CN103657529B - 旋转式加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式加热装置，包括：主体，所述主体限定有中空腔；旋转式布料床，所述旋转式布料床设置在所述中空腔内且包括旋转物料台和支撑柱；多个上辐射管燃烧器；和多个下辐射管燃烧器，其中位于所述主体部分之外的所述上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器的一部分上分别形成有燃料和助燃空气进气管以及用于排出燃烧废气的排气管。根据本发明实施的旋转式加热装置，通过在主体上设置多个分别布置在旋转物料台的上方和下方的上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器，对物料给热充分且均匀，加热效率高，运行成本低；并且上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器上分别形成有排出燃烧废气的排气管，供热气体和热解产生油气完全隔绝，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及物料加热技术领域，更具体地，涉及一种旋转式加热装置。
背景技术
现有的对含挥发成分物料进行加热的技术通常对原料的适应性比较差，同时对原料的强度和粒度要求也比较高。加热产品产出的油、气收率低，可燃气热值也比较低。加热过程都需固体或气体热载体、加热生成气体与加热烟气混合，因此产生油、气质量差，从而导致其利用价值比较低。此外，待加热物料在反应装置内的停留时间不易控制、物料受热不均匀。进一步地，从生产规模而言，单体装置炉的规模小，工艺和装备也不能适应大规模工业生产。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种旋转式加热装置，通过该旋转式加热装置，能够对待加热物料给热充分且均匀。
根据本发明实施例的旋转式加热装置，包括：主体，所述主体限定有中空腔；旋转式布料床，所述旋转式布料床设置在所述中空腔内且包括旋转物料台和支撑柱，所述旋转物料台上容纳待加热物料，所述支撑柱设置成支撑所述旋转物料台的中央；多个上辐射管燃烧器，所述上辐射管燃烧器穿透所述主体的侧壁并沿着所述旋转物料台的周向布置在所述旋转物料台的上方；和多个下辐射管燃烧器，所述下辐射管燃烧器穿透所述主体的侧壁并沿着所述旋转物料台的周向布置在所述旋转物料台的下方，其中位于所述主体部分之外的所述上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器的一部分上分别形成有燃料和助燃空气进气管以及用于排出燃烧废气的排气管。
根据本发明实施例的旋转式加热装置，通过在主体上设置多个分别布置在旋转物料台的上方和下方的上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器，对待加热物料给热充分且均匀，加热效率高，运行成本低；并且上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器上分别形成有排出燃烧废气的排气管，供热气体和热解产生油气完全隔绝，安全可靠。
另外，根据本发明实施例的旋转式加热装置，还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述主体上形成有至少一个排出口，所述排出口用于排出加热生成的流体混合物，所述排出口设置在所述主体的顶部、侧壁和/或者底部。
根据本发明的一个实施例，所述旋转物料台上形成有多个沿上下方向贯通的通气孔，所述主体的底部形成有流体进口以将所述排出口排出的流体混合物循环导回所述旋转式加热装置内。由此，加热生成的流体混合物在循环导回所述的旋转式加热装置内后，可加强所述的旋转式加热装置内流体的运动，可形成强制对流现象并提升加热效果。
根据本发明的一个实施例，所述加热生成的流体混合物包含油和煤气。
根据本发明的一个实施例，所述旋转物料台为环形。
根据本发明的一个实施例，所述旋转物料台的表面为密封辐射传热面。
根据本发明的一个实施例，所述主体具有圆柱形。
根据本发明的一个实施例，所述多个上辐射管燃烧器和所述多个下辐射管燃烧器沿着所述旋转物料台的周向均匀分布。
根据本发明的一个实施例，所述待加热物料的加热温度小于800摄氏度。
根据本发明的一个实施例，所述旋转物料台沿着逆时针方向或者顺时针方向旋转。
根据本发明的一个实施例，所述主体的侧壁与底部采用水密封。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的旋转式加热装置的内部结构示意图；
图2是根据本发明实施例的旋转式加热装置的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的旋转式加热装置的俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的旋转式加热装置。
