CN103409154A - 一种复合外加热式干馏机 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种复合外加热式干馏机，包括：筒体，容置待干馏物料，具有筒体进料端和筒体出料端，且能够卧式旋转;外加热机构，设置在所述筒体的外壁上；内加热机构，通过连通机构与所述外加热机构相连通；进烟孔，设置在所述筒体内壁上且靠近所述筒体出料端，并与所述外加热机构相连通；以及热量分配室，连接在所述筒体的出料端，且与所述内加热机构相连通，并且与所述进烟孔相连通。通过本申请，不需要大量惰性气体混入，提高了产生煤气的纯度；提高了物料的填充率以及换热效率，且产生的半焦的品质更稳定，物料的粉化程度相对较低，从而使产生的粗煤气中的粉尘量降低很多。

Description

一种复合外加热式干馏机

技术领域

本申请涉及低阶煤加工领域，尤其涉及一种复合外加热式干馏机。

背景技术

低阶煤的低温干馏是指在非氧化条件下将煤加热，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法，该法通过低阶煤改性达到提质的目的。干馏机是低温干馏生产工艺中重要的组成设备，它应保证过程效率高，操作方便可靠。其中主要要求干馏物料加热均匀，干馏过程易控制，可用的原料类别宽，原料煤粒尺度范围大，析出的挥发物二次热解作用较小等。

目前国内用于工业化生产半焦的低温干馏设备按结构形式主要分为立式和卧式，按供热方式分为内热式和外热式。其中，外热式炭化炉是一种外热式卧置回转类低温干馏设备。该设备生产时不受物料粒度限制，扩大了原料的来源，使煤的利用率得以提高。同时因为采用了外热式间接加热，没有大量惰性气体混入，提高了煤气的利用价值。但是这种单纯的外热式加热方式也存在着严重的缺点，由于导热系数及填充系数较小，煤加热不均匀，导致焦油质量不均匀，并且在同等产能的前提下，该设备体积要远大于其他类型的设备。

发明内容

本申请旨在提供一种复合外加热式干馏机，以解决上述至少一个问题。

根据本申请的实施方式，提供了一种复合外加热式干馏机，包括：筒体，容置待干馏物料，具有筒体进料端和筒体出料端，且能够卧式旋转；外加热机构，设置在所述筒体的外壁上；内加热机构，通过连通机构与所述外加热机构相连通；进烟孔，设置在所述筒体内壁上且靠近所述筒体出料端，并与所述外加热机构相连通；以及热量分配室，连接在所述筒体的出料端，且与所述内加热机构相连通，并且与所述进烟孔相连通。

作为一种选择，所述内加热机构位于所述筒体内部且包括多个加热管，并固定件连接在所述筒体的内壁上。

作为一种选择，所述筒体包括：分室机构，设置在所述筒体的内部，并包括：分室壁，外端固定连接在所述筒体内壁；以及支撑环，与所述分室壁内端固定连接；其中，所述分室壁与所述支撑环将所述筒体内腔分成至少两个腔室。

作为一种选择，所述分室壁为安装在所述筒体的内壁上的分室隔板，固定在所述支撑环和筒体内壁上，且和所述支撑环将所述筒体内腔分成独立腔室。

作为一种选择，所述分室壁为固定在加热管支架上的加热管，所述加热管支架两端分别固定在所述筒体内壁和所述支撑环上，所述加热管和所述支撑环与所述筒体内壁将所述筒体内腔分成独立腔室。

作为一种选择，所述外加热机构包括：外加热套，位于所述筒体的外壁上；导流组件，与所述外加热套相连接；以及外加热套密封组件，与所述外加热套相连接；其中，所述外加热套环绕包围所述筒体并沿所述筒体轴向延伸，且与所述筒体之间限定一环形空间，所述外加热套靠近所述筒体进料端并设有开口。

