CN103265961B - 碳物质热解方法及碳物质振动热解塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤化工领域，具体而言涉及一种碳物质热解方法及碳物质振动热解塔。碳物质振动热解塔包括：机壳、至少五个振动床、加热温度可调的辐射管；机壳的内部与外部空气隔绝；至少五个振动床在机壳内自上至下，呈之字型排列；每个振动床均设置有下料口；每个振动床的上方均设置有辐射管；辐射管由上至下加热温度递增；其中，最下层的辐射管的加热温度为600℃-750℃。令碳物质在振动塔的多层振动床上由上至下滚动下落；通过每一层振动床上设置的辐射管加热，使得碳物质在滚动下落过程中逐渐从常温升温至600℃～750℃，避免了在煤炭进行热解的过程中挥发份同时大量析出，从而解决背景技术中所提到的由褐煤爆裂破碎产生的各种问题。

Description

碳物质热解方法及碳物质振动热解塔

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种碳物质热解方法及碳物质振动热解塔。

背景技术

碳物质（如褐煤）的热解，是对碳物质提质的一种常用手段；相关技术中，对于褐煤的热解，现有技术通常的做法是将褐煤置入某一固定温度的设备内，使褐煤在该温度下热解，从而得到所需的不同褐煤加工产品，如半焦等。

然而现有的热解方法中，煤块内部的水分会在热解温度下迅速汽化引起煤块内部压力升高，当升温速度达到一定程度时，煤块内部水分汽化速度超过水蒸气在煤块毛细管中由内向外的扩散速度，内压值过高，导致煤块爆裂破碎，煤块爆裂将给后续的煤炭加工过程带来以下四方面的问题：

①煤层通风困难，褐煤爆裂破碎产生的细粉使煤柱通风恶化，且气流偏流严重，从而造成气固传热效率低、煤层温度不均等问题。

②安全性下降，褐煤爆裂破碎产生大量的煤尘，高浓度的煤尘很容易被静电火花及明火引爆，导致灾难性后果。

③运输难度增加，褐煤爆裂破碎后使得热解后的产品粒度过细，过细的煤粉增加了远途运输的难度。

④焦油质量下降，褐煤热解的副产品焦油中将混入大量的细小煤尘，使焦油严重发黑，流动性严重下降，给后续的焦油净化及深度加工带来严重问题。

另外，褐煤挥发份含量较高，挥发分析出温度低，褐煤爆裂破碎后产生的细粉比大颗粒煤升温快，其温度可能提前超过挥发分析出温度，挥发分的析出将引发煤气安全问题。因此，褐煤爆裂产生的大量细粉使褐煤热解的安全性下降。

再有，由于褐煤组分比较复杂，各热解温度下得到的产品区别很大。现有设备很难做到分区控制温度，所以设备的灵活性很差，无法准确的完成工业需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳物质振动热解塔及其热解方法，能够减少碳物质热解时产生的爆裂破碎现象，从而解决由褐煤爆裂破碎产生的各种问题。

在本发明的实施例中提供了一种碳物质热解方法及碳物质振动热解塔，该碳物质热振动热解塔包括：机壳、至少五个振动床、加热温度可调的辐射管；

所述机壳的内部与外部空气隔绝；

至少五个所述振动床在所述机壳内自上至下，呈之字型排列；

每个所述振动床均设置有下料口；

每个所述振动床的上方均设置有所述辐射管；

所述辐射管由上至下，加热温度递增；

其中，最下层的所述辐射管的加热温度为600℃-750℃。

本发明上述所提供的煤炭的热解装置中，在碳物质振动热解塔中包括机壳、至少五个振动床、加热温度可调的辐射管；由于煤炭内挥发份分解或者析出的温度一般在300℃-750℃，因此要将机壳的内部与外部空气隔绝，防止煤炭在加热的时候与空气中的氧气接触而导致煤炭的燃烧。至少五个振动床在机壳内自上至下呈之字形排列，即将至少五个振动床分成之字形排列的多层，每一层振动床都相应的倾斜一定的角度，当要进行热解的煤炭进入机壳内时，先落到最上边一层振动床上，并沿着振动床的输送方向，在重力作用下滚落至振动床上所设置的下料口，从下料口落入下层的振动床。由于煤炭中的挥发份由煤炭中析出或分解时所需要的温度不同，因此为了保证这些挥发份都能够在不同的时间分别析出或者分解，进而在本发明的实施例中，使用设置在每一层振动床上方的辐射管对煤炭进行加热，且辐射管的温度可调，辐射管由上至下，加热温度递增，在最下层辐射管的加热温度为600℃-750℃，因此使得煤炭在振动床由上层到下层下落的过程中逐渐升温，使得煤炭中不同的挥发份在不同的温度下分别析出，因而避免在煤炭进行热解的过程中挥发份同时大量析出，能够减少碳物质热解时产生的爆裂破碎现象，从而解决背景技术中所提到的由褐煤爆裂破碎产生的各种问题。

