專利名稱：對煤實行低溫、中溫連續(xù)干餾的直立式干餾爐爐體的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤的干餾爐爐體，特別是用于將煤實行低溫、中溫連續(xù)干餾得到煤氣、焦油和焦炭的直立式干餾爐爐體。
目前，普遍采用的中溫外熱式連續(xù)操作直立炭化爐，其結構單一，傳熱效率低，對于餾用原料要求嚴，不同粒級的塊煤混和在一起干餾，干餾效率低，且這種結構只能進行外熱式干餾。用昂貴的煤氣為干餾熱源。目前的干餾爐爐體對于干餾所用的煤種、粒度、干餾熱源都有比較嚴格的要求，對于煤干餾產品的品種有局限性，不能滿足各類用戶具備的不同條件和繁雜需求的多樣性。
本實用新型的目的是提供一種結構合理，便于使用的，用于對煤實行低溫、中溫連續(xù)干餾的直立式干餾爐爐體。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，即本實用新型提供一種用于對煤實行低溫、中溫連續(xù)干鎦的直立式干餾爐爐體，該爐體至少具有一構成爐腔的爐殼，其特征是，該爐體在其爐腔內具有至少一套自上而下連通的干餾管，在爐腔的上部，所述的干餾管具有至少一個與每一套干餾管上下連通的第一干餾煤氣集氣腔，并在第一干餾煤氣集氣腔的下部，與第一干餾煤氣集氣腔相隔一段距離的干餾管具有至少一個與至少一套干餾管上下連通的第二干餾煤氣集氣腔，在所述第一和第二集氣腔上，均各自至少設有一個連通集氣腔的煤氣抽取管。
本實用新型的干餾爐爐體若采用外熱式干餾，即干餾用的煙氣進入爐腔但在干餾管之外對干餾管內的煤進行干餾，則有利的是，在該爐體的下部至少具有一通入爐腔的外熱用煙氣通道和在爐體的上部至少具有一排放經干餾熱交換的外熱用煙氣廢氣的通道。
最好上述爐體的底部設有底板，該底板具有允許所述干餾管穿過的通孔。更為有利的是上述外熱式干餾爐體結構的爐腔中，在基本水平的方向設置有至少兩塊具有圓缺和具有適用于干餾管穿過的通孔的折流板。且最好相鄰兩折流板的圓缺的一端相互處于相反的方向上，以便對外熱用煙氣進行折流。
本實用新型的干餾爐爐體還可單獨采用內熱式干餾，或在采用外熱式干餾的同時采用內熱式干餾方式，在這兩種情況下，有利的是，至少在一套干餾管的下部連通有一通入內熱用煙氣的管道，以便通入干餾管內熱用煙氣而對煤進行內熱式干餾。
有利的是，本實用新型的干餾爐爐體具有若干套干餾管。并且，所述兩個集氣腔各具有一腔殼，所述的爐殼具有爐壁內襯，至少第二集氣腔的腔殼邊緣與爐壁內襯之間具有足夠的空隙，以便于外熱用煙氣從該空隙通過。
上述各套干餾管可具相同的直徑。
有利的是，本實用新型的干餾爐爐體的干餾管還可設置為至少兩套直徑不同的干餾管，以適于兩種以上粒級的煤的干餾。
作為一種特例，本實用新型的干餾爐爐體具有四套干餾管，其中該四套干餾管按直徑大小被分為兩組干餾管，各相同直徑的一組干餾管被設置在爐腔中的同一側，以便干餾兩種粒級的煤。并且在所述的第一和第二集氣腔中，在該兩組干餾管之間各豎立設置有一其高度小于集氣腔高度的分隔板，用于將集氣腔中的兩種粒級的煤分隔開。
