CN103436277B

CN103436277B - 节能连续气化裂解炉

Info

Publication number: CN103436277B
Application number: CN201310392970.6A
Authority: CN
Inventors: 刘国田; 胡明恩; 李振衡; 张大鹏
Original assignee: WEIFANG JINSIDA ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: WEIFANG JINSIDA ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: CN103436277A

Abstract

本发明公开了一种节能连续气化裂解炉，包括基座、窑筒及转动且倾斜设置的筒形炉体；所述筒形炉体上设有贯穿所述筒形炉体的加热管排；本发明的有益效果是：1.因为筒形炉体整体旋转且倾斜设置，被裂解物依靠重力在筒形炉体内部上下运动，料层的透气性好，反应平稳快速，避免了气化裂解不均匀现象的发生；2.因为筒形炉体整体旋转，被裂解物熔化后不断被裂解后的灰渣包裹，不会发生堵炉现象，裂解过程平稳持续；3.因为加热管排的设置，筒形炉体在旋转过程中，当加热管排旋转至开口朝向筒形炉体加热装置，不断有热量或火焰通过加热管排直接传递给筒形炉体内的被裂解物，大大提高了裂解效率，节约了裂解能源，降低了裂解成本。

Description

节能连续气化裂解炉

技术领域

本发明涉及一种进行裂解反应的装置，尤其涉及一种将可裂解物连续气化和裂解的设备。

背景技术

现有技术的裂解装置大部分采用裂解釜，其缺点是：1.不能连续生产，装填完成后加热裂解，裂解完成后冷却裂解釜，去除焦渣，然后再重新装填，裂解釜重复冷却-加热-再冷却-再加热的工作过程，浪费了大量的能源，裂解成本较高，裂解效率较低；2.裂解完成后的焦渣温度较高，需要冷却后填埋处理，焦渣的余热不能被充分利用；3.裂解釜内被裂解物的容量较大，无法搅拌，造成料层透气性差，裂解反应不均匀，裂解反应的时间较长，裂解不彻底；4.裂解釜需要另外的锅炉提供热能，造成整个裂解系统设备投资巨大，消耗大量的煤炭资源，系统运行成本极高。

为解决上述技术问题，发明人提出了专利申请号为“201310016317.X”、专利名称为“塑料资源化连续气化裂解多效炉”的专利申请，彻底解决了现有技术存在的技术难题。但本发明因为筒形炉体具有一定的厚度，进行裂解时从筒形炉体外传递给筒形炉体内的热量具有一定的难度，降低了裂解效率，裂解能源不能被充分利用，并因此提高了裂解成本。

第二方面，该专利申请的进料出气装置的缺点是进料通道直径较小，进料效率较低，而且出气通道易被冷凝的油气堵塞，需要经常停机清理，大大降低了裂解生产效率。

第三方面，该专利申请的炉渣是通过排渣装置并将尾渣进行燃烧，给被裂解物提供裂解能量，这种尾渣处理方式充分利用了尾渣的能量，但处理被裂解物含量较高的垃圾时，使设备变得极为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连续气化、连续裂解且反应较为迅速的节能连续气化裂解炉。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：节能连续气化裂解炉，包括基座，所述基座上固定安装有窑筒，所述窑筒内设有穿过所述窑筒且两端部位于所述窑筒外的筒形炉体，所述筒形炉体倾斜设置，所述筒形炉体和所述基座之间安装有托轮装置和炉体旋转驱动装置；所述窑筒的两端与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述基座上固定安装有与所述筒形炉体上端配合的密封进料出气装置，所述密封进料出气装置与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述筒形炉体下端设有密封排渣装置；对应于所述筒形炉体低端的所述窑筒下部设有筒形炉体加热装置，所述窑筒的高端设有窑筒出烟口；所述筒形炉体加热装置的炉膛和所述窑筒的内腔连通，所述筒形炉体上设有贯穿所述筒形炉体且对应于所述筒形炉体加热装置的加热管排。