附图说明

图1示出了本发明实施例一、实施例二、实施例三、实施例五以及实施例六所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图；

图2示出了本发明实施例二所提供的碳物质振动热解塔中水冷套的俯视示意图；

图3示出了本发明实施例三所提供的碳物质振动热解塔中水冷箱的结构示意图；

图4示出了本发明实施例四所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图；

图5示出了本发明实施例五所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图；

图6示出了本发明实施例六所提供的碳物质振动热解塔的俯视示意图；

图7示出了本发明实施例七所提供的碳物质热解方法的流程图。

附图标记：1-机壳；2-振动床；3-辐射管；4-下料口；5-水冷套；6-布料器；7-下漏孔；8-冷却通道；9-扫料机；10-水冷箱；11-水冷腔；12-螺旋推料器；13-滚动轴；14-疏松耙；15-支撑横梁；16-弹簧；17-振动电机；18-传动杆；19-集气罩；20-抽风机；21-进料口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：

图1是本发明实施例一所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图。本发明所提供的碳物质振动热解塔包括：机壳1、至少五个振动床2、加热温度可调的辐射管3；所述机壳1的内部与外部空气隔绝；至少五个所述振动床2在所述机壳1内自上至下，呈之字型排列；每个所述振动床2均设置有下料口4；每个所述振动床2的上方均设置有所述辐射管3；所述辐射管3由上至下，加热温度递增；其中，最下层的所述辐射管3的加热温度为600℃-750℃。

在本实施例一所提供的碳物质振动热解塔中，本发明上述所提供的煤炭的热解装置中，在碳物质振动热解塔中包括机壳1、至少五个振动床2、加热温度可调的辐射管3；由于煤炭内挥发份分解或者析出的温度一般在300℃-750℃，因此要将机壳的内部与外部空气隔绝，防止煤炭在加热的时候与空气中的氧气接触而导致煤炭的燃烧。至少五个振动床2在机壳1内自上至下呈之字形排列，即将至少五个振动床2分成之字形排列的多层，每一层振动床都相应的倾斜一定的角度，当要进行热解的煤炭进入机壳1内时，先落到最上边一层振动床2上，并沿着振动床2的输送方向，在重力作用下滚落至振动床2上所设置的下料口4，从下料口4落入下层的振动床2。由于煤炭中的挥发份由煤炭中析出或分解时所需要的温度不同，因此为了保证这些挥发份都能够在不同的时间分别析出或者分解，进而在本实施例一中，使用设置在振动床2上方的辐射管3对煤炭进行加热，且辐射管3的温度可调，辐射管3由上至下，加热温度递增，而在最下层辐射管3的加热温度为600℃-750℃，因此使得煤炭在振动床2由上层到下层下落的过程中逐渐升温，使得煤炭中不同的挥发份在不同的温度下分别析出，因而避免在煤炭进行热解的过程中挥发份同时大量析出，能够减少碳物质热解时产生的爆裂破碎现象，从而解决由褐煤爆裂破碎产生的各种问题。

实施例二：

参见图1以及图2所示，在上述实施例一的基础上，本发明实施例二所提供的碳物质振动热解塔中，还包括水冷套5以及布料器6；所述布料器6位于最下层的所述振动床2的下料口4的下方，且与最下层的所述振动床2呈之字型排列；所述布料器6上设置有多个下漏孔7；所述水冷套5位于所述布料器6的下方，且在所述水冷套5内形成多个沿竖直方向延伸的冷却通道8；所述水冷套5与所述布料器6之间还设置有沿所述水冷套5的上表面运动的扫料机9。

