一種新型熱解爐及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種新型熱解爐及應(yīng)用，屬于低階煤中低溫?zé)峤鈶?yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明新型熱解爐采用火道與爐體分體設(shè)計(jì)；所述火道包括兩端開(kāi)口的封閉管路,所述封閉管路的前部設(shè)有具有燃?xì)馊肟诘幕鹱欤┒嗽O(shè)有煙氣出口；所述煙氣出口與爐體相連通，以便于將燃燒的煙氣通入到所述熱解爐的爐體內(nèi)。本發(fā)明的新型熱解爐保證進(jìn)入熱解爐燃燒室的煙氣溫度低于爐體制造材料的耐熱溫度，從而使?fàn)t體的穩(wěn)定性不受到影響，可以避免使用昂貴的耐高溫材料，降低成本；另外高溫?zé)煔庠谶M(jìn)入爐體時(shí)已經(jīng)得到充分的調(diào)溫混合，不會(huì)產(chǎn)生局部瞬時(shí)的高溫區(qū)，熱解更加均勻。
【專利說(shuō)明】
一種新型熱解爐及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及低階煤中低溫?zé)峤鈶?yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型熱解爐及應(yīng)用。 【背景技術(shù)】
[0002]煤炭作為一種化石能源資源，其潔凈、高效、綜合轉(zhuǎn)化利用是未來(lái)的發(fā)展方向。以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)或梯級(jí)分質(zhì)利用，符合潔凈、高效、綜合轉(zhuǎn)化利用原則，受到研究開(kāi)發(fā)者的關(guān)注，作為其主要過(guò)程單元的煤炭熱解則受到更多關(guān)注。
[0003]目前，用于煤熱解的熱解爐主要分為內(nèi)熱式和外熱式兩種，而無(wú)論是內(nèi)熱式還是外熱式的都是將燃燒室作為火道使用，即火道與爐體是一體設(shè)計(jì)，這樣燃料氣的燃燒在爐體的燃燒室內(nèi)進(jìn)行，易在爐膛內(nèi)產(chǎn)生瞬時(shí)的局部高溫，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)較差。
[0004]本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在努力尋求一種提高煤質(zhì)在熱解爐中的受熱均勻度的設(shè)備或方法。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 105295961 A公開(kāi)一種熱解爐及燃燒室，該現(xiàn)有技術(shù)中燃燒室的兩側(cè)為炭化室，炭化室與燃燒室之間具有導(dǎo)熱隔墻，燃燒室的橫斷面呈扇形，燃燒室內(nèi)設(shè)有若干在徑向上間隔排布的第一隔墻以及一個(gè)楔形墻，以便將燃燒室分隔為若干腔道，并增加了燃燒室的整體穩(wěn)定性;各腔道的底部均設(shè)有噴嘴，噴嘴與回爐煤氣和助燃?xì)膺B通，雖然該現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)于空間較大的燃燒室，各腔道的加熱均勻性更高也更容易控制，進(jìn)而可以提高對(duì)炭化室的傳熱均勻性，使得炭化室中的煤層受熱更加均勻，然與其他現(xiàn)有技術(shù)相比， 該現(xiàn)有技術(shù)雖然在提高煤層在爐體內(nèi)的受熱均勻度方面有所改善，但由于該現(xiàn)有技術(shù)中也是將燃燒室作為火道使用，即火道與爐體一體的設(shè)計(jì)，因此燃料氣在爐體的燃燒室內(nèi)燃燒時(shí)會(huì)在爐膛內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)大約1800 °C左右的瞬時(shí)高溫區(qū)，而一般的耐火材料無(wú)法滿足這么高的耐熱溫度，所以不得不使用一些價(jià)格昂貴的耐高溫材料，使得爐體的造價(jià)增加；另外，由于爐膛中產(chǎn)生溫度的不均勻性容易使炭化室的熱解料得不到均勻的熱解，降低產(chǎn)品的品質(zhì)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的熱解技術(shù)中一般采用的火道與爐體一體的設(shè)計(jì)方式中的燃料氣在燃燒室中燃燒時(shí)會(huì)在爐膛內(nèi)產(chǎn)生于一個(gè)瞬時(shí)的1800°C左右的高溫區(qū)，而不得不使用價(jià)格昂貴的耐高溫材料，使得爐體的造價(jià)增加；以及由于爐膛中產(chǎn)生溫度的不均勻性，容易使炭化室的熱解料不能夠得到均勻的熱解，降低產(chǎn)品的品質(zhì)，從而提供一種新型熱解爐及應(yīng)用。