作为一种选择，所述外加热机构包括：至少两个外加热套，位于所述筒体外壁上；导流组件，与所述至少两个外加热套相连接；以及外加热套密封组件，与所述至少两个外加热套相连接；其中，每个所述外加热套环绕包围所述筒体的一部分并沿所环绕包围的部分筒体轴向延伸，且与所环绕包围的部分筒体之间分别限定一环形空间，每个所述加热套上设有开口。

作为一种选择，所述筒体包括：返料装置，设置在所述筒体内部且靠近所述筒体出料端，包括：返料管，其内设有返料螺旋；以及返料管支架，固定连接所述返料管。

作为一种选择，所述外加热套包括：保温绝热部，是锚固在所述外加热套的壳体内壁上的陶瓷纤维模块或其它可起隔热作用的保温材料。

作为一种选择，所述复合外加热式干馏机包括：机架和支承并驱动所述筒体转动的传动装置。

作为一种选择，所述筒体具有筒体进料端和筒体出料端，所述筒体进料端设置有进料装置，所述筒体出料端设置有出料装置，所述外加热机构固定连接在所述机架上。

作为一种选择，所述筒体内部设置有多头推料螺旋。

作为一种选择，所述进料装置包括位于所述筒体进料端的进料绞龙，以及所述进料绞龙与所述筒体之间的进料密封组件。

作为一种选择，所述出料装置包括位于所述筒体出料端的出料筒节、出料斗，以及所述出料筒节与所述筒体之间的进料密封组件。

作为一种选择，所述筒体设置有至少2个滚圈，其中，位于所述筒体进料端的滚圈I由挡托轮机构支承，位于所述筒体出料端的滚圈II由托轮机构支承。

通过本申请，不需要大量惰性气体混入，提高了产生煤气的纯度；提高了物料的填充率以及换热效率，且产生的半焦的品质更稳定，物料的粉化程度相对较低，从而使产生的粗煤气中的粉尘量降低很多。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施方式的复合外加热式干馏机的示意图；

图2是根据本申请的另一个实施方式的复合外加热式干馏机的示意图；

图3本申请的一个实施方式的复合外加热式干馏机剖视示意图，示出了分室及加热管组布置结构I；

图4本申请的另一个实施方式的复合外加热式干馏机剖视示意图，示出了分室及加热管组布置结构II。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本申请的实施方式。

图1是根据本申请的一个实施方式的复合外加热式干馏机的示意图。如图1所示，该实施方式复合外加热式干馏机包括筒体8、外加热机构、内加热机构、进烟孔以及热量分配室。其中，筒体8容置待干馏物料，并具有筒体进料端和筒体出料端，能够卧式旋转。外加热机构设置在所述筒体的外壁上。内加热机构通过连通机构与所述外加热机构相连通。进烟孔设置在筒体8内壁上且靠近所述筒体出料端，并与外加热机构相连通。热量分配室连接在筒体8的出料端，且与内加热机构相连通，并且与进烟孔相连通。

例如，复合外加热式干馏机可包括传动装置27、进料绞龙1、筒体8、挡托轮机构25、托轮机构20、大齿圈3、复合式外加热系统5、滚圈I 4、滚圈II 12、出料斗14、支架22、返料装置21、分室机构6。

筒体8上可设置两个或两个以上的滚圈，滚圈位置根据应力分析合理布置。滚圈I 4与滚圈II 12分别由挡托轮机构25与托轮机构20支撑。

大齿圈3设置在筒体8的进料端，通过与传动装置27的小齿轮26啮合传动，带动筒体8及安装在它上面的其他部件旋转。

筒体8前端为进料绞龙1，进料绞龙1与筒体8之间设有进料密封部28。筒体8后端为出料斗14，出料斗14与筒体8之间设有出料密封部29。

筒体8外的外部加热系统、筒体8内的内部加热系统、筒体8前端的出烟室2及筒体8后端的进烟室13共同组成了复合式外加热系统5。

作为一种选择，筒体8包括返料装置21，设置在筒体8内部且靠近所述筒体出料端。返料装置21包括：返料管，其内设有返料螺旋；以及返料管支架，固定连接返料管。例如，筒体8后端可设置返料装置21。