在本实施例二中，由于煤炭在热解的时候温度能够达到300℃-750℃，为了防止煤炭热解后所生成的半焦煤在这个温度下燃烧，需要将煤炭热解所生成的半焦煤降温到其燃点以下。因此在本实施例二的碳物质振动热解塔中，还设置了水冷套5。为了将使得煤炭的降温速度更高，因此水冷套5内形成多个沿竖直方向延伸的量却通道8，高温的煤炭由冷却通道8的上开口落入冷却通道8中，与水冷套5相接触，并与水冷套5中所流动的冷却水进行热量的交换，从而使半焦煤温度降低。

而由于水冷套5内所形成的冷却通道8有多个，因此在位于最下层的振动床2的下料口4的下方还设置了布料器6，该布料器上设置了多个下漏孔7，当半焦煤由位于最下层的振动床2的下料口4落到布料器6上时，由于布料器6与最下层的振动床2呈之字型排列，因此下落的半焦煤在惯性的作用下，沿着布料器6的倾斜角度滚落，并在滚落的过程中由下漏孔7落到设置在布料器6下方的水冷套5上，并直接落入冷却通道8内，或者由沿所述水冷套5的上表面运动的扫料机9扫落到冷却通道8内，最终实现了半焦煤的冷却。

多个冷却通道8的设置增加了半焦煤与水冷套5的接触面积，能够加快半焦煤与水冷套5的冷却水的热交换速度，从而增加冷却效率。

公知的，水冷套内一般会形成一个用于容纳冷却水的空腔，而在空腔上一般都会设置一个与外界相通的进水口以及一个与外界相通的出水口，进而能够源源不断的将温度较低的冷却水输送至水冷套内，并将与半焦煤实现热量交换后温度升高的冷却水排出该空腔。

实施例三：

图1和图3是本发明实施例三所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图。在上述实施例二的基础上，参见图1以及图3所示，在本实施例三所提供的碳物质振动热解塔中，还包括水冷箱10；所述水冷箱10内形成分别与所述冷却通道8以及外界相通的水冷腔11；所述水冷腔11内还设置有用于将煤炭向外界推送的螺旋推料器12。

在本实施例三中，由于半焦煤在冷却的过程中，需要迅速的将其温度降低到半焦煤的燃点以下，因而为了增加半焦煤的冷却速度，还在碳物质振动热解塔中添加了水冷箱10。该水冷箱10内形成分别与冷却通道8以及外界相通的水冷腔11，当半焦煤在重力作用下由冷却通道8的下口掉落到与冷却通道8相通的水冷腔11内后，与水冷腔11的侧壁接触，完成与水冷箱10内的冷却水的热交换，从而降低温度。在这个过程中，半焦煤不断的由螺旋推料器12推送到外界，从而完成煤炭的热解。

实施例四：

图4是本发明实施例四所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图，在上述三个实施例的基础上，本实施例四所提供的碳物质振动热解塔中，每个所述振动床2上方还设置至少一个滚动轴13；所述滚动轴13的轴向垂直于所述振动床2的输送方向，且与所述振动床2的输送面平行；所述滚动轴13上还设置有至少一个疏松耙14。

由于在低阶煤中一般都含有较高挥发份，褐煤中的挥发份在一定温度下会析出或者分解为气体后析出，因此当对低阶煤加热的时候，煤块内部气体的增多，会引起煤块内部压力的升高。当加热的温度到达一定程度时，煤块内气体产生的速度会高于气体散发的速度，进而可能导致煤块的内压过高，煤块爆裂破碎。煤块破碎时所产生的细粉又会使得煤层通风情况恶化，且气流偏流严重，从而造成气固传热效率低，煤层温度不均等问题。因此为了进一步增加煤层的透气量，在本实施例中，在振动床2上方设置了至少一个滚动轴13，在滚动轴13上设置了至少一个疏松耙14，煤炭在振动床2上振动下落的过程中，被疏松耙14疏松，增加煤炭的透气量，进而增加煤炭中气体散失的速度，进一步减小了煤块爆裂破碎的几率。