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種新型熱解爐，火道與爐體分體設(shè)計(jì)；
[0008]所述火道包括兩端開(kāi)口的封閉管路，所述封閉管路的前部設(shè)有具有燃?xì)馊肟诘幕鹱?，末端設(shè)有煙氣出口；
[0009]所述煙氣出口與爐體相連通，以便于將燃燒的煙氣通入到所述熱解爐的爐體內(nèi)。
[0010]所述火嘴與所述煙氣出口之間設(shè)有用于輸入調(diào)溫冷空氣的調(diào)溫冷空氣支管的調(diào)溫冷空氣入口。
[0011]所述火嘴前端具有連接用于輸入助燃空氣的助燃空氣管道的助燃空氣入口，靠近所述火嘴前端的所述封閉管路側(cè)壁設(shè)置連接用于輸入燃料氣的燃料氣管道的燃料氣入口， 所述火嘴采用套管式，套管的內(nèi)管為助燃空氣管，外側(cè)環(huán)管為燃料氣管道。
[0012]所述調(diào)溫空氣支管設(shè)于火道混合段，朝向所述封閉管路的末端并與所述封閉管路有夾角，所述火道混合段為所述火嘴與所述煙氣出口之間的管路，用于混合高溫?zé)煔馀c調(diào)溫冷空氣以降低高溫?zé)煔獾臏囟取?br>[0013]所述調(diào)溫空氣支管與火嘴的距離為800?1500mm。[〇〇14]所述調(diào)溫空氣支管與所述封閉管路的夾角為40°?50°。[〇〇15]所述調(diào)溫空氣支管與所述封閉管路的夾角為45°。
[0016]對(duì)應(yīng)于所述火嘴末端的所述封閉管路的側(cè)壁上留有火焰觀察孔，用于觀察火焰的燃燒情況。
[0017]所述火嘴的末端還設(shè)有導(dǎo)流旋片。
[0018]上述的熱解爐的應(yīng)用。
[0019]本發(fā)明通過(guò)火道與爐體分體的設(shè)計(jì)，使得燃料氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t體外的火道內(nèi)就被調(diào)溫到合適的穩(wěn)定的溫度，然后再通入爐體以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的熱解，因此合適的穩(wěn)定的溫度的高溫?zé)煔獠粫?huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫而導(dǎo)致?tīng)t體的造價(jià)增加，也不會(huì)降低產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0020]現(xiàn)有的熱解技術(shù)中由于將燃燒室作為火道使用，S卩火道與爐體一體的設(shè)計(jì)，使得燃燒室中溫度分布不均勻，存在局部的瞬時(shí)的高溫現(xiàn)象，對(duì)爐體砌筑料的耐溫性能要求較高，造價(jià)較高;另外，由于溫度分布的不均勻性，容易導(dǎo)致不同部位的原煤干餾程度不一，產(chǎn)品品質(zhì)差。
[0021]本發(fā)明通過(guò)將火道與爐體分體，使得燃料氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t體外的火道內(nèi)就被調(diào)溫到合適的穩(wěn)定的溫度，然后再通入爐體以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的熱解，因此合適的穩(wěn)定的溫度的高溫?zé)煔獠粫?huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫而導(dǎo)致?tīng)t體的造價(jià)增加，也不會(huì)降低產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0022]熱解爐火道是熱解爐的一個(gè)重要組成部分，其設(shè)計(jì)方法直接影響熱解爐工藝及其造價(jià)。