作為另一種特例，本實用新型的干餾爐爐體的若干套干餾管按直徑的大小被設置為五組干餾管，相同直徑的干餾管為一組，每一組干餾管至少具有一套干餾管，其中適于干餾50～100mm粒度的大塊煤的一套干餾管被設置在爐體的中心，在該套干餾管上，與第一和第二集氣腔下部連接的那部分干餾管高出各集氣腔底部一段，以便將大塊煤與其他粒級的煤隔開，其余分別適于干餾25～50mm的中塊煤、13～25mm的小塊煤、6～13mm的粒煤以及0～6mm的粉煤的四組干餾管在爐體的爐腔中分別接四個扇區(qū)設置，且在所述的各集氣腔中對應于上述四個扇區(qū)豎立設置四個分隔四個扇區(qū)的分隔板，所述的分隔板的高度可小于集氣腔的高度，以便在各集氣腔下部將不同粒級的煤分隔開。
再者，所述的設置在爐體中心的一套干餾管在第二干餾煤氣集氣腔中連續(xù)延伸而與第二干餾煤氣集氣腔隔絕。
另外，本實用新型的上述干餾爐爐體的爐殼具有一個頂蓋和一個結構為三層的爐壁，所述的頂蓋具有適于各套干餾管穿過的通孔，但對爐腔的頂部進行封閉，所述的爐壁分別由非金屬耐熱內襯、金屬外殼和外層保溫層構成。
本實用新型結構合理，熱效率高，生產強度大，以金屬爐體為主要構造，生產規(guī)?？勺冃源?。
本實用新型的特別的優(yōu)點在于，本實用新型的干餾爐爐體由于是在爐腔中設置于餾管和干餾煤氣集氣腔，因此該爐體適于選擇采用外熱式干餾或內熱式干餾或同時采用這兩種干餾方式，并且有助于提高干餾的傳熱效率，再結合發(fā)明入設計的與之配套使用的用于喂煤的煤槽裝置和用于連續(xù)出焦的出焦裝置等另幾項發(fā)明，這種結構對煤實行連續(xù)干餾，更提高了這種干餾爐爐體的生產效率，同時該結構便于采用內熱用煙氣，可控制干餾煤氣的熱值，尤其是除了用煤氣的燃氣作干餾熱源外，還可以利用成本低得多的廢熱煙氣作干餾熱源；有利的是，本實用新型的結構還適于同時干餾不同粒級的煤，可獲得具有多種用途的不同粒級的無水中溫焦炭或型焦，另外利用本實用新型的結構可得到煤氣凈化流程簡單的、固定資產投資和運行成本低得多的低溫焦油而較少產生含酚污水和含氰污水，本實用新型的爐體結構其生產強度比連續(xù)式直立炭化爐、煉焦爐高出10倍，而更為有利的是，本實用新型最重要的優(yōu)點是本實用新型的結構可以使生產能力小型化，可以作為村級居民點、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)級居民區(qū)、開發(fā)區(qū)，5萬人以上的小城市的民用煤氣氣源廠的關鍵制氣設備。
總之，本實用新型在設備結構的合理性、先進性方面，原料煤的廣譜性方面，環(huán)境保護的先進性方面，干餾方式的多樣性方面，干餾熱源成本的低廉方面，干餾產品的優(yōu)良品質和多品種方面，生產規(guī)模的小型化方面，滿足用戶的多種需求等各個方面，具有眾多的優(yōu)點。
以下結合附圖舉例1說明本實用新型的典型的干餾爐爐體。其中


圖1為本實用新型的一種對煤實行低溫、中溫連續(xù)干餾的直立式干餾爐爐體的豎向剖面示意圖。
圖2為
圖1中A—A剖面放大的示意圖。
圖3為本實用新型的另一實施例的類似于圖2的剖視放大圖，其中的干餾管具有相同的管徑。
圖4為實用新型又一實施例的類似于圖2的剖視放大圖，圖中有四套干餾管，分別為兩種管徑，相同的管徑為一組并設置在同一側，且分別適于干餾不同粒級的煤。
圖5為本實用新型的爐體的爐腔中設置的一種外熱用干餾煙氣折流板的俯視圖。
圖6為本實用新型的爐體的爐腔中可相鄰于同圖5所示的折流板設置的另一種具有圓缺的折流板的俯視圖。