实施例五：

图1和图5是本发明实施例五所提供的碳物质振动热解塔的结构示意图。在上述四个实施例的基础上，参见图1和图5所示，本实施例五所提供的碳物质振动热解塔中，所述机壳1的侧壁上对应每一个振动床2都设置有两个水平且相互平行的支撑横梁15；所述支撑横梁15用于支撑本层振动床2以及悬挂下层振动床2；所述振动床2与支撑横梁15通过多个弹簧16相连接；所述机壳1外对应每一个振动床2都设置有一个振动电机17；所述振动电机17通过穿过所述机壳1的侧壁的传动杆18与所述振动床2连接。

在本实施例五中，由于要将振动床2支撑起来，因此需要在机壳1对应每一个振动床2都设置两个支撑横梁15。该支撑横梁15水平写相互平行的设置，因此可以将振动床2支撑在两个支撑横梁15上。支撑横梁一般由310S不锈钢制成。而310S不锈钢具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能，因而能够在300℃-750℃的高温下使用，提供给振动床足够的支撑力。

在本实施例五中，由于振动床2上所承受的重量较大，并且在振动床2的工作环境为300℃-750℃的高温，因此如果使用传统的支撑杆来支撑振动床2，容易造成支撑杆在高温高压的形变，而弹簧16的弹性大，例如汽车中的减震弹簧，既能够提供足够的支撑力，又不容易在振动床2的振动过程中损坏，因而将振动床2与支撑横梁15通过弹簧连接起来。

在本实施例五中，由于煤炭在热解的过程中，要使得振动床2振动，从而使得在振动床2上的煤炭能够在振动床2振动的过程中沿着振动床2的输送面下落，因而在机壳1外对应每一个振动床2都设置有一个振动电机17；该振动电机17通过穿过所述机壳1的侧壁的传动杆18与振动床2连接，从而能够方便的控制每一层振动床2的振动。

在本实施例五中，所述机壳1的顶部还设置有与所述机壳内部空间相通的集气罩19；所述集气罩19上还设置有抽风机20。

在本实施例五中，煤炭在高温下热解一般包括两个阶段，第一热解阶段中，加热温度为300℃-550℃，以褐煤大分子的解聚和分解为主要反应，生成并溢出大量挥发物质。焦油也在该阶段生成，并在这个温度下气化。而在第二热解阶段，加热温度为550℃-750℃，以聚合反应和芳香烃边缘联结小分子侧链或氢的脱落反应为主，主要产物为煤气。在机壳1上设置了与机壳1的内部空间相通的集气罩19，集气罩19上还设置了抽风机20，抽风机20能够将煤炭热解过程中所生成的气化的焦油以及煤气由机壳1内抽出，经分离、除尘等一系列后续的处理后形成煤气以及焦油。焦油以及煤气均为可利用的能源，因而既减少了焦油和煤气对空气的污染，又提高了生产效益。

实施例六：

参见图1和图6所示，在上述五个实施例的基础上，本实施例六所提供的碳物质振动热解塔中，所述辐射管3为热辐射加热管；所述振动床2为不锈钢振动床；所述不锈钢振动床上还设置有多个轴向垂直于所述振动床的输送面的导热孔。

辐射加热管能够更好的对煤炭进行加热，而不锈钢振动床既能够为煤炭提供足够的支持力，又具有一定的辐射特性，而在不锈钢振动床上所设置的导热孔连通了一个振动床2的上层以及下层，使得振动床上方以及下方的空气能够更迅速的流通，使得一个振动床上的煤炭既能够利用位于该振动床上层的辐射加热管的热量，又能够利用位于该振动床下方的辐射加热管的热量。

在这个过程中，可能会有直径小于导热孔的直径的煤炭由导热孔下落到下层的不锈钢振动床上。由于这些煤炭的直径本身较小，因此其热解的速度也较之其他直径较大的煤炭的速度快，因此不会影响煤炭的热解。

在本实施例六中，所述机壳1顶部还设置有进料口21。

在本实施例六中，所述进料口21事实上位于最上层的振动床2的上方。该进料口21用于将煤炭内输送至机壳1内，通过该进料口21，煤炭不断的被输送至机壳1内，实现了煤炭的连续化热解。