作为优选的技术方案，所述加热管排包括位于所述筒形炉体横截面上且平行设置的加热管。

作为对上述技术方案的改进，所述加热管排包括至少两层。

作为对上述技术方案的改进，各所述加热管排的所述加热管在所述筒形炉体横截面上的投影为周向均匀分布结构。

作为优选的技术方案，所述加热管排前的所述筒形炉体的内壁上固定设有抄料板。

作为优选的技术方案，所述密封进料出气装置包括固定设置在所述筒形炉体上端的炉体导料筒，所述炉体导料筒的外端套接有螺旋输送器壳体，所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体之间设有动密封装置，所述螺旋输送器壳体固定在所述基座上，所述螺旋输送器壳体的上方设有进料斗，所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体的轴线上设有贯穿所述螺旋输送器壳体且延伸至所述筒形炉体内的导气筒，所述导气筒的外周面固定设有与所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体配合的进料绞龙，所述导气筒的外端安装有集气箱，所述导气筒转动安装在所述螺旋输送器壳体和所述集气箱上，所述导气筒上还设有导气筒旋转驱动装置，所述导气筒内安装有导气筒清灰绞龙，所述基座上安装有清灰驱动装置，所述清灰驱动装置设有贯穿所述集气箱的清灰绞龙轴，所述清灰绞龙轴与所述导气筒清灰绞龙固定连接；所述集气箱上设有与输气管道连接的浮动管道密封连接装置，所述集气箱底部设有出灰口。

作为对上述技术方案的改进，所述进料绞龙上设有绞龙外周内凹的进料阻气绞龙段。

作为对上述技术方案的改进，所述导气筒清灰绞龙为无轴绞龙。

作为对上述技术方案的改进，所述浮动管道密封连接装置包括固定设置在所述集气箱顶部的集气箱出气管，所述集气箱出气管外套装有水封套，所述水封套的上端开口，所述水封套内盛装有水，所述集气箱出气管上罩扣有集气罩，所述集气罩的开口位于所述水封套的液面以下，所述集气罩与所述输气管道固定连接。

作为对上述技术方案的改进，所述导气筒旋转驱动装置包括电动机和变速装置。

作为对上述技术方案的改进，所述清灰驱动装置包括电动机和变速箱。

作为优选的技术方案，所述密封排渣装置包括固定设置在所述筒形炉体下端的炉体导渣筒，所述炉体导渣筒的尾端连接有集渣箱，所述炉体导渣筒和集渣箱之间设有动密封装置，所述集渣箱连接有冷却水供给系统，所述集渣箱的下部设有从所述集渣箱内的水中捞渣的捞渣绞龙，所述集渣箱的顶部连接有蒸汽输气管；所述基座上安装有出渣驱动装置，所述出渣驱动装置连接有出渣绞龙轴，所述出渣绞龙轴贯穿所述集渣箱并深入至所述炉体导渣筒内，对应于所述炉体导渣筒的所述出渣绞龙轴上设有出渣绞龙。

作为对上述技术方案的改进，所述出渣绞龙上设有绞龙外周内凹的出渣阻气绞龙段。

作为对上述技术方案的改进，所述出渣驱动装置包括出渣电动机，所述出渣电动机与所述出渣绞龙轴之间设有链条链轮变速装置。

由于采用了上述技术方案，节能连续气化裂解炉，包括基座，所述基座上固定安装有窑筒，所述窑筒内设有穿过所述窑筒且两端部位于所述窑筒外的筒形炉体，所述筒形炉体倾斜设置，所述筒形炉体和所述基座之间安装有托轮装置和炉体旋转驱动装置；所述窑筒的两端与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述基座上固定安装有与所述筒形炉体上端配合的密封进料出气装置，所述密封进料出气装置与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述筒形炉体下端设有密封排渣装置；对应于所述筒形炉体低端的所述窑筒下部设有筒形炉体加热装置，所述窑筒的高端设有窑筒出烟口；所述筒形炉体加热装置的炉膛和所述窑筒的内腔连通，所述筒形炉体上设有贯穿所述筒形炉体且对应于所述筒形炉体加热装置的加热管排；本发明的有益效果是：

