專利名稱：連續(xù)蓄熱式干餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用連續(xù)蓄熱連續(xù)供熱技術(shù)對物料進行干餾的工藝和干餾爐，適用于油頁巖、油砂、煤的干餾。
背景技術(shù)：
目前開發(fā)利用油頁巖和油沙資源已經(jīng)成為世界各國補充和替代石油資源不足的重要戰(zhàn)略措施，而對油頁巖和油沙資源進行開發(fā)利用的工藝和設(shè)備卻存在很多問題，并不理想。例如通常對油頁巖一般采取干餾的方法獲得頁巖油。干餾又分為地上干餾和原位干餾(地下干餾)，就地上干餾而言，又分成用氣體熱載體干餾和固體熱載體干餾兩種，無論是氣體熱載體干餾或固體熱載體干餾，都需要分別建設(shè)熱載體的加熱裝置及干餾裝置。通常采用蓄熱方式加熱熱載體的加熱爐，都是間歇蓄熱、間歇供熱。而干餾工藝卻要求連續(xù)、均衡供熱，為滿足物料干餾的需要，通常對應(yīng)一臺干餾爐，至少需要建設(shè)二臺加熱爐，在工作運行時，二臺加熱爐交替蓄熱，交替供熱，但即使如此，所供應(yīng)的熱載體的溫度、壓力仍然是在一定范圍內(nèi)波動的。這種供熱和干餾方式不僅設(shè)備龐大、建設(shè)費用高、占地面積大，而且能源消耗高，COx排放多，影響環(huán)境。比較先進的瓦斯全循環(huán)油頁巖的干餾工藝流程見圖I。對于油沙中含有的浙青，分為地上分離和地下注氣兩種方式，就地上分離而言，由于其粒徑小，粘結(jié)性強，一般都采取水浸法或溶劑淬取法來提取浙青，目前世界上尚沒有一種成熟的、可用于工業(yè)生產(chǎn)的油沙干餾方法和裝置。對于煤的干餾，目前在冶金系統(tǒng)廣泛使用的焦爐的工作方式是間歇給料、間歇排料，不能連續(xù)運行。雖然焦爐的燃燒室在煤干餾過程中是連續(xù)工作的，但燃燒產(chǎn)生的煙氣和助燃空氣之間的熱交換卻是間歇蓄熱、間歇供熱的。另外，就油頁巖干餾裝置而言，目前我國最先進的全循環(huán)干餾爐日處理量僅300噸，迫切需要大型化，與之相配合的加熱爐都程度不同地存在析碳、熱值低、熱效率低等技術(shù)問題需要予以解決。全循環(huán)干餾爐采用的熱載體是干餾過程中產(chǎn)生的瓦斯，雖然這一工藝對傳統(tǒng)干餾工藝來說，已經(jīng)是一次革命，使油回收率大幅度提高，使干餾爐出口氣體的總量比內(nèi)燃式干餾爐出口氣體的總量大大減少，但仍然偏大，造成后部油回收系統(tǒng)設(shè)備容量大、能源消耗多、耗水量高等弊病。傳統(tǒng)的用水浸法或溶劑淬取法從油沙中提取浙青的工藝也存在熱量消耗大、環(huán)境污染嚴重等問題。流行的對煤進行干餾的焦爐也存在體積龐大、熱利用率低、不能連續(xù)出焦等問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種處理能力大、體積小、熱量消耗少、干餾爐出口氣量少，回收率高的采用第三代蓄熱技術(shù)，即連續(xù)蓄熱、連續(xù)供熱技術(shù)，可以連續(xù)生產(chǎn)的大型干餾爐。本發(fā)明連續(xù)蓄熱干餾爐可用于油頁巖、油沙和煤等物質(zhì)的干餾。本發(fā)明的干餾爐可以大型化，處理量可根據(jù)需要設(shè)置，最大處理量可以達到每天6000噸以上。為實現(xiàn)這一發(fā)明的目的，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是1、突破干餾爐大型化的技術(shù)瓶頸。我國傳統(tǒng)油頁巖干餾爐的處理量為每天100噸，搞了幾十年想達到200噸，一直實現(xiàn)不了。直到2008年，沈陽成大弘晟能源研究院有限公司提出了瓦斯全循環(huán)油頁巖干餾新工藝，才將干餾爐的處理能力提高到每天300噸，目前正在試制每天處理量為500噸的干餾爐，但再想增大處理量，又碰到了爐內(nèi)布氣不均勻的技術(shù)難題，難以突破。對煤進行干餾的焦爐雖然已經(jīng)實現(xiàn)了大型化，但卻不能連續(xù)生產(chǎn)。