CN101712878B - 辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉。包括由炉墙、炉顶和炉底围成的炉膛，炉底为环形或直通形的移动式炉底，炉膛的上部空间设有辐射管加热装置，采用辐射管加热装置加热，燃烧产物不会掺混到干馏气中，产生的干馏油气能保持固有成分、干馏气热值高；炉底为架空层结构，架空的空间与炉底上方的炉膛空间之间设有炉气循环装置，传热速率高、物料加热温度均匀，可以广泛应用于油页岩、煤、褐煤、油砂和草木等物质的干馏。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动床干馏炉，尤其涉及一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉。
背景技术
目前处理油页岩、煤、褐煤、油砂等物质的干馏炉，炉型有竖式圆炉、竖式方炉和水平圆筒炉，加热方式有以气体为热载体加热和以固体为热载体加热两类。作为热载体的气体，有的是在干馏炉内直接燃烧获得的热气体，有的是在另外的加热炉被加热的气体，热气体穿过料层使物料被加热干馏。作为热载体的固体，可以是在干馏炉内被燃烧加热的半焦，也可以是在另外的加热室里被加热的砂子，热固体在干馏炉内与冷物料混合，使物料被加热干馏。被干馏物料与炉壁均有相对运动。
上述现有技术至少存在以下缺点：
物料在炉内运动，物料之间互相挤压撞击，物料容易碎裂，物料粹裂后使料层透气性差，气流不畅；
炉内燃烧产物直接掺混到干馏气中，使干馏油气不能保持其固有成分，收集的干馏油气无用成分多，后步处理设施无谓增大，分离后的干馏气热值低，利用价值降低；
传热速率低，物料加热温度不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，该干馏炉在对物料干馏过程中，物料不易破碎、传热速率高、物料加热温度均匀、产生的干馏油气能保持固有成分、干馏气热值高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，包括由炉墙、炉顶和炉底围成的炉膛，所述炉底为移动式炉底，所述炉膛的上部空间设有辐射管加热装置；
所述炉底为架空层结构，包括上底和下底，上底和下底之间为架空的空间；
所述架空的空间与所述炉底上方的炉膛空间之间设有炉气循环装置。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的辐射管辐射和气流循环综合加热的移动床干馏炉，由于炉底为移动式炉底，在对物料干馏过程中，物料随炉底移动，不易破碎；采用辐射管加热装置加热，燃烧产物不会掺混到干馏气中，产生的干馏油气能保持固有成分、干馏气热值高；炉底为架空层结构，架空的空间与炉底上方的炉膛空间之间设有空气循环装置，传热速率高、物料加热温度均匀。
附图说明
图1为本发明辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉的断面结构示意图；
图2为本发明的具体实施例一的环形移动床干馏炉的平面结构示意图；
图3为本发明的具体实施例二的直通形移动床干馏炉的平面结构示意图；
图4为本发明中辐射管的具体实施例一的结构示意图；
图5为本发明中辐射管的具体实施例二的结构示意图；
图6为本发明中辐射管的具体实施例三的结构示意图。
具体实施方式
本发明的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其较佳的具体实施方式是：
包括由炉墙、炉顶和炉底围成的炉膛，炉底为移动式炉底，炉膛的上部空间设有辐射管加热装置；炉底为架空层结构，包括上底和下底，上底和下底之间为架空的空间；架空的空间与炉底上方的炉膛空间之间设有空气循环装置。
具体炉体的上底可以由钢板构成，下底可以包括隔热材料。
炉墙与移动式炉底之间可以设有水封槽密封装置或沙封槽密封装置等。
干馏炉可以采用以下三种结构形式：
一种是炉膛的平面形状可以为环形，炉底为环形炉底，所述炉底能在所述炉膛内水平转动；另一种是炉膛的平面形状为长方形，所述炉底能在所述炉膛内往返移动；再一种是炉膛的平面形状为直通形，所述炉底能自所述炉膛的一端移进、另一端移出。还可以采用其它的形式等。
辐射管加热装置可以包括钢制管子，钢制管子的端头安装燃烧器，钢制管子的形状包括以下一种或多种形状：直管、U型管、W型管等。
燃烧器可以包括以下一种或多种形式：
助燃空气不预热或经由换热器预热的常规燃烧器；助燃空气通过蓄热体预热的蓄热式燃烧器；空气和燃料气都通过蓄热体预热的蓄热式燃烧器。
空气循环装置可以包括一台或多台循环风机，循环风机与炉墙上设有的吸气口和喷气口连接。吸气口和喷气口可以分别包括一个或多个；