作为一种选择，内加热机构位于所述筒体内部且包括多个加热管，并固定件连接在所述筒体的内壁上。

例如，筒体8内部设有加热管组Ⅰ39与加热管组Ⅱ23。加热管组Ⅰ39在筒体内按照一定规则布置，起加热物料的作用；加热管组Ⅱ23在筒体按照一定规则布置，起加热物料作用，同时起分隔壁的作用，安装固定在支撑环36上，将筒体8内腔分割成若干个独立空间。

作为一种选择，外加热机构包括：外加热套7，位于筒体8的外壁上；导流组件11，与外加热套7相连接；以及外加热套密封组件10，与外加热套7相连接。而且，外加热套7环绕包围筒体8并沿筒体8轴向延伸，且与筒体8之间限定一环形空间，外加热套7靠近筒体8的进料端并设有开口。

例如，筒体8外部（如图1所示）的外加热套7、外加热套密封组件10、导流装置11构成了外加热机构，加热管组39和加热管组23及筒体8进料端的出烟室2构成了内加热结构。

作为一种选择，外加热机构包括至少两个外加热套7（参见图2），位筒体8外壁上；导流组件11，与至少两个外加热套7相连接；以及外加热套密封组件10，与至少两个外加热套7相连接。而且，每个外加热套7都环绕包围筒体8的一部分并沿所环绕包围的部分筒体8轴向延伸，且与所环绕包围的部分筒体之间分别限定一环形空间，并且每个加热套7上设有开口。

例如，筒体8外部的（如图2所示）若干个外加热套7、外加热套密封组件10、导流装置11、筒体8后部的进烟室13、进烟室密封部31构成了外加热机构。筒体8内部的加热管组39和加热管组23及筒体8进料端的出烟室2构成了内加热机构。各个外加热套7的内部保温绝热材料9均为预制好后锚固在外加热套7）体内壁上的陶瓷纤维模块。

筒体8是由传动装置27驱动做旋转运动，外加热套7固定不动。

根据低温干馏工艺要求，筒体8各段需要的温度不同，所以筒体8根据温度变化的要求采用不同材料焊接制成，在温度较高部位（如筒体在外加热套内部部位）例如采用耐高温的310S不锈钢制造，可以承受800℃以上的高温。另外，筒体8根据所受弯曲应力、剪切应力等应力的不同，采用了不等厚度设计，如，在滚圈、齿圈等部位承受较大应力处，增加了筒体的壁厚。

作为一种选择，筒体8包括分室机构6，设置在筒体8的内部，并且包括分室壁，外端固定连接在所述筒体内壁；以及支撑环36，与所述分室壁内端固定连接。而且，分室壁与支撑环将筒体8的内腔分成至少两个腔室。

作为一种选择，分室壁为安装在筒体8的内壁上的分室隔板33，固定在支撑环36上，且和支撑环36将所述筒体内腔分成独立腔室。

例如，分室机构6由支撑环36、粗煤气出气装置37、推料螺旋34、分室隔板33组成。筒体8内部从筒体8进料端连接到出料端的若干块分室隔板33与安装在分室隔板33上的支撑环36、推料螺旋34共同将筒体8内腔分成若干个具有推料作用的空间。支撑环36上还设置了若干个粗煤气出气装置37，以便使干馏过程中产生的粗煤气能及时进入支撑环36与返料装置21之间的空腔排出，如图3所示。

作为一种选择，分室壁为固定在加热管支架上的加热管，加热管支架两端分别固定在筒体8的内壁和支撑环36上，加热管和支撑环36将筒体8的内腔分成独立腔室。

例如，分室机构6由支撑环36、粗煤气出气装置37、推料螺旋34、若干组紧密排布的加热管组23组成，通过贯穿筒体8两端的紧密排布的加热管组23作为分室壁，与支撑环36、推料螺旋34、粗煤气出气装置37共同将筒体8内腔分成若干个具有推料作用的空间，如图4所示。