1.因为筒形炉体整体旋转且倾斜设置，被裂解物依靠重力在筒形炉体内部上下运动，被裂解物在气化裂解过程中是动态和变化的，因此料层的透气性好，反应平稳快速，气化裂解气体上升通畅，避免了气化裂解不均匀现象的发生。

2.因为筒形炉体整体旋转，被裂解物熔化后不断被裂解后的灰渣包裹，不会发生粘连，被裂解物运行顺畅，不会发生堵炉现象，裂解过程平稳持续。

3.因为加热管排的设置，筒形炉体在旋转过程中，当加热管排旋转至开口朝向筒形炉体加热装置，不断有热量或火焰通过加热管排直接传递给筒形炉体内的被裂解物，大大提高了裂解效率，节约了裂解能源，降低了裂解成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图一；

图2是本发明实施例的结构示意图二；

图3是本发明实施例的结构示意图三；

图4是图3中的A-A向剖视图，图中示出了三层加热管排的布置结构；

图5是本发明实施例加热管排的加热原理图；

图6是本发明实施例密封进料出气装置的结构示意图；

图7是本发明实施例密封进料出气装置进料阻气原理图；

图8是本发明实施例浮动管道密封连接装置的结构示意图；

图9是本发明实施例密封排渣装置的结构示意图；

图中：1-基座；2-窑筒；21-窑筒出烟口；22-维修孔；3-筒形炉体；31-抄料板；32-加热管排；41-托轮；42-环形托轨；43-炉体旋转驱动装置；51-炉体导料筒；52-螺旋输送器壳体；53-进料斗；54-导气筒；541-导气筒旋转驱动装置；542-导气筒清灰绞龙；543-清灰驱动装置；544-清灰绞龙轴；55-进料绞龙；551-进料阻气绞龙段；56-集气箱；561-出灰口；562-集气箱出气管；563-水封套；564-集气罩；565-输气管道；6-筒形炉体加热装置；71-炉体导渣筒；72-集渣箱；73-捞渣绞龙；74-蒸汽输气管；75-出渣驱动装置；76-出渣绞龙轴；77-出渣绞龙；771-出渣阻气绞龙段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图2和图3所示，节能连续气化裂解炉，包括基座1，本实施例的所述基座1采用金属焊接机架结构，也可以采用混凝土或其它建筑结构，本实施例中的所述基座1具有倾斜的安装面，所述基座1上固定安装有窑筒2，所述窑筒2设有耐火保温材料层，所述窑筒2内设有穿过所述窑筒2且两端部位于所述窑筒2外的筒形炉体3，所述筒形炉体3也倾斜安装。本实施例中，所述筒形炉体3倾斜安装是指相对于水平面倾斜安装，倾斜安装的角度根据被裂解物的特性和成分决定；当然，所述基座1上也可以安装液压或机械的角度调整装置，以使所述筒形炉体3针对不同成分或湿度的被裂解物具有最佳的倾斜角度，保证本实施例处在最佳的工作状态。

所述筒形炉体3和所述基座1之间安装有托轮装置和炉体旋转驱动装置43；所述托轮装置包括安装在所述基座1上且与所述筒形炉体3两端对应的两对托轮41，所述筒形炉体3两端外表面固定安装有与所述托轮41对应的环形托轨42。当所述筒形炉体3重量较大时，所述基座1上可以增设至少一对顶轮，所述顶轮抵靠在所述环形托轨42侧面，以保证所述筒形炉体3工作安全可靠。所述炉体旋转驱动装置43包括固定安装在所述基座1上的电动机，所述电动机动力连接有变速箱，所述变速箱的动力输出端设有主动齿轮，所述筒形炉体3上固定安装有与所述主动齿轮啮合的齿圈。