2、突破第二代蓄熱加熱爐加熱的熱載體溫度、壓力波動，析碳嚴重，不能滿足干餾爐熱量需求的技術(shù)瓶頸，為干餾爐提供穩(wěn)定、均衡、高效的熱源。3、突破氣體熱載體油頁巖干餾工藝中熱載體加熱和油頁巖干餾分離的技術(shù)瓶頸。在傳統(tǒng)工藝和先進的全循環(huán)油頁巖干餾工藝中，熱載體加熱和油頁巖干餾都是分離的，必須設(shè)立獨立的專門加熱熱載體的加熱爐，被加熱后的高溫?zé)彷d體再通過管道輸送到干餾爐，由于熱載體體積大、溫度高，因此設(shè)備龐大，系統(tǒng)復(fù)雜，投資較高，而且熱載體在輸送過程中熱損失過大，熱能有效利用率低。4、從技術(shù)上實現(xiàn)在保證被干餾物料完全干餾的條件下，減少干餾爐出口氣量。從而縮減油回收系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的負荷，縮減投資，減少系統(tǒng)的耗水量，節(jié)能、節(jié)水、減排。本發(fā)明為解決上述技術(shù)關(guān)鍵問題，對干餾工藝和干餾爐的結(jié)構(gòu)采取如下技術(shù)措施I、對被干餾物料的加熱不再主要依靠熱載體和被干餾物料之間的對流換熱，而是將輻射、傳導(dǎo)和對流換熱三種傳熱方式綜合運用。瓦斯全循環(huán)干餾工藝需要用瓦斯作為氣體熱載體，換熱方式主要是對流換熱，連續(xù)蓄熱式干餾工藝通過蜂窩狀蓄熱體對干餾爐直接連續(xù)供熱，煙氣、蓄熱體對爐壁是輻射和傳導(dǎo)，爐壁對被干餾物料是輻射和傳導(dǎo)，被干餾物料和爐內(nèi)氣體之間是對流和傳導(dǎo)。這樣就保證了被干餾物料在爐內(nèi)均勻受熱，均勻升溫;連續(xù)蓄熱式干餾工藝不需要中間過渡的氣體熱載體，因而干餾爐的氣體發(fā)生量大幅度減少。2、采用第三代蓄熱技術(shù)，即對蓄熱體連續(xù)加熱、連續(xù)供熱的技術(shù)，使被干餾物料實現(xiàn)連續(xù)干餾。第二代蓄熱技術(shù)實際上是間歇蓄熱、間歇供熱的技術(shù)，這并不適合干餾工藝。本發(fā)明用高效蓄熱體和均熱管對被加熱物體直接供熱，使連續(xù)加熱、連續(xù)供熱成為可能，同時高效蓄熱體的使用，大大縮小了加熱爐的體積，使干餾爐和加熱爐一體化成為可能。3、采用均熱技術(shù)，使被干餾物料實現(xiàn)均衡干餾。傳統(tǒng)干餾爐內(nèi)由于物料和氣流分布不均，常發(fā)生所謂“偏流”現(xiàn)象，即爐內(nèi)各區(qū)域溫度有的偏高，有的偏低，導(dǎo)致干餾不完全。本發(fā)明在干餾室中插入均熱管，使爐內(nèi)各區(qū)域溫度均衡，從而使被干餾物料均衡干餾。4、采用余熱有效回收技術(shù)，提高熱效率，降低能源消耗。本發(fā)明采用干餾瓦斯作為冷載體，從干餾爐下部通入，回收半焦余熱，回收的熱量直接用于被干餾物質(zhì)的干餾，從而使干餾所需要熱量大幅度降低。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾工藝的流程和工作原理見圖2和圖3 :被干餾物料從干餾爐上部加入，在預(yù)熱干燥室中去除水分并被加熱到200°C 250°C，在燃燒室燃燒產(chǎn)生的熱量被蓄熱體吸收，蓄熱體以及貫通被干餾物料料層的均熱管不斷地向被干餾物料放出熱量，又不斷地從燃燒室得到被充；被干餾物料從蓄熱體和均熱管吸收熱量后，溫度不斷升高，當(dāng)被干餾物料的溫度達到500°C 550°C之間時，放出干餾油氣，被干餾物料實現(xiàn)完全干餾。被干餾完的物料(業(yè)界稱之為半焦)，溫度為500°C 550°C，半焦在下移過程中遇到從干餾室下部通入的35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池中蒸發(fā)出來的水蒸氣，溫度逐漸降低，最后排入水封池。35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池中蒸發(fā)出來的水蒸氣在上升過程中吸收半焦的余熱并補充了被干餾物料干餾所需要的熱量。