齒圈2通過與傳動(dòng)裝置12上的小齒輪13嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)筒體4及其上部件轉(zhuǎn)動(dòng)；筒體4前端為進(jìn)料裝置1，進(jìn)料裝置I上設(shè)有進(jìn)料溜管14、出氣管15、波紋膨脹節(jié)116等；筒體4后端 為出料箱8，出料箱8上設(shè)有出料口 ；出料箱8由支架9支撐；出料箱8與筒體4之間用石墨密封17密封；筒體4外部為由夾套5和夾套密封6組成的加熱裝置。筒體4采用耐熱不銹鋼制造，可以承受高溫加熱，同時(shí)在筒體最大彎曲應(yīng)力段對(duì)筒體厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)募雍?；在筒體4內(nèi)的前端布置有一組正向?qū)Я下菪?8和一組反向?qū)Я下菪?0，如圖2所示，用來將從進(jìn)料溜管14進(jìn)入的物料與由返料螺旋管24返回的固體熱載體充分混合；在筒體4加熱區(qū)內(nèi)由分隔板19和一個(gè)與筒體4同心的圓管20 —起將筒體4分為多個(gè)倉(cāng)，如圖3所示，每個(gè)倉(cāng)里均設(shè)置有多塊抄板21，同時(shí)在每個(gè)分隔板19兩側(cè)各設(shè)有直抄板22，該結(jié)構(gòu)使物料在每個(gè)倉(cāng)內(nèi)能均勻連續(xù)受熱；抄板21、分隔板19與筒體4、圓管20之間均布置有加強(qiáng)筋板23，以保證抄板21、分隔板19不變形、不脫焊；為防止由于筒體4與圓管20、分隔板19在升、降溫過程中受熱不一致產(chǎn)生軸向拉力，將分隔板19、圓管20分為數(shù)小段制造，分隔板19徑向采用S形，防止徑向拉力破壞分隔板19與筒體4焊縫；筒體4外部交錯(cuò)分布三根返料螺旋管24，高溫半焦從筒體后部的開口落入返料螺旋管24，隨著筒體4轉(zhuǎn)動(dòng)被返回到筒體前端與原煤混合，將原煤快速提升溫度；在返料螺旋管24進(jìn)料端設(shè)有調(diào)節(jié)閥來控制返料比，滿足設(shè)備不同工藝的要求。如圖4和圖I所示，筒體4外部的加熱部分包括夾套5和夾套密封6，夾套密封6設(shè)在夾套5兩端，夾套5的保溫層25和耐火層26位于夾套殼體27的內(nèi)部，在耐火層26表面襯有耐熱內(nèi)襯28。從夾套5后端部開始按照合理位置布置有多個(gè)進(jìn)風(fēng)口 29，出風(fēng)口 32位于夾套5前部，對(duì)筒體內(nèi)的物料進(jìn)行逆向加熱；夾套殼體27下有多組滑動(dòng)支座30和一組固定支座31用來支撐夾套5。在夾套5兩端各有一夾套密封6，夾套密封6中的壓板II33與夾套5用螺栓連接，在壓板1133上開有半圓形和梯形槽各一個(gè)，安裝時(shí)在半圓槽中壓入石墨盤根134，在梯形槽中壓入石墨盤根1135。壓板1133外端為兩層多瓣環(huán)形石墨塊39，其內(nèi)孔與筒體密封面41接觸。石墨塊39外端為壓板140，壓板140與壓板1133用螺栓連接將石墨塊39夾在中間，在壓板140和壓板1133上裝有固定頂桿37用的角鋼36，頂桿37和石墨塊39之間裝有用來徑向壓緊石墨塊39的彈黃38。如圖5所示，筒體4的前端用進(jìn)料密封進(jìn)行密封。進(jìn)料密封中的動(dòng)環(huán)支撐架42用螺栓連接在筒體4的前端板上，動(dòng)環(huán)43用螺栓連接在動(dòng)環(huán)支撐架42上，動(dòng)環(huán)43與靜環(huán)44構(gòu)成機(jī)械密封，在靜環(huán)44兩側(cè)開有加油孔58，端面開有油槽59，以保證由潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)供給的潤(rùn)滑脂使靜環(huán)44與動(dòng)環(huán)43貼合面之間具有良好的潤(rùn)滑和密封，靜環(huán)44安裝在靜環(huán)支撐架45上，設(shè)置有進(jìn)料溜管14、出氣管15的管架47與靜環(huán)支撐架45之間用波紋膨脹節(jié)46連接，在管架47上還裝有用來頂緊靜環(huán)44的氣缸48，一起補(bǔ)償由于筒體4受熱而產(chǎn)生的膨脹量。如圖6所示，筒體4和出料箱8之間用石墨密封17進(jìn)行密封。