吸气口可以正对炉底上方的炉膛空间，喷气口正对所述炉底架空的空间；或者，吸气口正对炉底架空的空间，喷气口正对炉底上方的炉膛空间；
吸气口和喷气口设在干馏炉的同一侧，或分设在干馏炉的两侧。
本发明的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，可以用于对以下一种或多种物质进行加热干馏：油页岩、煤、褐煤、油砂、草木。物料经干馏能释出可燃的油和/或气。
本发明中，干馏炉炉体由固定不动的炉墙炉顶和可移动的炉底组成，炉墙与炉底之间的缝隙采用水封槽或沙封槽密封。被干馏物料铺放在可移动的炉底上，随炉底移动。炉底的移动由机械传动装置驱动。
在炉子的预热区和加热干馏区，设置若干支辐射管加热装置。辐射管加热装置的特点是，燃料燃烧在管内进行，燃烧产物从辐射管的出口排出，通过辐射管的辐射向物料传热，燃烧产物不进入炉膛，不与干馏产生的油气相混，干馏产生的油气得以保持固有的成分。
铺放物料的炉底，做成架空层结构。架空层的上面铺钢板构成上底，被干馏物料铺放在上底。架空层的下面铺隔热材料，以阻隔热量向炉底下面传递。架空的空间用来通过循环气流。
在炉子侧墙设吸气口和喷气口，并分别设在料层上方和正对炉底架空层。炉内热气体经吸气口吸出，汇集于集气管，经由循环风机打到另一条集气管，再从喷气口喷入炉内，使炉内的热气围绕料层的上面和下面连续循环流动，加强对物料的对流传热，同时对料层实施两面加热，使得加热速率加快，并有利于提高料层加热温度均匀性。炉外的集气管用保温材料包扎。
被干馏物料由装料装置连续均匀地铺放在炉底上，随炉底移动，物料处于相对静止状态。炉底载着物料经过预热区和加热干馏区，被加热到工艺要求的温度，完成干馏反应。释出的油气从炉子的一个或多个出口排出，由导管送至下一工序处理。干馏后的残余固体物(半焦)，由出料装置将其从出料口排出。
整个炉体是密封结构，装料口和出料口采用氮气气幕密封。
本发明的辐射管辐射和气流循环综合加热的移动床干馏炉，可以使被干馏物料得到高效加热，干馏速度快，干馏油气收得率高，干馏气的固有成分不会被稀释，从而使后步油气分离设施相对较小，分离出的干馏气品质好，利用价值高。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述：
如图1所示，具体实施例中，炉体由钢结构架、炉壳钢板及隔热材料内衬组成。炉墙炉顶是固定结构，炉底是可移动的。炉墙与炉底之间的缝隙采用水封(或沙封)装置密封，使炉膛成密闭空间。
具体实施例一，如图2所示，炉子可以是环形的，炉膛和炉底均为环形，炉底能在炉膛内水平转动；
具体实施例二，如图3所示，炉子也可以是直通(隧道)形的，炉底能自所述炉膛的一端移进、另一端移出。
炉子也可以是方形的，炉底能在所述炉膛内往返移动。或采用其它是形状。
再参见图1，炉底是带架空层结构的，炉底架空层被炉底钢结构托架支承。架空层上面铺钢板，架空层下面(即炉底钢结构托架上面)铺隔热材料。
炉底钢结构托架、支承辊、导向(或定心)装置、驱动装置、轨道等组成炉底机械。驱动装置可以是电动机械，也可以是液压马达或液压缸等。
炉子大小根据生产能力要求决定，炉底的宽度可以为1～10m，炉膛高度可以为0.6～2m，对于直通形炉，炉子长度可以为10～200m，对于环形炉，炉子的中心圆直径可以为4～70m。
炉膛上部安置辐射管加热装置，可以包括多根辐射管。
如图4、图5、图6所示，辐射管的形状可以包括直管、U型管和W型管。安装在辐射管端头的燃烧器，包括助燃空气不预热或经由换热器预热的常规燃烧器，还包括助燃空气通过蓄热体预热的或空气和燃料气都通过蓄热体预热的蓄热式燃烧器。
本发明的干馏炉所使用的燃料可以为热值大于或等于700×4.18kj/Nm3的气体或液体燃料。
在炉子侧墙设吸气口和喷气口，并分别设在料层上方和正对炉底架空层。沿炉长方向可以设多个吸气口和喷气口。炉墙外设吸气集气管和喷气集气管，吸气集气管和喷气集气管分别与吸气口和喷气口连接。吸气集气管和喷气集气管可以各一条，也可以各多条。一条吸气集气管和一条喷气集气管之间装一台循环风机，因此，循环风机可以是一台，也可以是多台。循环风机的进气口对吸气集气管，出气口对喷气集气管。集气管包扎保温材料。
炉体上设有装料口和出料口，设有一个或多个挥发气体排出口，还设有吹扫炉膛用的氮气进入口和排出口。
作为配套设备，有装料装置和出料装置。装料装置和出料装置是另外的专门技术产品。
炉子配有燃烧系统，包括燃料供给系统、助燃空气供给系统和排烟系统。
炉子还配有仪表和计算机控制系统。
本发明可用于油页岩、煤、褐煤、油砂和草木等物质的加热干馏。
本发明在具体使用时的工作原理是：
干馏炉开炉前，水封槽注满水(是沙封槽则装满沙子)，水封槽的水位要保持一定，通过控制系统控制补充水量。
开启进料口和出料口氮气密封装置，并始终保持有氮气气幕。