冷瓦斯、從水封池中蒸發(fā)出來的水蒸氣以及被干餾物料干餾中產(chǎn)生的油氣匯合在一起，在于餾室中繼續(xù)上升，并對干餾室上部的被干餾物料進行預(yù)熱干燥，最后從干餾爐干頂部排出，排出時的溫度為80°C 120°C。由于干餾爐是連續(xù)給料和連續(xù)排料的，燃燒室又是連續(xù)供熱的，就形成了連續(xù)的干餾工藝。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾工藝，其特征是利用蜂窩狀蓄熱體對干餾爐連續(xù)供熱，利用均熱管均衡干餾爐內(nèi)各部分的溫度，利用瓦斯和水蒸氣作為冷載體回收半焦的余熱補充干餾需要的熱量。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分體現(xiàn)了連續(xù)蓄熱，連續(xù)供熱、連續(xù)干餾的工藝思想，從而保證物料干餾能夠有得好的效果。有三個干餾單元的連續(xù)蓄熱式干餾爐的結(jié)構(gòu)見圖4。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐的結(jié)構(gòu)特征是干餾爐由若干個干餾單元組成，每個干餾單元又由物料干餾部分和蓄熱供熱兩個部分組成，兩個部分之間通過鋼板分隔并由均熱管相聯(lián)接。物料干餾部分從上到下依次設(shè)置給料裝置、干餾氣排出裝置、干燥預(yù)熱室、干餾室、半焦排出通道；蓄熱供熱從上到下依次設(shè)置煙氣排出管、蓄熱室、燃燒室、半焦冷卻裝置、冷卻水套；干餾爐下部設(shè)置排料裝置和水封池。所述給料裝置I設(shè)置于干餾爐的頂部，由料斗19、密封給料閥20、給料通道21組成；料斗19設(shè)置于密封給料閥20的上面，密封給料閥20和給料通道21相連接。其功能是將被干餾物料輸入干餾爐的同時，保證干餾爐的氣密性，不使瓦斯泄出爐外；所述的干燥預(yù)熱室2設(shè)置于干餾爐的上部，是一個空腔體，上面和給料通道21，氣室16相通，下面和干餾室3相通；干餾物料在這里和從干餾室上升的干餾氣體均勻接觸，將干餾物料從常溫加熱到200°C 250°C，其中含有的水分被蒸發(fā)掉；所述干餾室3是一個長條形通道，干餾室3中間裝有均熱管15，干餾室的兩側(cè)為蓄熱室4，干餾室3和蓄熱室4之間用鋼板分隔。正常運行時干餾室中充滿被干餾的物料，蓄熱室中的蓄熱體通過輻射和傳導(dǎo)的方式不斷地向被干餾物料傳輸熱量，均熱管通過對流和傳導(dǎo)的方式向被干餾物料傳輸熱量并均衡干餾室各區(qū)域的溫度；所述的燃燒室5設(shè)置于蓄熱室4的下部，干餾室3的兩側(cè)，燃燒室5內(nèi)設(shè)有瓦斯燒咀14，燃燒室5上部和均熱管15連通，燃燒室5下部設(shè)置半焦冷卻裝置6 ;燃燒瓦斯產(chǎn)生的高溫?zé)煔庀蛐顭狍w和均熱管供熱；一個燃燒室對應(yīng)一個蓄熱室和一個干餾室；所述的蓄熱室4設(shè)置于干餾室3的兩側(cè)，蓄熱室4下部和燃燒室5相通，蓄熱室4內(nèi)部裝有蜂窩狀蓄熱體，蓄熱室4和干餾室3的中間由鋼板分隔，兩個蓄熱室之間通過均熱管15聯(lián)接。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈹y帶的熱量被蜂窩狀蓄熱體吸收，最后以低于150°C的溫度排出爐外。一部分高溫?zé)煔饨?jīng)過均熱管在兩個蓄熱室之間作迂回運動。并將熱量傳遞給被干餾物體。蓄熱室蓄積的熱量通過鋼板輻射和傳導(dǎo)的方式傳遞給干餾室中被干餾的物料，在均熱管內(nèi)流動的高溫?zé)煔鈩t通過對流和傳導(dǎo)將熱量傳遞給被干餾物料。這樣使干餾室中的物料實現(xiàn)均勻受熱、均勻干餾。蓄熱室不僅有蓄熱的功能，同時具有供熱的功能，使本發(fā)明連續(xù)蓄熱、連續(xù)供熱的功能得以實現(xiàn)；所述的均熱管15設(shè)置于干餾室3中間，穿過干餾室3并和蓄熱室4相通。均熱管15的功能是均衡干餾室各區(qū)域的溫度。均熱管15的入口煙氣溫度低于750°C。由于干餾室內(nèi)充滿被干餾物料，如果僅僅依靠干餾室兩側(cè)的蓄熱體放熱，干餾室兩側(cè)的物料和干餾