粗煤气出气装置37在筒体内支撑环36上，采用焊接或用其他固定方式。

返料装置21由内含多头返料螺旋24的返料管38以及管支撑35组成。通过管支撑35安装在分室机构6上。

下面描述本申请的复合加热式干馏机的工作过程。

当复合加热式干馏机运行后，物料被进料绞龙1推入到筒体8内部，然后在重力的作用下向下掉入粗煤气出气装置37打开的分室机构6中。同时，在筒体8后段挥发出的粗煤气也可以在粗煤气出气装置37打开时离开分室机构6。粗煤气出气装置37关闭后，物料就被分割在了若干个小的分室机构6中，并在推料螺旋34的影响下，向出料端运动。当物料运动到分室机构6接近出料斗14端，部分固体产物受重力作用向下落到返料装置21内，被多头返料螺旋24推动，返回到筒体8前段，最终混入到低温物料中。未被返回的固体产物通过出料筒节18最终被送至出料斗14的半焦排料口16排出，而粗煤气则通过出料筒节18中部的空腔进入出料斗14上部的出气口15排出，进入下一步工序。

图1所示实施例中，热烟气可以通过外加热套7的烟气进口进入，沿导流装置11运动到尾端的出口后，通过筒体8后端的进烟室13或筒体8壁上的进气孔进入各加热管组39及加热管组23，最终通过加热管组39及加热管组23进入出烟室2后排出，进入下一步处理工序。

图2所示实施例中，热烟气可以通过任意一个外加热套7的烟气进口进入，沿导流装置11运动到尾端的出口后，进入下一个外加热套内（各外加热套7的烟气走向顺序根据物料在筒体8各段需要热量的不同而具体确定，热烟气走完所有的外加热套7后，通过筒体8后端的进烟室13或筒体8壁上的进气孔进入各加热管组23，最终通过加热管组23进入出烟室2后排出，进入下一步处理工序。这样热烟气先走完外部行程后，再进入筒体8内，保证了进入加热管组23的烟气温度不会太高，防止产生的粗煤气接触高温的加热管壁产生二次分解，同时这种加热系统，合理的利用了烟气热量，使需要快速升温的物料接触高温烟气，提高了产生的焦油的品质。同时延长了热烟气与物料的换热时间，提高了热烟气的利用率。

上述的复合外加热式干馏机至少具有以下优点：

由于采用了卧置回转结构，在生产时不受物料粒度限制，提高了设备的适用性；

物料的加热方式为复合式外加热，首先热烟气进入外加热套7部分，沿导流装置运行到外加热套的终端后，通过进烟罩或设置在筒体壁上的进气孔进入筒体内部的若干加热管组中，沿加热管组向前运动，直至排出。在此过程中，热烟气不与物料直接接触，因而不需要大量惰性气体混入，提高了产生煤气的纯度；

烟气运行流程采用先外后内的串联方式，且设置了导流装置使烟气在设备中的停留时间即烟气与物料之间换热时间增长，提高了烟气的热利用率；

筒体8内部分为多个小的分室机构6。物料被进料绞龙推入到筒体内后受重力影响落入下方的分室机构内并随分室机构转动，这样大大提高了物料的填充率，并且物料与加热管组充分接触，使物料在各个分室机构中均匀加热，提高了换热效率，提高了焦油煤气的品质，且产生的半焦的品质更稳定；