所述窑筒2的两端与所述筒形炉体3之间分别设有动密封装置，本实施例中，所述动旋转密封装置包括填料密封装置，所述填料密封装置是高温条件下常用的密封结构，在此不再重复赘述。

本实施例中，所述基座1上固定安装有与所述筒形炉体3上端配合的密封进料出气装置，所述密封进料出气装置与所述筒形炉体3之间设有动密封装置，动密封装置是公知的密封装置，具有多种结构，本实施例选择的是高温条件下常用的填料密封装置。

如图6、图7和图8所示，所述密封进料出气装置包括固定设置在所述筒形炉体3上端的炉体导料筒51，所述炉体导料筒51的外端套接有螺旋输送器壳体52，所述炉体导料筒51和所述螺旋输送器壳体52之间设有动密封装置，所述螺旋输送器壳体52固定在所述基座1上，所述螺旋输送器壳体52的上方设有进料斗53，所述炉体导料筒51和所述螺旋输送器壳体52的轴线上设有贯穿所述螺旋输送器壳体52且延伸至所述筒形炉体3内的导气筒54，所述导气筒54的外周面固定设有与所述炉体导料筒51和所述螺旋输送器壳体52配合的进料绞龙55，所述导气筒54的外端安装有集气箱56，所述导气筒54转动安装在所述螺旋输送器壳体52和所述集气箱56上，所述导气筒54上还设有导气筒旋转驱动装置51；为了保证所述导气筒54的畅通，所述导气筒54内安装有导气筒清灰绞龙542，本实施例中所述导气筒清灰绞龙542为无轴绞龙。所述基座1上安装有清灰驱动装置543，所述清灰驱动装置543设有贯穿所述集气箱56的清灰绞龙轴544，所述清灰绞龙轴544与所述导气筒清灰绞龙542固定连接；所述集气箱56上设有与输气管道565连接的浮动管道密封连接装置，所述集气箱56底部设有出灰口561。

请参见图7，为取得更好的阻气效果，所述进料绞龙55上设有绞龙外周内凹的进料阻气绞龙段551。在所述进料绞龙55物料输送过程中和输送完毕的情况下，进料阻气绞龙段551始终保留一段物料不被进料绞龙55送走，从而起到阻止裂解气体通过所述进料斗53外溢的作用。

请参见图8，所述浮动管道密封连接装置包括固定设置在所述集气箱56顶部的集气箱出气管562，所述集气箱出气管562外套装有水封套563，所述水封套563的上端开口，所述水封套563内盛装有水，所述集气箱出气管562上罩扣有集气罩564，所述集气罩564的开口位于所述水封套563的液面以下，所述集气罩564与所述输气管道565固定连接。所述水封套563和所述集气罩564形成虹吸密封，而所述水封套563和所述集气罩564互不接触，切断了重力通过管道传递的路线，并避免了因管道热变形产生的应力给设备造成损害。

本实施例中，所述导气筒旋转驱动装置51包括电动机和变速装置。所述清灰驱动装置543包括电动机和变速箱。变速装置和变速箱都是公知设备，在此不再重复描述。

请参见图4和图5，对应于所述筒形炉体3低端的所述窑筒2下部设有筒形炉体加热装置6，所述窑筒2的高端设有窑筒出烟口21；由于所述筒形炉体3外套设了所述窑筒2，所述窑筒2内的热烟气对所述筒形炉体3具有加热作用，保证裂解反应的快速、充分进行。本实施例中，所述筒形炉体加热装置6的炉膛和所述窑筒2的内腔连通，所述筒形炉体3上设有贯穿所述筒形炉体3且对应于所述筒形炉体加热装置6的加热管排32。所述加热管排32包括位于所述筒形炉体3横截面上且平行设置的加热管，所述加热管排32包括至少两层。各所述加热管排32的所述加热管在所述筒形炉体3横截面上的投影为周向均匀分布结构。所述筒形炉体加热装置6为可燃气体燃烧炉。