圖7為本實用新型另一種實施例的豎向剖面示意圖。
圖中，1為爐腔頂蓋、2為爐壁的內襯、3為爐壁外殼、4為爐壁的外層保溫層、(5，5′)為干餾管，其中5為低溫干餾管，5′為中溫干餾管、(6，6′)為煤氣集氣腔，其中6為低溫干餾煤氣(第一)集氣腔，6′為中溫干餾煤氣(第二)集氣腔、7為集氣腔內設不同粒級的煤的分隔板，8為外熱用干餾煙氣通道，9為排放經干餾熱交換的外熱用干餾煙氣廢氣的通道、10為外熱用干餾煙氣折流板，11為爐腔底板、12為通入內熱用煙氣的管道、13為煤氣抽取管，14為集氣腔外殼，15為折流板的通孔，16為防爆安全閥。
如
圖1所示為對煤實行低溫連續(xù)干餾的干餾爐爐體，其中，爐壁由非金屬材料的耐熱內襯2、普通鋼焊制的外殼3，以及爐壁外層保溫層4組成，在爐體的上端有一頂蓋1，該頂蓋上具有允許干餾管5穿過的通孔但頂蓋1對爐腔上端進行封閉，即由上述三層結構組成的爐壁至少與頂蓋構成了本實用新型的爐殼。該爐殼的內部即為爐腔。在爐腔中，穿過頂蓋1，自上而下設置有干餾管(5，5′)。干餾管自上而下由兩個煤氣集氣腔(6，6′)連通。本實施例中例舉了兩個集氣腔，即爐腔上部的第一煤氣集氣腔6和第一集氣腔下部的第二煤氣集氣腔6′，各集氣腔將至上而下的干餾管連通但各集氣腔在爐腔中自身又是個封閉的腔體，并具有集氣腔腔殼14。本例中的干餾管是這樣設置的，即以上端引入各集氣腔的干餾管的中心線的豎直延長線作為各集氣腔下端引出干餾管的中心線，且處于同一中心延長線的在各集氣腔引入和引出的干餾管具有相同的直徑，所有處于同一豎直中心延長線上的各集氣腔的引入和引出的干餾管稱為一套干餾管。在本例中，該干餾爐爐體具有若干套干餾管，且按直徑的大小被分為五組，相同管徑的為一組。如圖2所示，其處于爐體中心的一套干餾管自身為一組，用于干餾50～100mm直徑大小的大塊煤，其余分別按其直徑的大小依次適于干餾25～50mm直徑大小的中塊煤，13～25mm直徑大小的小塊煤，6～13mm直徑大小的粒煤以及0～6mm直徑大小的粉煤的四組干餾管分別被設置在圓柱形爐腔的四個扇區(qū)。如
圖1和圖2所示，為了將不同粒級的煤分開，以便分別進行有效的干餾并按不同粒度的焦出焦，在各集氣腔(6，6′)中分別按上述四個扇區(qū)設置分隔四個扇區(qū)的分隔板7，該分隔板在各集氣腔中從各集氣腔的底部起豎立設置，且其高度小于各集氣腔的高度，以便該分隔板對由干餾管從上引入各集氣腔的煤按粒級進行分隔，即將相同粒級的煤分隔在各集氣腔6的集氣腔殼14內的相同的扇區(qū)內，同時又便于不同粒級的煤的干餾的共同集氣。另外
圖1中處于爐體中央的適于干餾大塊煤的干餾管也由各集氣腔底部豎立向上引出各集氣腔底部一段，其引出高度可與各分隔板的高度一致，或比分隔板的高度再高一些或再低些，它也是用于對不同粒級的煤的分隔。從
圖1中又可以看到，各集氣腔(6，6′)的上部還設有一引出干餾煤氣的煤氣抽取管13。位于爐腔上部的第一集氣腔6，一般用于爐體上部干餾管作低溫干餾的干餾煤氣的集氣，而位于第一集氣腔下部的第二煤氣集氣腔6′可用作爐體中、下部的干餾管和第二集氣腔內的煤的中溫干餾的干餾煤氣的集氣。
圖1中，第一集氣腔和第二集氣腔與干餾管的連接形式相同，在各集氣腔上，各套干餾管間斷而由集氣腔連通。
而在不同于