向炉内通入氮气，吹扫炉內的空气，直至炉内的空气完全被氮气置换后，关闭吹扫氮气。
启动燃烧系统，将各辐射管的燃烧器点燃，使炉子升温，达到干馏工艺要求的温度。
启动炉底机械，使炉底移动。
装料装置将被干馏物料从装料口连续装入炉内，并均匀铺放在炉底上，随炉底向前移动。
启动循环风机，使炉内气体循环系统投入工作。
物料前移的过程中，经过预热、加热，并完成干馏。干馏后残余的固体物在出料口由出料装置连续卸出。
干馏过程释出的油气从炉子的出气口排出，经导管送到下一步工序进行处理。
本发明的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，被干馏物料铺放在炉底上，物料在随炉底移动完成加热干馏的过程中，物料相对静止，物料与物料之间，物料与炉底以及物料与炉墙之间均不会产生撞击和摩擦，从而使物料不碎裂，炉墙不受损。
炉墙和炉底之间的缝隙采用水封装置密封，装料口和出料口采用氮气气幕密封，使炉膛与炉外的大气隔绝，空气不会进入炉膛。
燃料在辐射管内燃烧，燃烧产物从辐射管的出口排出，因此燃烧产物与炉内气氛完全隔绝，炉内物料干馏释出的油气能保持固有成分。而且排出的气体量相对较少，为下一步处理工序创造了有利条件。
本发明的干馏炉，操作简单，运行可靠，炉体寿命长，干馏效率高，生产能力大，对被干馏物料粒度限制少，产生的干馏油气能保持固有成分，干馏气热值高，生产过程不产生污水污气。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，包括由炉墙、炉顶和炉底围成的炉膛，其特征在于，所述炉底为移动式炉底，所述炉膛的上部空间设有辐射管加热装置；
所述炉底为架空层结构，包括上底和下底，上底和下底之间为架空的空间；
所述架空的空间与所述炉底上方的炉膛空间之间设有炉气循环装置；
所述炉气循环装置包括一台或多台循环风机，所述循环风机与所述炉墙上设有的吸气口和喷气口连接；
所述吸气口正对所述炉底上方的炉膛空间，所述喷气口正对所述炉底架空的空间；或者，所述吸气口正对所述炉底架空的空间，所述喷气口正对所述炉底上方的炉膛空间。
2.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述上底由钢板构成，所述下底包括隔热材料。
3.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述炉墙与移动式炉底之间设有水封槽密封装置或沙封槽密封装置。
4.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述炉膛的平面形状为环形，所述炉底为环形炉底，所述炉底能在所述炉膛内水平转动。
5.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述炉膛的平面形状为长方形，所述炉底能在所述炉膛内往返移动。
6.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述炉底能自所述炉膛的一端移进、另一端移出。
7.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述辐射管加热装置包括钢制管子，所述钢制管子的端头安装燃烧器，所述钢制管子的形状包括以下一种或多种形状：直管、U型管、W型管。
8.根据权利要求7所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，所述燃烧器包括以下一种或多种形式：
助燃空气不预热或经由换热器预热的常规燃烧器；
助燃空气通过蓄热体预热的蓄热式燃烧器；
空气和燃料气都通过蓄热体预热的蓄热式燃烧器。
9.根据权利要求1所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，
所述吸气口和喷气口分别包括一个或多个；
所述吸气口和喷气口设在干馏炉的同一侧，或分设在干馏炉的两侧。
10.根据权利要求1至9任一项所述的辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉，其特征在于，用于对以下一种或多种物质进行加热干馏：油页岩、煤、褐煤、油砂、草木；
所述物料经干馏能释出可燃的油和/或气。
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2009
- 2009-11-23 CN CN 200910238038 patent/CN101712878B/zh active Active
Patent Citations (6)
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