另外，上述实施例中，振动电机优选采用磁力静密封传动，通过磁力联轴器将力传给振动床。确保了热解塔的密封效果。

实施例七：

图7是本发明实施例七所提供的碳物质热解方法。使用上述六个实施例中所提供的碳物质振动热解塔，该碳物质热解方法包括：

步骤101：将经干燥后的碳物质输送至所述振动热解塔中的振动床；

步骤102：令所述碳物质在所述振动塔的多层所述振动床上由上至下滚动下落；

步骤103：通过每一层振动床上设置的辐射管加热，使得所述碳物质在所述滚动下落过程中逐渐从常温升温至600℃～750℃，使得碳物质热裂解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体；

其中，所述升温过程持续35分钟～2.5小时。

在本实施例七中，煤炭在被输送至碳物质振动热解塔中的振动床2上，在振动床2振动的过程中一边加热一边下落，并且由最上一层的振动床开始，由上至下滚动下落。煤炭在振动床2上滚动并下落的过程中，使用设置在振动床2上方的辐射管3对其进行加热，促使煤炭在由最下一层振动床2的下料口4下落的时候，碳物质分热裂解成为半焦以及含有焦油的高温可燃气体。

在本实施例七中，在使得碳物质裂解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体后，还包括：

步骤104：将热裂解后所得到的半焦经水冷套以及水冷箱冷却降温。

由于碳物质在碳物质振动热解塔进行热解时，最终被加热到600℃～700℃，因而所生成的半焦的温度也在600℃～700℃。半焦如果直接被排放入空气中，则会与空气接触后自然，因而要将热裂解后所得到的半焦经水冷套以及水冷箱冷却降温至燃点以下。

另外，还可以将部分冷烟气通入水冷套。一，是增强了冷却，二，是加强气体流动，将粉尘带出。

热解时也可以使用用水蒸气通入水冷套与半焦换热。一，气体流动带走粉尘；二是换热，三，可以增加可燃气的产出。

实施例八：

本发明实施例八所提供的碳物质热解方法，在所述使得碳物质裂解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体后还包括：

将所述含有焦油的高温可燃气体经旋风分离器、二次除尘器后进入煤气、焦油分离纯化装置，得到焦油和可燃气。

在本实施例八中，由于碳物质热裂解后所产生的含有焦油的高温可燃气体，焦油以及可燃气体都具有可燃性，可以作为燃料以及工业原材料使用，因而需要将焦油以及可燃气体分离提纯。

由于本发明所提供的碳物质的热解方法并不能够完全杜绝碳物质子热解时产生的爆裂破碎现象，因而会有很小一部分碳物质在热解过程中爆裂破碎，会使得所产生的含有焦油的高温可燃气体中混入一部分细粉，旋风分离器以及二次除尘器能够将含有焦油的高温可燃气体中所混入的细粉分离出来，使得焦油可可燃气体在进入煤气、焦油分离纯化装置进行分离提纯后，得到品质更好的焦油和可燃气体。

在本实施例中，经分离提纯后所得到的可燃气体还可以与空气一起送入辐射管内进行燃烧，作为辐射管的热源。

在现有技术中，煤炭在热解时，其温度都是固定的，因此不管煤炭内部是何种挥发份，都会在该温度下分解、析出，造成了煤炭内压力过大，进而使得煤炭爆开。而在本实施例九中，优选地，当煤炭热解时所使用的碳物质振动热解塔中的振动床2有五个时，则所述在隔绝空气的条件下将原煤在各层振动床上振动下落的过程中从常温加热到600℃-750℃，包括：在五个所述振动床上，分五次将原煤加热到600℃-750℃；其中，在第一层振动床上将原煤加热到150℃-200℃；在第二层振动床上将原煤加热到200℃-300℃；在第三层振动床上将原煤加热到300℃-450℃；在第四层振动床上将原煤加热到450℃-550℃；在第五层振动床上将原煤加热到600℃-750℃。这样，可以使煤炭在由上层振动床向下层振动床下落的时候，温度逐渐升高，煤炭中所含的不同的挥发份逐渐分解析出，降低同一时间煤炭内的气体析出的量，进而降低煤炭由于内部压力过大而爆开的几率。