圖1的圖7的另一個實施例中，其處于爐體的中心的干餾管，在第二集氣腔6′中不間斷，而是連續(xù)延伸的，直到第一集氣腔6才作間斷。因此，圖7中的爐體中心的干餾管的干餾煤氣是在第一集氣腔中集氣的而不是在第二集氣腔中集氣的。
可以看出，無論是
圖1或是圖7，或是圖2至圖4的哪一種形式，其第二集氣腔的腔殼14，與爐壁內襯2之間都有足夠的間隙，以便外熱用干餾煙氣通過該間隙。
圖1所示的干餾爐爐體設置有位于爐體下部的外熱用于餾煙氣通道8和相應在上部設置外熱用干餾煙氣的廢氣排除通道9。為了便于充分地進行熱交換以便對干餾管內的煤進行有效的干餾，爐腔中在基本水平的方向上設置有
圖1以及圖5和圖6所示的外熱用干餾煙氣折流板10。如圖5和圖6所示，這種外熱用干餾煙氣折流板10具有圓缺，且具有允許干餾管穿過的通孔15。圖5和圖6所示的折流板，其圓缺處于另一折流板的圓缺的相對的一側，本實用新型一般是將這兩種具有相互處于相對側的圓缺的折流板在爐腔中相鄰設置，如
圖1所示，且使得鄰近低部外熱用煙氣通道8的一塊折流板的圓缺處于該通道8的入口的相對的一側，這樣外熱用干餾煙氣在爐腔中則大致以一個“Z”字形的路徑繞行，保證了外熱用干餾煙氣與干餾管(5，5′)的充分的熱交換和對煤的有效的干餾。折流板14在爐腔中還對干餾管(5，5′)及集氣腔起到支承固定作用。另外，在
圖1所示的干餾爐爐體爐腔的下部還設置有爐腔底板11，該底板11的構形類似于圖5和圖6所示的折流板，只是其形狀為完整的圓板而不具有圓缺，但同樣具有允許干餾管(5，5′)穿過的通孔。該低板可以對爐體封閉，但也可以不封閉爐體。
圖1中還于爐腔下部選擇性地設置有通入干餾管(5，5′)的內熱用干餾煙氣通道12，以便可選擇地進行內熱式的干餾。
如
圖1所示，這種干餾爐爐體如上所描述具有內熱式干餾和外熱式干餾的設施，因此可以選擇地進行內熱式干餾或外熱式干餾，或同時進行內熱式和外熱式干餾。
圖3示出了另一實施例的類似于圖2的剖視放大圖，該實施例中，干餾管(5，5′)均為相同的管徑，適于干餾同一種粒級的煤。由于是對同一粒級的煤進行干餾，因此集氣腔殼14內的集氣腔中一般不采用分隔板。
圖4為又一種實施例的類似于圖2的剖視放大圖。該實施例中，采用四套干餾管，為兩種不同的管徑，適于干餾兩種不同粒級的煤。其相同管徑的兩干餾管為一組，被設置在圓柱形爐腔中的同一側。如圖4所示，集氣腔殼14內的集氣腔中，分隔板7將集氣腔分隔為兩個區(qū)域，使相同管徑的干餾管處于同一個區(qū)域內。該分隔板7類似于
圖1的分隔板，是由集氣腔的底部向上豎立設置，且其高度小于集氣腔本身的內腔高度，以便既對不同粒級的煤進行分隔同時又便于集氣腔對不同粒級的煤的干餾煤氣共同集氣。當然，若有必要，
圖1、圖2、圖4所示的分隔板也可具有將集氣腔6分隔為幾個獨立的集氣腔的高度，以便于不同的干餾管分別集氣。
本實用新型由不同管徑的不同牌號的耐熱鋼焊制成干餾管和集氣腔、非金屬耐熱內襯、金屬外殼和保溫層組成。圖中5為低溫干餾用干餾管，采用12GrMo之類可耐650℃以下溫度的耐熱鋼制成；圖中5′為中溫干餾用干餾管，采用Gr13Si之類可耐850℃以下溫度的耐熱鋼制成。溫度為160℃至300℃的、無水的不同粒級的煤M連續(xù)分別進入用普通鋼材制造的低溫干餾煤氣(第一)集氣腔6，煤經過低溫干餾管5，進入用12GrMo制作的中溫煤氣(第二)集氣腔6′，然后進入中溫干餾管5′完成中溫干餾，成為揮發(fā)份低于4％的粒級不同的850℃的中溫無水焦J排出干餾爐外。