石墨密封17通過壓板III52與出料箱8的法蘭50連接在一起，在壓板III52上開有半圓形和梯形槽各一個(gè)，安裝時(shí)在半圓槽中壓入石墨盤根IV51，在梯形槽中壓入石墨盤根11149。壓板IV53與壓板III52通過螺栓連接在一起，中間夾 著兩層交錯(cuò)分布的石墨塊54，每個(gè)石墨塊54上都開有凹槽，鋼絲繩56圍繞一圈半卡在石墨塊54凹槽里,在鋼絲繩56兩端掛有配重塊57,在重力作用下使石墨塊54緊貼在筒體4的墊板55上。外返料干餾爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由傳動(dòng)裝置12上的小齒輪13與連接在筒體4上的大齒圈2嚙合，帶動(dòng)筒體4在擋托輪裝置11和托輪裝置10上連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)裝置12中的主電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)，可以適應(yīng)不同工況條件下對(duì)轉(zhuǎn)速要求。其具體工作原理如下當(dāng)外返料干餾爐運(yùn)行時(shí)，原料煤由進(jìn)料溜管14進(jìn)入筒體4前端，原料煤和由返料螺旋管24返回的高溫半焦在正向螺旋導(dǎo)料板18和反向螺旋導(dǎo)料板60的作用下充分混合，使原料煤快速升溫到450°C以上，使煤快速熱解析出煤氣和焦油，避免焦油的二次裂解，提高焦油產(chǎn)率，然后被均勻地分入各個(gè)料倉(cāng)內(nèi)繼續(xù)加熱升溫到一定溫度后完成干餾過程；在筒體4的轉(zhuǎn)動(dòng)下，在每個(gè)料倉(cāng)內(nèi)的多塊抄板21、直抄板22作用下能使煤均勻受熱；物料在干餾區(qū)經(jīng)過熱解反應(yīng)生成半焦、焦油、煤氣，干餾完的高溫半焦一部分按要求的返料比被后端的返料螺旋管24返到筒體4進(jìn)料端加熱原煤，剩余部分通過出料箱8排出；生成的煤氣由進(jìn)料裝置I上的出氣口 15排出。在干餾過程中，煤受熱生成大量易燃易爆的高溫氣體，此時(shí)必須將爐內(nèi)氣體與外部空氣隔絕，本設(shè)備在爐頭采用波紋膨脹節(jié)、機(jī)械密封等多種密封組合結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，筒體4受熱膨脹，動(dòng)環(huán)43隨著筒體膨脹壓緊靜環(huán)44，使動(dòng)環(huán)43和靜環(huán)44兩密封面緊密貼合，同時(shí)波紋膨脹節(jié)1146受壓收縮，來調(diào)整補(bǔ)償筒體4受熱伸長(zhǎng)的變化量；在筒體穩(wěn)定后，靜環(huán)支撐架45通過氣缸48給靜環(huán)44 一定的推力，使靜環(huán)44與動(dòng)環(huán)43始終貼緊，在靜環(huán)44兩側(cè)開的加油孔58和密封面開的油槽59，保證了由潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)供給的潤(rùn)滑脂在靜環(huán)44與動(dòng)環(huán)43兩密封面之間形成良好的潤(rùn)滑和密封。在爐尾出料箱8與筒體4間采用石墨密封17，壓板II152與出料箱8的法蘭50間用石墨盤根IV51組成一道密封，壓板II152與筒體4的墊板55及法蘭50之間用石墨盤根III49組成第二道密封，夾在壓板IV53和壓板II152間的雙層石墨塊54通過鋼絲繩56和配重塊57與筒體4的墊板55緊密貼在一起組成第三道密封，幾種密封組合起到良好的密封效果。外部加熱筒體4內(nèi)物料的熱風(fēng)，由每段夾套上的進(jìn)風(fēng)口 29進(jìn)入筒體4與夾套5之間的熱風(fēng)通道，隨后由出風(fēng)口 32排出，進(jìn)入熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，熱風(fēng)從后到前逆向加熱筒體4內(nèi)的物料，使換熱效果更好；由于滾圈13和滾圈117分布在筒體4的兩端，夾套5為連續(xù)夾套，因而可以保證熱風(fēng)對(duì)物料加熱的連續(xù)性。
