CN101985557B - 煤物质单燃烧器分解设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤物质单燃烧器分解设备，它通过将煤矿企业挑选块煤后留下的煤粉作为原料，从入料口进入专用的分离设备；所述煤粉进入专用设备后，大量吸收设备内部产生的热量，并持续分离出相对纯净的燃气、煤焦油和热值较高的煤。分离出的相对纯净的燃气、焦油气进入收集设备除尘、分离、加压液化、贮存；把从出料口流出的热值较高的煤收集贮存，从而使煤物质快速高效地分解分离，充分节约和利用了能源，大大地提高了煤资源的利用率和利用水平，将为整个社会带来了大量的经济效益和社会效益。

Description

煤物质单燃烧器分解设备
技术领域
本发明属于煤物质综合利用、节能减排技术领域，具体涉及一种煤物质单燃烧器分解设备。
背景技术
在公知技术中，有利用煤制煤气的，有利用煤制天然气的，还有利用煤进行高温、中温、低温炼焦、制气的，但上述工艺方法不是将煤粉团成块的，就是要筛选块料，原料成本增加，或所产气热值不高，附加值不大，经济效益和社会效益不显著。炉的加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式。外热式炉的加热介质与原料不直接接触，热量由炉壁传入；内热式炉的加热介质与原料直接接触，因加热介质的不同而有固体热载体法和气体热载体法两种。
内热式气体热载体法是工业上已采用的典型方法。此法采用气体热载体内热式垂直连续炉，即从上而下包括干燥段、分解段和冷却段三部分。煤低温分解褐煤或由褐煤压制成的型块（约25～60mm）由上而下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。炉顶原料的含水量约15％时，在干燥段脱除水分至 1.0％以下，逆流而上的约250℃热气体冷至80～100℃。干燥后原料在分解段被600～700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃，发生热分解；热气体冷至约250℃，生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从分解段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水。德国、美国、苏联、捷克斯洛伐克、新西兰和日本都曾建有此类炉型。
内热式固体热载体法是固体热载体内热式的典型方法。原料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国多尔斯滕建有一套处理能力为10t/h煤的中间试验装置，使用的热载体是固体颗粒（小瓷球、砂子或半焦）。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小,煤气热值较高，可达20.5～40.6MJ/m3。此法由于温差大，颗粒小，传热极快，因此具有很大的处理能力。所得液体产品较多、加工高挥发分煤时，产率可达30％。L-R法工艺流程煤低温分解是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器，如此循环。从混合器逸出的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类，得到热值较高的煤气。
当前，常用的煤分解设备主要是有两种，有一种是竖窑结构，该结构燃烧烟气和煤产生的可燃性气体，使得可燃气的纯度低，附加值低，还有部分排出，造成资源的大量浪费和环境的污染。另一种立窑是煤块放置在带孔的隔板上，煤块上方有加热器，因隔板上的煤块有一定的堆积厚度，不能被均匀加热、分解，需要用被分解的气体循环加热、分解，更为重要的是，因为煤隔板上循环通气孔的大量存在，煤粉会从通气孔漏下来，所以煤粉需要进入立窑时先需要将煤粉加工成煤团，所以煤粉不能直接用于窑体分离，这就相应地增加了煤粉分解的成本，降低了经济效益。
发明内容
本发明为解决上述工艺及方法中存在的问题，提出了一种能直接将煤物质分离、提高其综合利用价值、节能减排，从而提高经济效益和社会效益的煤物质单燃烧器分解设备。