由于采用了复合外加热式系统，大大提高了换热面积。所以在相同产能的前提下，比单纯采用内或外加热形式的设备，设备尺寸大大减少，加工成本明显降低；

由于物料在分室机构6内运动，不会被抛洒或剧烈搅拌，因此物料的粉化程度相对较低，从而使产生的粗煤气中的粉尘量降低很多；

每个分室机构6沿物料运动的方向上还间隔设置了若干个粗煤气出气装置，可使产生的粗煤气能及时的通过中间环腔到达出料斗的出气口，进入下一个环节；

筒体8尾部设有返料装置21，可将干馏完温度较高的部分固体产物返回到筒体前段需要物料快速升温的部分，从而提高了物料的升温速率，进而提高了焦油的产率及品质；

外加热套内部的保温绝热材料采用了陶瓷纤维模块，该模块耐温高，比重轻，导热系数低，施工容易且不需维护；

筒体8各个相对运动的部位，都设有密封装置，使设备在良好的密封环境下运行，提高了人身及设备的安全。

以上仅为本申请的优选实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种复合外加热式干馏机，包括：

筒体，容置待干馏物料，具有筒体进料端和筒体出料端，且能够卧式旋转；

外加热机构，设置在所述筒体的外壁上；

内加热机构，通过连通机构与所述外加热机构相连通；

进烟孔，设置在所述筒体内壁上且靠近所述筒体出料端，并与所述外加热机构相连通；以及

热量分配室，连接在所述筒体的出料端，且与所述内加热机构相连通，并且与所述进烟孔相连通。

2.如权利要求1所述的复合外加热式干馏机，其中，所述内加热机构位于所述筒体内部且包括多个加热管，并固定件连接在所述筒体的内壁上。

3.如权利要求1或2所述的复合外加热式干馏机，其中，所述筒体包括：

分室机构，设置在所述筒体的内部，并包括：

分室壁，外端固定连接在所述筒体内壁；以及

支撑环，与所述分室壁内端固定连接；

其中，所述分室壁与所述支撑环将所述筒体内腔分成至少两个腔室。

4.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述分室壁为安装在所述筒体的内壁上的分室隔板，固定在所述支撑环上，且和所述支撑环和筒体内壁将所述筒体内腔分成独立腔室。

5.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述分室壁为固定在加热管支架上的加热管，所述加热管支架两端分别固定在所述筒体内壁和所述支撑环上，所述加热管和所述支撑环与所述筒体内壁将所述筒体内腔分成独立腔室。

6.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述外加热机构包括：

外加热套，位于所述筒体的外壁上；

导流组件，与所述外加热套相连接；以及

外加热套密封组件，与所述外加热套相连接；

其中，所述外加热套环绕包围所述筒体并沿所述筒体轴向延伸，且与所述筒体之间限定一环形空间，所述外加热套靠近所述筒体进料端并设有开口。

7.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述外加热机构包括：

至少两个外加热套，位于所述筒体外壁上；

导流组件，与所述至少两个外加热套相连接；以及

外加热套密封组件，与所述至少两个外加热套相连接；

其中，每个所述外加热套环绕包围所述筒体的一部分并沿所环绕包围的部分筒体轴向延伸，且与所环绕包围的部分筒体之间分别限定一环形空间，每个所述加热套上设有开口。

8.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述筒体包括：

返料装置，设置在所述筒体内部且靠近所述筒体出料端，包括：

返料管，其内设有返料螺旋；以及

返料管支架，固定连接所述返料管。

9.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述外加热套包括：

保温绝热部，是锚固在所述外加热套的壳体内壁上的陶瓷纤维模块或其它可起隔热作用的保温材料。

10.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述复合外加热式干馏机包括：机架和支承并驱动所述筒体转动的传动装置。

11.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述筒体具有筒体进料端和筒体出料端，所述筒体进料端设置有进料装置，所述筒体出料端设置有出料装置，所述外加热机构固定连接在所述机架上。

12.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述筒体内部设置有多头推料螺旋。

13.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述进料装置包括位于所述筒体进料端的进料绞龙，以及所述进料绞龙与所述筒体之间的进料密封组件。

14.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述出料装置包括位于所述筒体出料端的出料筒节、出料斗，以及所述出料筒节与所述筒体之间的进料密封组件。

15.如权利要求3所述的复合外加热式干馏机，其中，所述筒体设置有至少2个滚圈，其中，位于所述筒体进料端的滚圈I由挡托轮机构支承，位于所述筒体出料端的滚圈II由托轮机构支承。

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