對型煤實行干餾時，低溫干餾管5和中溫干餾管5′是同一管徑的。完成中溫干餾后將型焦J排出爐外。本實用新型利用燃粉焦產生的850℃的中溫煙氣作為外熱式干餾熱源W，由引風機通過非金屬耐火材料制成的煙氣通道8吸入干餾爐，完成干餾過程后，成為低于300℃的廢煙氣F，排出干餾爐外進行余熱利用。850℃的中溫煙氣同時作為內熱式干餾熱源N，在干餾爐爐體下部通過用C13Si制成的內熱用煙氣通道12進入爐體中央的塊煤的中溫干餾管5′內，自下而上依次序經過中溫干餾管5′，中溫干餾煤氣(第二)集氣腔6′、低溫干餾管5、低溫干餾煤氣(第一)集氣腔6與煤氣Q一起進入煤氣凈化系統(tǒng)。內熱式中溫煙氣N對煤進行了內熱式中溫干餾和低溫干餾，熱效率比外熱式干餾高。內熱式干餾用煙氣N通過量多，傳熱系數(shù)高，煤氣熱值低；煙氣通入量少，則相反，煤氣熱值高，傳熱系數(shù)低。內熱式煙氣的通入量可根據(jù)用戶的需要進行調節(jié)。煤經過低溫外熱式干餾得到的攜帶低溫焦油氣的溫度為160℃至300℃的高熱值煤氣在低溫干餾煤氣(第一)集氣腔集合后，抽出爐外。煤經過中溫外熱式干餾和中溫內熱式干餾得到溫度為500℃至600℃的中熱值煤氣，在中溫干餾煤氣(第二)集氣腔6′集合后，通過抽取管13抽出爐外。圖中16是防爆安全閥，用鑄鐵和普鋼制成。
本實用新型中，干餾管(5，5′)及集氣腔(6，6′)之間可采用焊接連接。通常情況下爐體內各干餾管分別有4～6m的長度，以便使各段5，5′處于不同的溫度區(qū)域。而任何適宜的長度都是可以采用的。
在整個干餾過程中，煤M或焦(碳)J在干餾管中可以通過出焦裝置(申請人的另一項發(fā)明)控制出焦的速度，使得煤或焦在干餾爐中處于連續(xù)往下的運動，因此可進行連續(xù)的干餾。當然也可通過煤槽裝置和出焦裝置來控制其喂煤或出焦的速度使速度間歇為零，即進行間歇式干餾。但一般采用連續(xù)干餾可具有較高的干餾效率。
干餾煤的進煤速度(單位時間的進煤量)、干餾出焦速度(單位時間的出焦量)、內熱干餾煙氣的進氣量以及內熱和/或外熱用干餾煙氣的溫度等參數(shù)以及干餾方式均可以選擇或進行改變，以便以不同的效率、或不同的方式得到不同燃值和品質的煤氣和焦。
權利要求1.一種用于對煤實行低溫、中溫連續(xù)干餾的直立式干餾爐爐體，該爐體至少具有一構成爐腔的爐殼，其特征是，該爐體在其爐腔內具有至少一套自上而下連通的干餾管，在爐腔的上部，所述的干餾管具有至少一個與每一套干餾管上下連通的第一干餾煤氣集氣腔，并在第一干餾煤氣集氣腔的下部，與第一干餾煤氣集氣腔相隔一段距離的干餾管具有至少一個與至少一套干餾管上下連通的第二干餾煤氣集氣腔，在所述第一和第二集氣腔上，均各自至少設有一個連通集氣腔的煤氣抽取管。
2.一種如權利要求1所述的干餾爐爐體，其特征是，在該爐體的下部至少具有一通入爐腔的外熱用煙氣通道和在爐體的上部至少具有一個排放經干餾熱交換的外熱用煙氣廢氣的通道。
3.一種如權利要求2所述的干餾爐爐體，其特征是所述的爐體的底部設有底板，該底板具有允許所述干餾管穿過的通孔。
4.一種如權利要求3所述的干餾爐爐體，其特征是，在所述的爐腔中，在基本水平的方向設置有至少兩塊具有圓缺和具有適用于干餾管穿過的通孔的折流板。