一种煤物质单燃烧器分解设备，包括一个横向设置的密封回转窑体，所述回转窑体包括一个进料口、出料口，所述回转窑体内沿窑体方向设置一个燃烧器，所述燃烧器由燃气进气管、伸出回转窑体外空气进气管、混合燃烧室、点火器、密排散热管组成，所述燃气进气管、空气进气管沿回转窑体的轴线方向平行设置，所述混合燃烧室一侧连通所述密排散热管，另一侧与所述燃气进气管、空气进气管连通，所述点火器设置在混合燃烧室内，所述燃烧器与回转窑体内壁之间形成的空腔为煤物质推进分离通道，所述煤物质推进分离通道与所述进料口和出料口连通，所述回转窑体上进料口所在端设置煤分离出的煤分离燃气、焦油气收集管，所述煤分离燃气、焦油气收集管与煤物质推进分离通道连通，另一端与燃气除尘液化机构连接，所述密排散热管与焰气汇集管连通，所述焰气汇集管伸出回转窑外。
所述空气进气管与混合燃烧室之间设置密排吸热进气管道和空气分配室，所述混合燃烧室和密排吸热进气管连通，所述密排吸热进气管道和空气分配室连通，所述空气分配室与所述空气进气管连通。
所述回转窑体内壁上设置煤粉扬起推进机构。
所述煤粉扬起推进机构是大量设置在回转窑体内壁上的扬板。
所述密排散热管、燃气进气管、密排吸热进气管道与回转窑体内壁之间设置管道支撑机构。
所述回转窑体内壁设置隔热保温层，减小窑内热损失。
所述焰气汇集管远离密排散热管的一端与煤粉干燥预热机构连接。
由于本发明将常用的竖立分解窑形式改成基本水平的横向密闭回转窑体，回转窑体内燃烧器内的燃气进气管、空气进气管将空气和燃气带入混合燃烧室，点火器点燃混合气，燃烧后的焰气源源不断地进入密排散热管，产生的大量的热通过密排散热管壁传导、辐射到燃烧器与回转窑体内壁之间形成的空腔内的煤粉上，被回转窑体内壁上设置的煤粉扬起推进机构扬起的煤物质充分地吸收，煤物质升温分解，就在煤物质推进分离通道内分解成燃气、焦油气和热值较高的煤，燃气和焦油气通过所述煤分离燃气、焦油气收集管与回转窑外的燃气除尘液化机构连接，将分解到的燃气、焦油气收集、除尘、分离、加压液化。所述空气进气管包括密排吸热进气管道和空气分配室，密排吸热进气管道的设置便于充分吸收高温已分解煤物质内的热，一方面充分利用了系统产生的热能，同时使得已分解的煤物质的温度慢慢降低，最终便于贮存和利用。所述密排散热管、燃气进气管、空气进气管与回转窑体内壁之间设置管道支撑机构，进一步提高燃烧器与回转窑体之间结合的可靠性和稳定性； 所述焰气汇集管远离密排散热管的一端与煤粉干燥预热机构连接，保证通过焰气汇集管后的焰气内尚存大量的热能被煤物质预吸收干燥升温，提高了能源的利用率，同时也大大提高了进入回转窑体前的煤物质的温度，降低了煤物质的含水量，使煤物质快速高效地分解分离，充分节约和利用了能源，大大地提高了煤资源的利用率和利用水平，将为整个社会带来了大量的经济效益和社会效益。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A—A向的剖视图。
具体实施方式：
如图1、图2所示：一种煤物质单燃烧器分解设备，包括一个横向设置的密封回转窑体1，所述回转窑体1包括一个进料口2、出料口3，所述回转窑体1内沿窑体方向设置一个燃烧器，所述燃烧器由燃气进气管4、空气进气管5、混合燃烧室7、点火器8、密排散热管6组成，所述燃气进气管4、空气进气管5沿回转窑体1的轴线方向平行设置，所述空气进气管5伸出回转窑体外，所述混合燃烧室7一侧连通密排散热管6，另一侧与燃气进气管4、空气进气管5连通，所述点火器8设置在混合燃烧室7内，所述燃烧器与回转窑体1内壁之间形成的空腔为煤物质推进分离通道9，所述煤物质推进分离通道9与所述进料口2和出料口3连通，所述回转窑体1上进料口2所在端设置伸出回转窑体1外的煤分离燃气、焦油气收集管10，所述煤分离燃气、焦油气收集管10与煤物质推进分离通道9连通，另一端与燃气除尘液化机构11连接，所述密排散热管6与焰气汇集管12连通，所述焰气汇集管12伸出回转窑1外。回转窑体1内燃烧器内的燃气进气管4、空气进气管5将空气和燃气带入混合燃烧室7，点火器8点燃混合气，燃烧后的焰气源源不断地进入密排散热管6，产生的大量的热通过密排散热管6壁传导、辐射到燃烧器与回转窑体1内壁之间形成的空腔内的煤粉上，被回转窑体1内壁上设置的煤粉扬起推进机构13扬起的煤粉充分地吸收，煤粉升温分解，就在煤物质推进分离通道9内分解成燃气、焦油气和较高热值煤，燃气和焦油气通过所述煤分离燃气、焦油气收集管10与回转窑外1的燃气除尘液化机构11连接，将分解到的燃气、焦油气收集、除尘、分离、加压液化。