5室中部的物料必然存在一個較大的溫差，物料就不能均衡受熱，就不能實現(xiàn)均勻干餾，設(shè)置均熱管后，物料中心部位的受熱強度將大為改善；所述的半焦冷卻裝置6由冷瓦斯噴口 12、冷瓦斯輸入管13、冷卻水套7等組成。半焦冷卻裝置設(shè)置于燃燒室4的下部，排焦通道8的兩側(cè)；35°C 40°C的冷瓦斯經(jīng)冷瓦斯噴口噴出，進入排焦通道，和干餾完的半焦接觸，吸收半焦的余熱，并將半焦冷卻到250°C 300°C，冷瓦斯在吸收半焦熱量后溫度上升到480°C以上，直接補充物料干餾需要的熱量。被冷瓦斯冷卻后的半焦再經(jīng)過冷卻水套的冷卻，冷卻到150°C 180°C排入水封池；所述的排焦通道8設(shè)置于干餾室3的下部，半焦冷卻裝置6的兩側(cè)；所述的排焦裝置包括排焦通道8、推焦機10、刮板運輸機9。推焦機10設(shè)置于排焦通道8的下部，刮板運輸機9設(shè)置于水封池11的底部；所述的水封池11設(shè)置于干餾爐的底部。水封池的功能是冷卻半焦和防止干餾爐內(nèi)瓦斯逸出爐外。一座干餾爐的干餾單元數(shù)量可根據(jù)處理量的大小來確定。一般，一個干餾單元一天可以干餾120 150噸物料，當(dāng)設(shè)置40個干餾單元時，干餾爐的處理量可以達到5000 6000噸/天。如需要更大的處理量，只要增加干餾單元的個數(shù)就可實現(xiàn)。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐具體工藝過程是小于50mm以下的規(guī)格的被干餾物料，通過給料系統(tǒng)從干餾爐的上部加入。物料自上而下經(jīng)過預(yù)熱干燥段、干餾段、冷卻段，最后在干餾爐底部排出。燃料瓦斯在燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量被蓄熱體吸收，蓄熱體以及貫通被干餾物料層的均熱管不斷地向被干餾物料放出熱量，又不斷地從燃燒室得到補充；被干餾物料從蓄熱體和均熱管吸收熱量后，溫度不斷升高，在預(yù)熱干燥段物料中含有的水分被蒸發(fā)，溫度逐漸上升到200 V 250 V并進入干餾段，蓄熱室以及貫通被干餾物料層的均熱管不斷地向物料提供熱量，在280°C左右干餾氣體開始產(chǎn)生，當(dāng)被干餾物料的溫度達到500°C 550°C之間時，被干餾物料實現(xiàn)完全干餾，放出全部油氣。被干餾完的物料(業(yè)界稱之為半焦)繼續(xù)下移，溫度為500°C 550°C，半焦在下移過程中遇到從干餾室下部通入的35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池中蒸發(fā)出來的水蒸氣，溫度逐漸降低，冷卻到280°C 330°C后，半焦在排出通道中繼續(xù)下行，被設(shè)置在排焦通道里的冷卻水套冷卻到150°C 180°C，最后排入水封池。水封池下部裝有推焦機和刮板運輸機，將半焦刮出爐外，送往半焦堆場。35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池中蒸發(fā)出來的水蒸氣在上升過程中吸收半焦的余熱并補充了被干餾物料干餾所需要的熱量。冷瓦斯、從水盆中蒸發(fā)出來的水蒸氣以及被干餾物料在干餾中產(chǎn)生的油氣匯合在一起，在干餾室中繼續(xù)上升，并對干餾室上部的被干餾物料進行預(yù)熱干燥，最后從干餾爐的頂部排出，排出時的溫度為80°C 120°C。干餾油氣被導(dǎo)出管導(dǎo)出干餾爐外，進入油回收系統(tǒng)，經(jīng)過水噴淋，冷卻塔，旋捕器，電捕器等設(shè)備進行油氣水分離，回收油類物質(zhì)，收油后的瓦斯氣體進入氣柜。