本发明还提供了在上述几个实施例中将煤炭进行热解后所得的半焦煤、煤气以及焦油的品质的实验数据，本实验室数据以神府煤低温干馏产品指标为例：

一：半焦煤的品质

序号	检测项目	本项目半焦质量指标
			1	水分Mad%	0～4
2	灰分Ad%	5～7
			3	挥发分Vdaf%	＜6.00

4	磷%	0.017
			5	硫%	0.21
6	氧化铝%	1～2
			7	发热量	6000～6700kcal/kg

二：焦油的品质

三：煤气的品质

因此可以看出，相比于其他技术而言，本发明所提供的碳物质振动热解塔及其热解方法具有以下优点：

半焦水分低：采用连续干法熄焦（即半焦煤在干燥时不与水直接接触），半焦产品基本不含水。提高了半焦的品质，节约了能源，减少了有害气体及工业污水的生成，环保优势明显。

所产焦油质量好、产率高：所产焦油比重低，轻质组分高，300℃前馏分占50.4%，360℃前馏分占到73%。，H/C原子比为1.1～1.3，适宜加氢制取燃料油。由于加热终温及温升速度可控性好，焦油产率比内热式高。

煤气纯净、热值高：所产煤气CH4、H2、CO有效成分达到90%以上。热值高达4300kcal/Nm3，是理想的化工原料，可用于甲烷化制取天然气，合成甲醇、合成氨、提取氢气等，也是优质的工业和民用气体燃料。

在本发明中所提供的碳物质振动热解塔在热解时所产生的荒煤气量仅为直立炉的1/6左右，荒煤气流速为1.25m/s。热解过程中，荒煤气携带粉尘最大粒度为50μm，而在本工艺中，入炉原煤的粒度为1～30mm，只有输送和热解过程中由于磨损才会产生50μm以下的粉尘，因此粉尘所占入炉煤量比例很小，便于处理。

另外，本发明实施例还具有以下几个优点：

1、原料褐煤进入振动热解塔中无需鼓风机和输送设备，耗能低。同时对原料褐煤的粒径没有要求，沫煤、小粒径煤和块煤皆可。提高了煤的利用率。

2、振动热解塔采用高温蓄热辐射管加热，煤气在辐射管内燃烧加热辐射给加热物料。因此加热的煤气中没有惰性气体混入，极大的提高了煤气的可利用价值。而且缩少了煤气纯化装置的处理量。

3、褐煤运行温和，极大的缩小了加工过程中产生的煤粉尘。

4、热解过程处于厌氧状态，提高了设备的安全性。

5、煤炭运行基本靠重力，减少了机械的工作量，提高了设备使用寿命。

6、出焦连续，采用干法熄焦，提高了半焦的质量、产量；节约了能源，减少了有害气体产生；不会产生大量工业废水，极大的节省了治理费用。

7、经过热解后，生成的半焦水分含量低，固定碳含量高，极大的减少褐煤运输的成本，应用前景更为广阔。

8、可以实现温度随机分区，从而实现褐煤热解速度和温度按要求或者需要分区调控，在热解过程中，初期可以通过调节高温蓄热辐射管温度，调节热解进程获得低温焦油，可以通过调节不同区域热解温度、流量、煤层厚度、运动速度等参数来适应焦油产率与热解时间的匹配关系。

9、煤层不沸腾，干燥室内煤尘浓度很低，无煤尘爆炸危险，干馏室内飞灰浓度大大降低，焦油含灰量大幅度降低，焦油流动性好。

10、振动床与水平面的倾斜角度0度～8度，可使煤层下行顺畅，斜线运动，延长了煤炭运动路径，空间利用率高。

11、振动床的振动运动和滚动耙的耙动使煤层自动拨动，煤层透气性增加，煤层阻力小，且干燥速度提高。

12、上下层煤互相掺混，传热方式既有对流传热方式，又有接触传热方式，还有辐射传热方式，传热速度较高，且煤层垂直方向上温度梯度较小，不会发生局部过热情况。

13、在振动床运动采用滚动摩擦，动力消耗较低，运行费用较低。

14、由于煤层温度均匀，烟气可以分区引出，完全可以实现褐煤的深度热解，通过热解后产生的半焦经水冷套进入水冷箱熄焦冷却，然后排出，再送入筛焦装置筛分得到不同粒径地半焦，储存与运输的安全性提高。