为使被裂解物充分干燥和裂解，本实施例的所述加热管排32前的所述筒形炉体3的内壁上固定设有抄料板31。随着所述筒形炉体3的旋转，所述抄料板31不断将被裂解物扬起，提高被裂解物的干燥和裂解效率，避免被裂解物粘连结团而无法干燥和裂解。本实施例中，为方便安装和维修，所述窑筒2上设有多个维修孔22。

本实施例的被裂解物通过所述密封进料出气装置连续不断地被送入所述筒形炉体3内，在所述筒形炉体3内部所述抄料板31的作用下处于均匀分布状态。由于所述筒形炉体3的相对运动，被裂解物始终处于不结焦状态，并在重力的作用下，向下端缓流而下，并不断被裂解，裂解较为困难的部分流动到所述加热管排32处，因为随着所述筒形炉体3的旋转，不同的所述加热管排32交替循环朝向所述筒形炉体加热装置6，通过所述加热管排32的开口将热量直接传导到被裂解物，将被裂解物彻底裂解。本实施例裂解的能量来自于所述筒形炉体加热装置6，所述筒形炉体加热装置6一方面通过所述加热管排32直接将能量传递到所述筒形炉体3内部，另一方面通过加热筒形炉体3外表面为所述筒形炉体3内的被裂解物提供裂解所需能量，而且烟气进入所述窑筒2内也能对所述窑筒2内的所述筒形炉体3外表面进行加热，提供被裂解物进行裂解所需要的热量，保证裂解反应的快速、充分进行。

被裂解物经过气化裂解，产生的气化裂解气体通过所述浮动管道密封连接装置进入净化冷凝、油水分离设备中，即可将原油和不凝可燃气分离出来；然后将原油经过蒸馏，即可制得汽油和柴油；不凝可燃气部分可作为助燃剂提供给所述筒形炉体加热装置6，其余作为可燃气供工农业生产及生活使用。净化冷凝、油水分离和蒸馏的设备和工艺是公知的，在此不再重复描述。

请参见图9，所述筒形炉体3下端设有密封排渣装置；所述密封排渣装置包括固定设置在所述筒形炉体3下端的炉体导渣筒71，所述炉体导渣筒71的尾端连接有集渣箱72，所述炉体导渣筒71和集渣箱72之间设有动密封装置，所述集渣箱72连接有冷却水供给系统，所述集渣箱72的下部设有从所述集渣箱72内的水中捞渣的捞渣绞龙73，所述集渣箱72的顶部连接有蒸汽输气管74；所述基座1上安装有出渣驱动装置75，所述出渣驱动装置75连接有出渣绞龙轴76，所述出渣绞龙轴76贯穿所述集渣箱72并深入至所述炉体导渣筒71内，对应于所述炉体导渣筒71的所述出渣绞龙轴76上设有出渣绞龙77。

所述出渣绞龙77上设有绞龙外周内凹的出渣阻气绞龙段771。在所述出渣绞龙77出渣过程中和出渣完毕的情况下，出渣阻气绞龙段771始终保留一段炉渣不被出渣绞龙77送走，从而起到阻止裂解气体通过所述炉体导渣筒71外溢的作用。