由于熱解爐的回爐煤氣的燃燒溫度約為1800°C左右，由于普通的耐火材料耐火溫度均低于該燃燒溫度，為了降低熱解爐造價(jià)，不使用特殊昂貴的耐火材料，本發(fā)明采用熱解爐火道與爐體分體設(shè)計(jì)的理念，使回爐煤氣在火道中燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入熱解爐燃燒之前通過(guò)通入過(guò)量的冷空氣使得溫度降至熱解爐制造材料能夠滿足的溫度，通過(guò)該方法可以使普通的耐火材料即可滿足熱解爐對(duì)制造材料的要求，大大降低了爐體的造價(jià)，減少投資，同時(shí)還可以解決爐膛中產(chǎn)生溫度的不均勻性，降低產(chǎn)品的品質(zhì)的問(wèn)題。在本發(fā)明中，助燃空氣和調(diào)溫的空氣是分兩路進(jìn)入，這樣設(shè)計(jì)能夠使得燃料氣的燃燒更加穩(wěn)定，不至于由于空氣過(guò)量太多而吹滅火焰，從而提高了工藝的安全性。火道的火嘴處設(shè)有火焰觀察孔，可以隨時(shí)的觀察燃料氣的燃燒情況。
[0023]火道采用預(yù)混燃燒的方式，該方式所需燃燒空間小，減小火道占地面積及空間占用率。其中火嘴采用套管式，技術(shù)成熟且價(jià)格低，其中內(nèi)管為助燃空氣管，外側(cè)環(huán)管為燃料氣管道。
[0024]為了使燃燒煙氣的溫度降低，所以需要更多的冷空氣進(jìn)入火道與煙氣混合進(jìn)行降低煙氣的溫度，現(xiàn)有的一些技術(shù)是通過(guò)加大助燃空氣過(guò)量系數(shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣勢(shì)必會(huì)造成助燃空氣的進(jìn)口速度非常大，不利于與燃料氣的充分混合，同時(shí)燃燒的火焰受助燃空氣的影響較大，燃燒不穩(wěn)定，容易熄滅，而本發(fā)明采用助燃空氣與調(diào)溫冷空氣分開(kāi)進(jìn)入火道的方式，即在燃料氣在火嘴處于助燃空氣混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)火道運(yùn)行一段距離后與通過(guò)支管進(jìn)入火道的調(diào)溫冷空氣混合，使溫度降低，最后進(jìn)入爐膛。該設(shè)計(jì)能夠使助燃空氣與燃料氣以最佳的配比進(jìn)行燃燒，使燃燒更加充分與穩(wěn)定，提高整個(gè)工藝的安全性。
[0025]調(diào)溫空氣支管需與火嘴有一段距離，并與火道有一定的夾角，即偏向于煙氣流動(dòng)的方向，這樣既最大程度的不影響由于冷空氣的進(jìn)入影響燃料氣的燃燒，又能使調(diào)溫冷空氣與高溫?zé)煔飧斓幕旌暇鶆?。?yōu)選的，調(diào)溫空氣支管與火道呈45°角進(jìn)入，這樣能夠使調(diào)溫的空氣最大程度的不影響燃料氣的燃燒，也使進(jìn)入的冷空氣和高溫的煙氣快速的混合均勻。
[0026]本發(fā)明中的火嘴末端還設(shè)有導(dǎo)流旋片，使得燃料氣在與空氣接觸之前就產(chǎn)生一個(gè)預(yù)旋的效果，使得與空氣的混合更加快速均勻，燃燒更加充分。
[0027]對(duì)應(yīng)于所述火嘴末端的所述封閉管路的側(cè)壁上留有火焰觀察孔，可以隨時(shí)的觀察火焰的燃燒情況，方便直接。
[0028]本發(fā)明可提高熱解爐燃燒室結(jié)構(gòu)，提高熱煙氣分布的均勻性，使炭化室中煤層受熱的均勻性，提高提質(zhì)煤的質(zhì)量。
[0029]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030](1)本發(fā)明提供的新型熱解爐，采用火道外移，與爐體分體設(shè)計(jì)，降低熱解爐的制造成本。
[0031](2)本發(fā)明提供的新型熱解爐，能夠使進(jìn)入熱解爐燃燒室中的熱煙氣體溫度適當(dāng)， 燃燒室中的溫度分布均勻，不產(chǎn)生局部高溫的現(xiàn)象。
[0032](3)本發(fā)明提供的新型熱解爐，采用火道與爐體的分體設(shè)計(jì)，使得在對(duì)燃燒的控制更加靈活多變，操作性更強(qiáng)?！靖綀D說(shuō)明】