15、振动热解塔为立式结构，占地面积小。

16、加热介质与煤完全不接触，且机壳密封隔绝了空气，提高了安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳物质振动热解塔，其特征在于，包括：机壳、至少五个振动床、加热温度可调的辐射管；

所述机壳的内部与外部空气隔绝；

至少五个所述振动床在所述机壳内自上至下，呈之字型排列；

每个所述振动床均设置有下料口；

每个所述振动床的上方均设置有所述辐射管；

所述辐射管由上至下，加热温度递增；

其中，最下层的所述辐射管的加热温度为600℃-750℃；

还包括：水冷套、布料器以及水冷箱；

所述布料器位于最下层的所述振动床的下料口的下方，且与最下层的所述振动床呈之字型排列；

所述布料器上设置有多个下漏孔；

所述水冷套位于所述布料器的下方，且在所述水冷套内形成多个沿竖直方向延伸的冷却通道；

所述水冷套与所述布料器之间还设置有沿所述水冷套的上表面运动的扫料机；

所述水冷箱内形成分别与所述冷却通道以及外界相通的水冷腔；

所述水冷腔内还设置有用于将煤炭向外界推送的螺旋推料器；

每个所述振动床上方还设置至少一个滚动轴；

所述滚动轴的轴向垂直于所述振动床的输送方向，且与所述振动床的输送面平行；

所述滚动轴上还设置有至少一个疏松耙；

辐射管为热辐射加热管；所述振动床为不锈钢振动床；所述不锈钢振动床上还设置有多个轴向垂直于所述振动床的输送面的导热孔。

2.根据权利要求1所述的碳物质振动热解塔，其特征在于，所述机壳的侧壁上对应每一个振动床都设置有两个水平且相互平行的支撑横梁；

所述支撑横梁用于支撑本层振动床以及悬挂下层振动床；

所述振动床与支撑横梁通过多个弹簧相连接；

所述机壳外对应每一个振动床都设置有一个振动电机；

所述振动电机通过穿过所述机壳的侧壁的传动杆与所述振动床连接；

所述机壳的顶部还设置有与所述机壳内部空间相通的集气罩；

所述集气罩上还设置有抽风机。

3.根据权利要求2所述的碳物质振动热解塔，其特征在于，

所述机壳顶部还设置有进料口。

4.一种碳物质热解方法，其特征在于，使用如权利要求1-3任意一项所述的碳物质振动热解塔，包括：

将经干燥后的碳物质输送至所述振动热解塔中的振动床；

令所述碳物质在所述碳物质振动热解塔的多层所述振动床上由上至下滚动下落；

通过每一层振动床上设置的辐射管加热，使得所述碳物质在所述滚动下落过程中逐渐从常温升温至600℃～750℃，使得碳物质热解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体；

所述升温过程持续35分钟～2.5小时。

5.根据权利要求4所述的碳物质热解方法，其特征在于，所述使得碳物质裂解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体后还包括：

将热裂解后所得到的半焦经水冷套以及水冷箱冷却降温。

6.根据权利要求4所述的碳物质热解方法，其特征在于，所述使得碳物质裂解为半焦以及含有焦油的高温可燃气体后还包括：

将所述含有焦油的高温可燃气体经旋风分离器、二次除尘器后进入煤气、焦油分离纯化装置，得到焦油和可燃气。

7.根据权利要求6所述的碳物质热解方法，其特征在于，所述将所述含有焦油的高温可燃气体经旋风分离器、二次除尘器后进入煤气、焦油分离纯化装置，得到焦油和可燃气后，还包括：

将可燃气体与空气送入所述辐射管内燃烧。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的碳物质热解方法，其特征在于，若所述碳物质振动热解塔中的所述振动床由上至下为第一至第五共五个振动床，则所述通过每一层振动床上设置的辐射管加热，使得所述碳物质在所述滚动下落过程中逐渐从常温升温至600℃～750℃，包括：

在五个所述振动床上，分五次将原煤加热到600℃-750℃；

其中，在第一层振动床上将原煤加热到150℃-200℃；

在第二层振动床上将原煤加热到200℃-300℃；

在第三层振动床上将原煤加热到300℃-450℃；

在第四层振动床上将原煤加热到450℃-550℃；

在第五层振动床上将原煤加热到600℃-750℃。