瓦斯風(fēng)機再將一部分瓦斯送到干餾爐底部回收半焦余熱，一部分瓦斯送到燃燒室作為燃料用。本發(fā)明主要采取如下技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)明的目的。一是連續(xù)蓄熱，連續(xù)供熱技術(shù)的應(yīng)用。目前常用的蓄熱技術(shù)均是間歇蓄熱、間歇供熱。這對于需要連續(xù)供熱的干餾工藝來說，形成了一個技術(shù)瓶頸。解決這一技術(shù)瓶頸的核心問題是如何設(shè)計一種可以實現(xiàn)連續(xù)蓄熱，連續(xù)供熱的干餾爐，本發(fā)明采用蜂窩狀蓄熱體和均熱管技術(shù)使連續(xù)蓄熱，連續(xù)供熱得以實現(xiàn)，滿足了干餾工藝的這一要求。[0027]二是傳熱技術(shù)的綜合應(yīng)用。在傳統(tǒng)干餾爐中，只使用了對流換熱來加熱被干餾物料，因此提高干餾爐的布料和布氣均勻度成為提高物料干餾的均衡性一大課題，通常干餾爐最忌諱的是爐內(nèi)發(fā)生所謂“偏流”現(xiàn)象?！捌鳌爆F(xiàn)象是指爐內(nèi)局部區(qū)域溫度偏高，局部區(qū)域溫度偏低，導(dǎo)致干餾不完全，出“生”料，油回收率下降?！捌鳌爆F(xiàn)象一旦產(chǎn)生，短時間內(nèi)很難消除。“偏流”現(xiàn)象的主要原因是爐內(nèi)布料和布氣不均勻，而對流換熱很難解決這一問題。本發(fā)明采取輻射、傳導(dǎo)、對流三種傳熱形式綜合應(yīng)用，有效地解決了干餾爐的偏流問題。三是均熱技術(shù)的應(yīng)用。長期以來很多人致力于加熱和干餾一體化技術(shù)的研究，但由于干餾工藝要求溫度均衡而加熱爐提只能提供溫度波動的熱源且體積龐大而不能實現(xiàn)。本發(fā)明在干餾段設(shè)置了均熱管，均熱管入口煙氣溫度低于750°C。這一結(jié)構(gòu)使均熱技術(shù)得以實現(xiàn)，從而加熱和干餾一體化也得以實現(xiàn)。這些均有利于干餾爐綜合效能的發(fā)揮。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐和傳統(tǒng)的撫順式干餾工藝和干餾爐、茂名式干餾工藝干餾爐、樺甸式干餾工藝干餾爐相比，具有如下明顯的優(yōu)點。I、加熱和干餾合體，節(jié)省了加熱爐，干餾爐體積小，處理量大，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐其特征是干餾爐由若干個干餾單元并聯(lián)組成，n ^ I。干餾爐的處理量可根據(jù)需要確定，最大可達到6000t/d以上，達到國際先進水平。但其外形尺寸卻比國內(nèi)外同樣處理量的干餾爐要小，這對于油頁巖、油砂、煤等物料的干餾工業(yè)的大規(guī)模、工業(yè)化，降低單位物料的設(shè)備投資、運行管理成本具有重要意義。2、熱效率高，能源消耗低、節(jié)能減排。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐由于不再需要獨立的加熱爐，降低了能源二次轉(zhuǎn)換和熱載體輸送過程中能源的消耗和損失，熱能利用率大大提高，即使是含氣量低的油頁巖、油砂的干餾也無需從外部補充熱量，可以自身平衡。這對于我國大量賦存的低品質(zhì)油頁巖是一個福音，因為不再需要建設(shè)龐大的瓦斯加熱系統(tǒng)和煤氣發(fā)生站，不僅節(jié)省了建設(shè)投資和運行管理成本，更重要的是降低了干餾的能源消耗，減少了溫室氣體的排放。3、節(jié)水，油回收率高。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐的干餾氣體量只有瓦斯全循環(huán)干餾工藝的三分之一左右，因此油氣冷凝消耗的水量也只有瓦斯全循環(huán)干餾工藝的三分之一左右，這對于缺少地區(qū)具有重要意義。另外由于干餾氣體量的減少，干餾氣體中的含油損失也將減少。