5.一種如權利要求1所述的干餾爐爐體，其特征是，至少一套干餾管的下部連通有一通入內熱用煙氣的管道。
6.一種如權利要求2所述的干餾爐爐體，其特征是，至少一套干餾管的下部連通有一通入內熱用煙氣的管道。
7.一種如權利要求3所述的干餾爐爐體，其特征是，至少一套干餾管的下部連通有一通入內熱用煙氣的管道。
8.一種如權利要求4所述的干餾爐爐體，其特征是，至少一套干餾管的下部連通有一通入內熱用煙氣的管道。
9.一種如權利要求1～8之一所述的干餾爐爐體，其特征在于，該爐體具有若干套干餾管，并且，所述兩個集氣腔各具有一腔殼，所述的爐殼具有爐壁內襯，至少第二集氣腔的腔殼邊緣與爐壁內襯之間具有足夠的間隙，以便于外熱用煙氣從該間隙通過。
10.一種如權利要求9所述的干餾爐爐體，其特征是，各套干餾管具有相同的直徑。
11.一種如權利要求9所述的干餾爐爐體，其特征是，所述的若干套干餾管設置為至少兩套直徑不同的干餾管，以適于兩種以上不同粒級的煤的干餾。
12.一種如權利要求11所述的干餾爐爐體，其特征是，該爐體具有四套干餾管，其中該四套干餾管按直徑大小被分為兩組干餾管，各相同直徑的一組干餾管被設置在爐腔中的同一側，以便干餾兩種粒級的煤，并且在所述的第一和第二集氣腔中，在該兩組干餾管之間各豎立設置有一分隔板，用于將各集氣腔中的兩種粒級的煤分隔開。
13.一種如權利要求11所述的干餾爐爐體，其特征是，若干套干餾管按直徑的大小被設置為五組干餾管，相同直徑的干餾管為一組，每一組干餾管至少具有一套干餾管，其中適于干餾50～100mm直徑大小粒度的大塊煤的一套干餾管被設置在爐體的中心，在該套干餾管上，與第一和第二集氣腔下部連接的那部分干餾管高出各集氣腔底部一段，以便將大塊煤與其他粒級的煤隔開，其余分別適于干餾25～50mm直徑大小的中塊煤、13～25mm直徑大小的小塊煤、6～13mm直徑大小的粒煤以及0～6mm直徑大小的粉煤的四組干餾管在爐體的爐腔中分別按四個扇區(qū)設置，且在所述的各集氣腔中對應于上述四個扇區(qū)豎立設置四個分隔四個扇區(qū)的分隔板，在各集氣腔中將不同粒級的煤分隔開。
14.一種如權利要求13所述的干餾爐爐體，其特征是，所述的設置在爐體中心的一套干餾管在第二干餾煤氣集氣腔中連續(xù)延伸而與第二干餾煤氣集氣腔隔絕。
15.一種如權利要求9所述的干餾爐爐體，其特征是，所述的爐體的爐殼具有一個頂蓋和一個結構為三層的爐壁，所述的頂蓋具有適于各套干餾管穿過的通孔但對爐腔的頂部進行封閉，所述的爐壁由非金屬耐熱內襯、金屬外殼和外層保溫層構成。
專利摘要本實用新型的干餾爐爐體主要由在爐腔中豎直設置的干餾管和干餾管上的集氣裝置構成。這種裝置可選擇采用內熱式或外熱式或同時進行內熱式和外熱式干餾方式，且可以適于不同煤粒的同時連續(xù)的分別干餾，具有結構合理、干餾效率高、便于采用不同的工藝和用在不同的場合、節(jié)能、衛(wèi)生等眾多的由于其結構所帶來的優(yōu)點。
文檔編號C10B51/00GK2232445SQ9522342
公開日1996年8月7日 申請日期1995年10月10日 優(yōu)先權日1995年10月10日
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