[0033]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[〇〇34]圖1是本發(fā)明熱解爐結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇35]圖2是本發(fā)明熱解爐火道俯視圖；[〇〇36]圖3是本發(fā)明熱解爐火道A向示意圖；
[0037]圖中附圖標(biāo)記表示為:1-助燃空氣入口，2-助燃空氣管道，3-燃料氣導(dǎo)流旋片，4-火嘴，5-火焰觀察口，6-煙氣出口，7-燃料氣入口，8-調(diào)溫冷空氣入口，9-火道混合段，10-爐體?！揪唧w實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、 “水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、 以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、 “第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0040]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0041]此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0042]本發(fā)明新型熱解爐將火道外移，采用火道與爐體分開(kāi)設(shè)計(jì)，燃料氣先在火道中燃燒，然后將冷空氣通入火道中，與高溫的煙氣進(jìn)行混合，使溫度降低至普通耐火材料能夠滿足要求后進(jìn)入爐膛，通過(guò)該方法可以使熱解爐的制造材料可以使用普通的耐火材料即可滿足要求，大大降低了爐體的造價(jià)，減少投資。
[0043]如圖1所示，本發(fā)明的一種新型熱解爐，火道與爐體10分體設(shè)計(jì);所述火道包括兩端開(kāi)口的封閉管路，所述封閉管路的前部設(shè)有具有燃?xì)馊肟诘幕鹱?，末端設(shè)有煙氣出口 6; 所述煙氣出口 6與爐體10相連通，以便于將燃燒的煙氣通入到所述熱解爐的爐體10內(nèi)。
[0044]所述火嘴4與所述煙氣出口 6之間設(shè)有用于輸入調(diào)溫冷空氣的調(diào)溫冷空氣支管的調(diào)溫冷空氣入口 8。
[0045]所述火嘴4前端具有連接用于輸入助燃空氣的助燃空氣管道2的助燃空氣入口 1， 靠近所述火嘴4前端的所述封閉管路側(cè)壁設(shè)置連接用于輸入燃料氣的燃料氣管道的燃料氣入口 7,所述火嘴4采用套管式，套管的內(nèi)管為助燃空氣管道2,外側(cè)環(huán)管為燃料氣管道。
[0046]所述調(diào)溫空氣支管設(shè)于火道混合段9,朝向所述封閉管路的末端并與所述封閉管路有夾角，所述火道混合段9為所述火嘴4與所述煙氣出口6之間的管路，用于混合高溫?zé)煔馀c調(diào)溫冷空氣以降低高溫?zé)煔獾臏囟取?br>[0047]使用時(shí)，燃料氣由燃料氣入口 7進(jìn)入，經(jīng)燃料氣管道到達(dá)火嘴4，助燃空氣由助燃空氣入口 1進(jìn)入，經(jīng)助燃空氣管道2輸送到火嘴4處，在火嘴4處助燃空氣與燃料氣充分混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c由調(diào)溫冷空氣入口 8進(jìn)入的冷空氣相遇，經(jīng)過(guò)火道混合段9充分混合后經(jīng)火道煙氣出口6進(jìn)入熱解爐的燃燒室中，為熱解料提供熱量。并且火道采用預(yù)混燃燒的方式，該方式所需燃燒空間小，減小火道占地面積及空間占用率，并且其中火嘴采用套管式，技術(shù)成熟且價(jià)格低。
[0048]為了使燃燒煙氣的溫度降低，本發(fā)明采用助燃空氣與調(diào)溫冷空氣分開(kāi)進(jìn)入火道的方式，即在火道混合段9還設(shè)有調(diào)溫冷空氣入口 8，這樣燃料氣在火嘴4處與助燃空氣混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)火道運(yùn)行一段距離后與通過(guò)調(diào)溫冷空氣支管進(jìn)入火道的調(diào)溫冷空氣混合，使溫度降低，最后進(jìn)入爐膛。該設(shè)計(jì)能夠使助燃空氣與燃料氣以最佳的配比進(jìn)行燃燒，使燃燒更加充分與穩(wěn)定，提高整個(gè)工藝的安全性。