權(quán)利要求1.ー種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是筒體(4)前端為進(jìn)料裝置(1)，筒體(4)與進(jìn)料裝置(I)之間用進(jìn)料密封進(jìn)行密封，在筒體(4)內(nèi)布置有ー組正向?qū)Я下菪?18)和ー組反向?qū)Я下菪?60);筒體(4)后端為出料箱⑶，出料箱(8)與筒體⑷之間用石墨密封(17)密封；筒體(4)外部為由夾套(5)和夾套密封(6)組成的加熱裝置，在夾套(5)兩端各有ー夾套密封(6);在筒體(4)加熱區(qū)內(nèi)由分隔板(19)和一個(gè)與筒體同心的圓管(20) —起將筒體(4)分為多個(gè)倉(cāng)，筒體(4)外部交錯(cuò)分布三根返料螺旋管(24) ο
2.如權(quán)利要求I所述的ー種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是石墨密封(17)通過壓板III (52)與出料箱(8)的法蘭(50)連接在一起，在壓板III (52)上開有半圓形和梯形槽各ー個(gè),在半圓槽中壓入石墨盤根IV (51),在梯形槽中壓入石墨盤根III (49)，壓板IV (53)與壓板III (52)連接在一起，中間夾著兩層交錯(cuò)分布的石墨塊(54)，每個(gè)石墨塊(54)上都開有凹槽，鋼絲繩(56)圍繞ー圈半卡在石墨塊(54)凹槽 里，在鋼絲繩(56)兩端掛有配重塊(57)，在重力作用下使石墨塊(54)緊貼在筒體的墊板(55)上。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是進(jìn)料密封中的動(dòng)環(huán)支撐架(42)連接在筒體(4)的前端板上，動(dòng)環(huán)(43)連接在動(dòng)環(huán)支撐架(42)上，動(dòng)環(huán)(43)與靜環(huán)(44)構(gòu)成機(jī)械密封，在靜環(huán)(44)兩側(cè)開有加油孔(58)，端面開有油槽(59)，靜環(huán)(44)安裝在靜環(huán)支撐架(45)上，設(shè)置有進(jìn)料溜管(14)、出氣管(15)的管架(47)與靜環(huán)支撐架(45)之間用波紋膨脹節(jié)11(46)連接，在管架(47)上裝有用來頂緊靜環(huán)(44)的氣缸(48)。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是夾套密封(6)中的壓板II (33)與夾套(5)連接，在壓板II (33)上開有半圓形和梯形槽各ー個(gè)，在半圓槽中壓入石墨盤根I (34)，在梯形槽中壓入石墨盤根II (35)，壓板II (33)外端為兩層多瓣環(huán)形石墨塊(39)，其內(nèi)孔與筒體密封面(41)接觸，石墨塊(39)外端為壓板I (40)，壓板I (40)與壓板II (33)連接將石墨塊(39)夾在中間，在壓板I (40)和壓板II (33)上裝有固定頂桿(37)用的角鋼(36)，頂桿(37)和石墨塊(39)之間裝有用來徑向壓緊石墨塊(39)的彈黃(38) ο
5.如權(quán)利要求I所述的ー種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，其特征是每個(gè)倉(cāng)里均設(shè)置有多塊抄板(21)，在每個(gè)分隔板(19)兩側(cè)各設(shè)有直抄板(22)，抄板(21)、分隔板(19)與筒體(4)、圓管(20)之間均布置有加強(qiáng)筋板(23)，分隔板(19)徑向采用S形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種利用固體熱載體使煤低溫干餾的外返料干餾爐，筒體前端為進(jìn)料裝置，筒體與進(jìn)料裝置之間用進(jìn)料密封進(jìn)行密封，在筒體內(nèi)布置有一組正向?qū)Я下菪搴鸵唤M反向?qū)Я下菪澹煌搀w后端為出料箱，出料箱與筒體之間用石墨密封密封；筒體外部為由夾套和夾套密封組成的加熱裝置，在夾套兩端各有一夾套密封；在筒體加熱區(qū)內(nèi)由分隔板和一個(gè)與筒體同心的圓管一起將筒體分為多個(gè)倉(cāng)，筒體外部交錯(cuò)分布三根返料螺旋管。本實(shí)用新型利用固體熱載體能快速升高煤的溫度，使煤迅速發(fā)生熱解反應(yīng)，提高了焦油產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C10B57/14GK202415457SQ201220044178
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者何建祥, 杜志敏, 王娜, 王春江, 繩新安, 許澤華, 邢永平 申請(qǐng)人:西安三瑞實(shí)業(yè)有限公司