所述空气进气管5与混合燃烧室7之间设置密排吸热进气管道15和空气分配室14，所述密排吸热进气管道15和空气分配室14连通，所述空气分配室14与所述空气进气管5连通。密排吸热进气管道15的设置便于充分吸收高温煤粉内的热，一方面充分利用了系统产生的热能，同时使得煤粉的温度慢慢降低，最终便于贮存和利用。
所述回转窑体1内壁上设置煤粉扬起推进机构13，大量设置在回转窑体内壁1上的扬板一方面推进煤粉向前运动，另一方面将煤粉翻转、扬得更均匀，便宜于吸收大量的热。
所述密排散热管6、燃气进气管4、空气进气管5与回转窑体1内壁之间设置管道支撑机构16，进一步提高燃烧器与回转窑体之间结合的可靠性和稳定性。
所述焰气汇集管12远离密排散热管6的一端通过管道17与煤粉干燥预热机构18连接，保证通过焰气汇集管12后的焰气内尚存大量的热能被煤粉预吸收、被干燥，提高能源的利用率，同时也大大提高了进入回转窑体1前的煤粉的温度。
所述回转窑体1内壁设置保温隔热层。

Claims (9)

1.一种煤物质单燃烧器分解设备，包括一个横向设置的密封回转窑体，所述回转窑体包括一个进料口、出料口，其特征在于：所述回转窑体内沿窑体方向设置一个燃烧器，所述燃烧器由燃气进气管、伸出回转窑体外空气进气管、混合燃烧室、点火器、密排散热管组成，所述燃气进气管、空气进气管沿回转窑体的轴线方向平行设置，所述混合燃烧室一侧连通所述密排散热管，另一侧与所述燃气进气管、空气进气管连通，所述点火器设置在混合燃烧室内，所述燃烧器与回转窑体内壁之间形成的空腔为煤物质推进分离通道，所述煤物质推进分离通道与所述进料口和出料口连通，所述回转窑体上进料口所在端设置伸出回转窑体外的煤分离燃气、焦油气收集管，所述煤分离燃气、焦油气收集管与煤物质推进分离通道连通，另一端与燃气除尘液化机构连接，所述密排散热管与焰气汇集管连通，所述焰气汇集管伸出回转窑外。
2.如权利要求1所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述空气进气管与混合燃烧室之间设置密排吸热进气管道和空气分配室，所述混合燃烧室和密排吸热进气管连通，所述密排吸热进气管道和空气分配室连通，所述空气分配室与所述空气进气管连通。
3.如权利要求1或2所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述回转窑体内壁上设置煤粉扬起推进机构。
4.如权利要求3所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述煤粉扬起推进机构是大量设置在回转窑体内壁上的扬板。
5.如权利要求3所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述密排散热管、燃气进气管、密排吸热进气管道与回转窑体内壁之间设置管道支撑机构。
6.如权利要求1或2所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述回转窑体内壁设置隔热保温材料。
7.如权利要求5所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述回转窑体内壁设置隔热保温层。
8.如权利要求6所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述焰气汇集管远离密排散热管的一端与煤粉干燥预热机构连接。
9.如权利要求7所述的煤物质单燃烧器分解设备，其特征在于：所述焰气汇集管远离密排散热管的一端与煤粉干燥预热机构连接。
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