所述出渣驱动装置75包括出渣电动机，所述出渣电动机与所述出渣绞龙轴76之间设有链条链轮变速装置。

经过充分气化裂解的炉渣进入所述炉体导渣筒71内，经过所述出渣绞龙77的旋转，炉渣流入到所述集渣箱72内的水中，炉渣中存在的热能被水吸收并变成蒸汽，从所述蒸汽输气管74输出并被收集利用，充分利用了能源。本实施例中，所述冷却水供给系统（图中未示出）是公知的自动供水系统，当所述集渣箱72内的水位下降时，自动补充冷却水进入其中。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.节能连续气化裂解炉，其特征在于：包括基座，所述基座上固定安装有窑筒，所述窑筒内设有穿过所述窑筒且两端部位于所述窑筒外的筒形炉体，所述筒形炉体倾斜设置，所述筒形炉体和所述基座之间安装有托轮装置和炉体旋转驱动装置；所述窑筒的两端与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述基座上固定安装有与所述筒形炉体上端配合的密封进料出气装置，所述密封进料出气装置与所述筒形炉体之间设有动密封装置；所述筒形炉体下端设有密封排渣装置；对应于所述筒形炉体低端的所述窑筒下部设有筒形炉体加热装置，所述窑筒的高端设有窑筒出烟口；所述筒形炉体加热装置的炉膛和所述窑筒的内腔连通，所述筒形炉体上设有贯穿所述筒形炉体且对应于所述筒形炉体加热装置的加热管排；

所述密封进料出气装置包括固定设置在所述筒形炉体上端的炉体导料筒，所述炉体导料筒的外端套接有螺旋输送器壳体，所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体之间设有动密封装置，所述螺旋输送器壳体固定在所述基座上，所述螺旋输送器壳体的上方设有进料斗，所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体的轴线上设有贯穿所述螺旋输送器壳体且延伸至所述筒形炉体内的导气筒，所述导气筒的外周面固定设有与所述炉体导料筒和所述螺旋输送器壳体配合的进料绞龙，所述导气筒的外端安装有集气箱，所述导气筒转动安装在所述螺旋输送器壳体和所述集气箱上，所述导气筒上还设有导气筒旋转驱动装置，所述导气筒内安装有导气筒清灰绞龙，所述基座上安装有清灰驱动装置，所述清灰驱动装置设有贯穿所述集气箱的清灰绞龙轴，所述清灰绞龙轴与所述导气筒清灰绞龙固定连接；所述集气箱上设有与输气管道连接的浮动管道密封连接装置，所述集气箱底部设有出灰口。

2.如权利要求1所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述加热管排包括位于所述筒形炉体横截面上且平行设置的加热管。

3.如权利要求2所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述加热管排包括至少两层。

4.如权利要求3所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：各所述加热管排的所述加热管在所述筒形炉体横截面上的投影为周向均匀分布结构。

5.如权利要求1所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述加热管排前的所述筒形炉体的内壁上固定设有抄料板。

6.如权利要求1所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述进料绞龙上设有绞龙外周内凹的进料阻气绞龙段。

7.如权利要求1所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述浮动管道密封连接装置包括固定设置在所述集气箱顶部的集气箱出气管，所述集气箱出气管外套装有水封套，所述水封套的上端开口，所述水封套内盛装有水，所述集气箱出气管上罩扣有集气罩，所述集气罩的开口位于所述水封套的液面以下，所述集气罩与所述输气管道固定连接。

8.如权利要求1所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述密封排渣装置包括固定设置在所述筒形炉体下端的炉体导渣筒，所述炉体导渣筒的尾端连接有集渣箱，所述炉体导渣筒和集渣箱之间设有动密封装置，所述集渣箱连接有冷却水供给系统，所述集渣箱的下部设有从所述集渣箱内的水中捞渣的捞渣绞龙，所述集渣箱的顶部连接有蒸汽输气管；所述基座上安装有出渣驱动装置，所述出渣驱动装置连接有出渣绞龙轴，所述出渣绞龙轴贯穿所述集渣箱并深入至所述炉体导渣筒内，对应于所述炉体导渣筒的所述出渣绞龙轴上设有出渣绞龙。

9.如权利要求8所述的节能连续气化裂解炉，其特征在于：所述出渣绞龙上设有绞龙外周内凹的出渣阻气绞龙段。