干餾爐的油回收率可以達到90%以上，是國內(nèi)最高和最先進的，同時也是世界先進水平。4、適用范圍寬、資源利用率高，可用于各種規(guī)格，包括小顆粒物料的干餾。一般采用氣體熱載體的干餾爐由于需要考慮爐內(nèi)布氣的均勻性，防止結(jié)焦、棚料等問題的發(fā)生，不能使用于小顆粒物料的干餾。而本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐對物料的干餾主要依靠輻射和導(dǎo)熱的方式實現(xiàn)，因此可用于小顆粒物料的干餾。這樣就大大提高了干餾爐的適用范圍，本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐適用于油頁巖、油砂、煤等各種物料的干餾，適用于大顆粒、小顆粒等各種規(guī)格物料的干餾，適用于水分高、水分低，含氣量高、含氣量低，固定炭含量高、固定炭含量低等各種理化性質(zhì)的物料的干餾。也可以說，當(dāng)使用撫順式干餾工藝、茂名式干餾工藝時，全循環(huán)干餾工藝時油回收率很低或不能進行干餾煉油的物料均可使用本發(fā)明工藝和干餾爐。5、運行可靠、安全，運行周期長，使用壽命長。連續(xù)蓄熱式干餾爐不需要對瓦斯進頁
行加熱，燃燒室內(nèi)是普通的燃料瓦斯的燃燒，干餾室的最高溫度是550°C，不存在瓦斯析碳，瓦斯爆炸的可能性，干餾室不存在結(jié)焦、堵塞可能性，這就增加了運行的安全性、可靠性，延長了干餾爐的運行周期和使用壽命。傳統(tǒng)工藝的干餾爐由于在運行中都有瓦斯和半焦燃燒，有空氣進入，有燃燒過程，熱載體溫度一般都高于650°C，均有發(fā)生結(jié)焦、堵塞、甚至爆炸的可能性。撫順式干餾工藝、茂名式干餾工藝因干餾氣體中均含有氧氣，均有發(fā)生爆炸的記錄。全循環(huán)干餾工藝由于需要將瓦斯加熱到680°C以上，所以存在析碳、爆炸的可能性。6、節(jié)省了投資。由于使用本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐，無需建設(shè)獨立的加熱爐，油回收系統(tǒng)的處理量降低了三分之二，而且由于單臺干餾爐處理量的大幅度提高，使整個干餾廠的建設(shè)投資大大節(jié)省。7、降低了運行管理成本。由于工藝的簡約化和設(shè)備的大型化，系統(tǒng)熱效率提高，動力消耗降低，操作運行人員減少，運行管理成本也將大幅度降低。

圖I是瓦斯全循環(huán)干餾爐的工藝的流程圖。圖2是連續(xù)蓄熱式干餾爐的工藝的流程圖。圖3是連續(xù)蓄熱式干餾爐的工作原理圖。圖中所示各部分分別是1、給料裝置，2、干燥預(yù)熱室，3、干餾室，4、蓄熱室，5、燃燒室，6、半焦冷卻裝置，7、冷卻水套，8、半焦排出通道，9、刮板運輸機，10、推焦機，11、水封池，12、冷瓦斯噴口，13、冷瓦斯進入管，14、燃燒瓦斯噴咀，15、均熱管，16、氣室，17、干餾氣排出管，18、煙氣排出管。圖4是有三個干餾單元的連續(xù)蓄熱式干餾爐的結(jié)構(gòu)圖；圖中所示各部分分別是
I、給料裝置，2、干燥預(yù)熱室，3、干餾室，4、蓄熱室，5、燃燒室，6、半焦冷卻裝置，7、冷卻水套，8、半焦排出通道，9、刮板運輸機，10、推焦機，11、水封池，12、冷瓦斯噴口，13、冷瓦斯進入管，14、燃燒瓦斯噴咀，15、均熱管，16、氣室，17、干餾氣排出管，18、煙氣排出管，19料斗，20、密封給料閥，21、給料通道。
具體實施方式