[0049]優(yōu)選的，本發(fā)明中調(diào)溫空氣支管與火嘴4有一段距離，并與火道有一定的夾角，即偏向于煙氣流動(dòng)的方向，這樣既最大程度的不影響由于冷空氣的進(jìn)入影響燃料氣的燃燒， 又能使調(diào)溫冷空氣與高溫?zé)煔飧斓幕旌暇鶆颉?br>[0050]進(jìn)一步的優(yōu)選，調(diào)溫空氣支管與火道呈45°角，這樣能夠使調(diào)溫的空氣最大程度的不影響燃料氣的燃燒，也使進(jìn)入的冷空氣和高溫的煙氣快速的混合均勻。
[0051]優(yōu)選的，本發(fā)明中的火嘴4的末端還設(shè)有倒流旋片，使得燃料氣在與空氣接觸之前就產(chǎn)生一個(gè)預(yù)旋的效果，使得與空氣的混合更加快速均勻，燃燒更加充分。[〇〇52]優(yōu)選的，對(duì)應(yīng)于所述火嘴4末端的所述封閉管路的側(cè)壁上留有火焰觀察孔5,可以隨時(shí)的觀察火焰的燃燒情況，方便直接。[〇〇53]本發(fā)明可提高熱解爐燃燒室結(jié)構(gòu)，提高熱煙氣分布的均勻性，使炭化室中煤層受熱的均勻性，提高提質(zhì)煤的質(zhì)量。[〇〇54]圖2為熱解爐火道的俯視圖，如圖2所示可以通過(guò)火焰觀察孔5可以直觀的看到燃料氣的燃燒情況。[0〇55]圖3為A向不意圖，圖3可以清楚的看到火嘴的結(jié)構(gòu)不意圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型熱解爐，其特征在于，火道與爐體分體設(shè)計(jì)；所述火道包括兩端開(kāi)口的封閉管路，所述封閉管路的前部設(shè)有具有燃?xì)馊肟诘幕鹱欤?末端設(shè)有煙氣出口；所述煙氣出口與爐體相連通，以便于將燃燒的煙氣通入到所述熱解爐的爐體內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于，所述火嘴與所述煙氣出口之間設(shè)有用于 輸入調(diào)溫冷空氣的調(diào)溫冷空氣支管的調(diào)溫冷空氣入口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解爐，其特征在于，所述火嘴前端具有連接用于輸入助燃空 氣的助燃空氣管道的助燃空氣入口，靠近所述火嘴前端的所述封閉管路側(cè)壁設(shè)置連接用于 輸入燃料氣的燃料氣管道的燃料氣入口，所述火嘴采用套管式，套管的內(nèi)管為助燃空氣管， 外側(cè)環(huán)管為燃料氣管道。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱解爐，其特征在于，所述調(diào)溫空氣支管設(shè)于火道混合段，朝 向所述封閉管路的末端并與所述封閉管路有夾角，所述火道混合段為所述火嘴與所述煙氣 出口之間的管路，用于混合高溫?zé)煔馀c調(diào)溫冷空氣以降低高溫?zé)煔獾臏囟取?.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱解爐，其特征在于，所述調(diào)溫空氣支管與火嘴的距離為800 ?1500mm〇6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱解爐，其特征在于，所述調(diào)溫空氣支管與所述封閉管路的夾 角為40°?50°。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱解爐，其特征在于，所述調(diào)溫空氣支管與所述封閉管路的夾 角為45°。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱解爐，其特征在于，對(duì)應(yīng)于所述火嘴末端的所述封閉管路的 側(cè)壁上留有火焰觀察孔，用于觀察火焰的燃燒情況。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱解爐，其特征在于，所述火嘴末端還設(shè)有導(dǎo)流旋片。10.權(quán)利要求1-9任一所述的熱解爐的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C10B53/00GK105969410SQ201610365514
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】張澤, 劉斌, 段洋州, 葛成蔭, 劉星, 單小勇
【申請(qǐng)人】華電重工股份有限公司