圖I是瓦斯全循環(huán)干餾爐的工藝的流程圖，圖2是本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐的的工藝流程。兩個流程圖相比，很明顯，連續(xù)蓄熱式干餾爐簡化了干餾工藝。圖3是連續(xù)蓄熱式干餾爐的工作原理圖。被干餾物料從干餾爐上部加入，從底部排出。在燃燒室燃燒瓦斯產(chǎn)生的熱量被蓄熱體吸收，蓄熱體以及貫通被干餾物料料層的均熱管不斷地向被干餾物料放出熱量，又不斷地從燃燒室得到補充；被干餾物料從蓄熱體和均熱管吸收熱量后，溫度不斷升高，當(dāng)被干餾物料的溫度達到500°C 550°C之間時，被干餾物料實現(xiàn)完全干餾。干餾后的半焦在排出過程被從下部進入的冷瓦斯和冷卻水套冷卻并回收熱量，最后被推焦機推入水封池，再經(jīng)刮板運輸機排出爐外。由于干餾爐是連續(xù)給料和連續(xù)排料的，燃燒室和蓄熱室又是連續(xù)供熱的，就形成了連續(xù)的干餾工藝。圖4是有三個干餾單元組成的連續(xù)蓄熱式干餾爐的結(jié)構(gòu)圖。每個干餾單元又由物料干餾部分和蓄熱供熱兩個部分組成，兩個部分之間通過鋼板分隔并由均熱管相聯(lián)接。物料干餾部分從上到下依次設(shè)置給料裝置、干餾氣排出裝置、干燥預(yù)熱室、干餾室、半焦排出通道；蓄熱供熱從上到下依次設(shè)置煙氣排出管、蓄熱室、燃燒室、半焦冷卻裝置、冷卻水套；
8干餾爐下部設(shè)置排料裝置和水封池。本發(fā)明連續(xù)蓄熱式干餾爐的具體工藝過程是小于50mm以下的規(guī)格的被干餾物料，通過設(shè)置于干餾爐頂部的給料裝置I進入干餾爐，物料自上而下經(jīng)過預(yù)熱干燥段2、干餾段3、半焦排出通道8，最后在干餾爐底部排出。燃料瓦斯在燃燒室5中燃燒，產(chǎn)生的煙氣的熱量一部分被蓄熱室4中的蓄熱體吸收，一部分煙氣進入均熱管15，蓄熱體以及貫通被干餾物料料層的均熱管通過輻射和傳導(dǎo)的方式不斷地向被干餾物料放出熱量，又不斷地從燃燒室得到補充；被干餾物料從蓄熱體和均熱管吸收熱量后，溫度不斷升高，在預(yù)熱干燥段2中的物料含有的水分被蒸發(fā)，溫度逐漸上升到250°C并進入干餾段3，蓄熱室4以及貫通被干餾物料層的均熱管15不斷地向物料提供熱量，在280°C左右干餾氣體開始產(chǎn)生，當(dāng)被干餾物料的溫度達到500°C 550°C之間時，被干餾物料實現(xiàn)完全干餾，放出全部油氣。被干餾完的物料(業(yè)界稱之為半焦)繼續(xù)下移，溫度為500°C 550°C，半焦在下移過程中遇到從冷卻裝置6中的冷瓦斯噴口 12噴出的35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池11中蒸發(fā)出來的水蒸氣，溫度逐漸降低，冷卻到280°C 330°C后，半焦在排出通道8中繼續(xù)下行，被設(shè)置在排焦通道8兩側(cè)的冷卻水套7冷卻到150°C 180°C，最后排入水封池11。水封池11下部裝有推焦機10和刮板運輸機9，將半焦刮出爐外，送往半焦堆場。35°C 40°C的冷瓦斯和從水封池11中蒸發(fā)出來的水蒸氣在上升過程中吸收半焦的余熱并補充了被干餾物料干餾所需要的熱量。冷瓦斯、從水封池11中蒸發(fā)出來的水蒸氣以及被干餾物料在干餾中產(chǎn)生的油氣匯合在一起，在干餾室3中繼續(xù)上升，并對預(yù)熱干燥段2中的被干餾物料進行預(yù)熱干燥，最后從干餾爐的頂部排出，排出時的溫度為80°C 120°C。干餾油氣經(jīng)氣室16匯集，最后經(jīng)干餾氣排出管17被導(dǎo)出于餾爐外，進入油回收系統(tǒng)回收油類物質(zhì)。收油后的瓦斯氣體進入氣柜。瓦斯風(fēng)機再將一部分瓦斯送到干餾爐底部回收半焦余熱，一部分瓦斯送到燃燒室作為燃料用，如此循環(huán)往復(fù)，形成連續(xù)的工藝。在實施過程中需要注意1、一座干餾爐的干餾單元數(shù)量可根據(jù)處理量的大小來確定。一般來說，連續(xù)蓄熱式干餾爐的干餾單元可以無限組合，但單元數(shù)量越多，干餾爐的長度越長，配套設(shè)施也越龐大。設(shè)置一個干餾單元的干餾爐一天可以干餾120 150噸物料，當(dāng)設(shè)置40個干餾單元時，干餾爐的處理量可以達到5000 6000噸/天。如需要更大的處理量，只要增加干餾單元的個數(shù)就可實現(xiàn)。2、為防止干餾室內(nèi)物料結(jié)焦，在實際運行中，進入均熱管的煙氣溫度應(yīng)控制在750°C以下。3、為減少油回收系統(tǒng)中的油泥干餾油氣排出口的壓力應(yīng)控制在±20Pa之間。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)蓄熱式干餾爐，其特征是干餾爐由若干個干餾単元并聯(lián)組成，每個干餾単元又由物料干餾部分和蓄熱供熱兩個部分組成，兩個部分之間通過鋼板分隔并由均熱管相聯(lián)接；干餾部分從上到下依次設(shè)置給料裝置(I)、干餾氣排出裝置(17)、干燥預(yù)熱室(2)、干餾室(3)、半焦排出通道(8);蓄熱供熱部分從上到下依次設(shè)置煙氣排出管(18)、蓄熱室(4)、燃燒室(5)、半焦冷卻裝置￠)、冷卻水套(7);干餾爐下部設(shè)置排料裝置和水封池(11); 所述給料裝置(I)設(shè)置于干餾爐的頂部，由料斗(19)、密封給料閥(20)，給料通道(21)組成；料斗(19)設(shè)置于密封給料閥(20)的上面，密封給料閥(20)和給料通道(21)相連接; 所述的干燥預(yù)熱室(2)設(shè)置于干餾爐的上部，是ー個空腔體，上面和給料通道(21)，氣室(16)相通，下面和干餾室(3)相通； 所述干餾室(3)是ー個長條形通道，干餾室(3)中間裝有均熱管(15)； 所述的燃燒室(5)設(shè)置于干餾室(3)的兩側(cè)，燃燒室(5)內(nèi)設(shè)有瓦斯燒咀(14)，燃燒室(5)上部和均熱管(15)連通，燃燒室(5)上部設(shè)有蓄熱室(4)，下部設(shè)置半焦冷卻裝置(6)； 所述的蓄熱室(4)設(shè)置于干餾室(3)的兩側(cè)，蓄熱室下部和燃燒室(5)相通，蓄熱室(4)內(nèi)部裝有蜂窩狀蓄熱體，蓄熱室(4)和干餾室(3)的中間由鋼板分隔，兩個蓄熱室之間由均熱管(15)聯(lián)接； 所述的均熱管(15)設(shè)置于干餾室(3)中間，穿過干餾室(3)和蓄熱室(4)相通； 所述的半焦冷卻裝置出)由冷瓦斯噴ロ(12)、瓦斯輸入管(13)，冷卻水套(7)等組成；半焦冷卻裝置(6)設(shè)置于燃燒室(5)的下部，半焦排出通道(8)的兩側(cè)； 所述的半焦排出通道(8)設(shè)置于干餾室(3)的下部，半焦冷卻裝置￠)的兩側(cè)； 所述的排焦裝置包括半焦排出通道(8)、推焦機(10)、刮板運輸機(9);推焦機(10)設(shè)置于半焦排出通道(8)的下部，刮板運輸機(9)設(shè)置于水封池(11)的底部； 所述的水封池(11)設(shè)置于干餾爐的底部； 所述的干餾氣排出裝置設(shè)置于干餾爐的上部，由氣室(16)和干餾氣排出管(17)組成，干餾氣排出管(17)和氣室(16)相通； 所述的煙氣排出管(18)設(shè)置于蓄熱室的上部，和均熱管(15)的出口相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)蓄熱式干餾爐，其特征是干餾單元的數(shù)量根據(jù)處理量大小設(shè)定，干餾單元的數(shù)量η彡1，η為正整數(shù)。
專利摘要一種應(yīng)用連續(xù)蓄熱連續(xù)供熱技術(shù)對物料進行干餾的干餾爐，其特征是干餾爐由若干個干餾單元并聯(lián)組成，每個干餾單元又由物料干餾部分和蓄熱供熱兩個部分組成，兩個部分之間通過鋼板分隔并由均熱管相聯(lián)接。本實用新型利用蜂窩狀蓄熱體對干餾爐連續(xù)供熱，利用均熱管均衡干餾爐內(nèi)各部分的溫度，利用瓦斯和水蒸氣作為冷載體回收半焦的余熱補充干餾需要的熱量。本實用新型適用于各種品質(zhì)和規(guī)格的油頁巖、油砂和煤的干餾，本實用新型節(jié)能、節(jié)水、減排，運行可靠、安全、運行周期長。日處理量最大可達6000噸，油回收率為90％左右。
文檔編號C10B53/06GK202808713SQ20122039168
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者吳冠峰 申請人:沈陽海源干餾設(shè)備技術(shù)開發(fā)有限公司