如图1所示，根据本发明实施例的旋转式加热装置包括：主体10、旋转式布料床20、多个上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40。
具体而言，主体10限定有中空腔11，旋转式布料床20设置在中空腔11内且包括旋转物料台21和支撑柱22，旋转物料台21上容纳待加热物料，支撑柱22设置成支撑旋转物料台21的中央。
上辐射管燃烧器30穿透主体10的侧壁并沿着旋转物料台21的周向布置在旋转物料台21的上方，下辐射管燃烧器40穿透主体10的侧壁并沿着旋转物料台21的周向布置在旋转物料台21的下方。
其中位于主体10部分之外的上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40的一部分上分别形成有燃料和助燃空气进气管以及用于排出燃烧废气的排气管。换言之，上辐射管燃烧器30露出主体10的部分形成有燃料进气管31、助燃空气进气管32以及排气管33，下辐射管燃烧器40露出主体10的部分形成有燃料进气管41、助燃空气进气管42以及排气管43。
由此，根据本发明实施例的旋转式加热装置，通过在主体10上设置多个分别布置在旋转物料台21的上方和下方的上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40，装置内辐射管供热可得到易控制且均温的高温环境，对待加热物料给热充分，加热效率高，运行成本低；辐射管燃烧器上、下双向布置，使待加热物料受热均匀，在总供热量一定的条件下辐射管数量增加一倍，使单个辐射管供热负荷减小，表面温度降低，有效的避免了因加热产生的富含油、煤气等成分的流体混合物进一步产生二次裂解，显著的提高了油产率；并且上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40上分别形成有排出燃烧废气的排气管33、43，供热气体和因加热生成的流体混合物完全隔绝，安全可靠，且可得到高热值的纯净煤气。
根据本发明的一个实施例，主体10上形成有至少一个排出口12，排出口11用于排出因加热生成的流体混合物，排出口12设置在主体10的顶部、侧壁和/或者底部。有利地，排出口12设置在主体10的顶部（如图2和图3所示）。由此，因加热生成的流体混合物可以通过排出口12快速排出，减少高温环境下的二次裂解现象，可以得到高的油产率。
有利地，根据本发明的一个实施例，旋转物料台21上形成有多个沿上下方向贯通的通气孔，主体10的底部形成有流体进口以将排出口12排出的因加热生成的流体混合物循环导回所述的旋转式加热装置内，可加强所述的旋转式加热装置内流体的运动，可形成强制对流现象并提升加热效果。
需要说明的是，设有通气孔的旋转物料台21上所布置的物料适于选择块状物料，且块状物料的径向尺寸大于通气孔的直径，从而在实现气体可以从旋转物料台21向上流通的同时，避免了物料从通气孔中掉落。由此，从排出口12排出的因加热生成的流体混合物通过流体进口进入主体10内，并从旋转物料台21上的通气孔向上传输，以将热量传递给旋转物料台21上的物料，可以充分利用从排出口12排出的因加热生成的流体混合物中的热量，降低了能源消耗，节约了成本。根据本发明的一个实施例，旋转物料台21为环形。进一步地，旋转物料台32的表面为密封辐射传热面。由此，旋转物料台21采用内、外环大跨度悬臂结构，旋转物料台21表面为整体辐射传热面，无气流孔隙，避免了小颗粒物料和易碎物料漏下旋转物料台21。有利地，旋转物料台21下层固定安装的下辐射管燃烧器40由常规的端部套管支撑改为悬臂支撑，旋转式布料床20为了避开上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40，旋转物料台21为支撑柱22支撑的悬臂盘状结构，使整体结构满足双向供热的性能要求。
根据本发明的旋转式加热装置，待加热物料在装料点处被铺布在旋转物料台21上，旋转物料台21上部和下部双向多点布置有上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40向待加热物料供热，待加热物料受热升温，在随旋转物料台21从装料点到出料点运动过程中进行加热，内含挥发成分在高温下释放出从而产生富含油、煤气等成分的流体混合物，剩余物料运行至出料点后排出。上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40使用燃气和助燃空气在管内燃烧提供加热用热量，燃烧产生废气从排气管33、43排出，燃料燃烧过程和物料加热过程完全隔绝，从而产生高纯油、煤气等产品。
根据本发明的一个实施例，如图2和图3所示，主体10具有圆柱形。则相应地主体10限定的中空腔11为环形炉膛。优选地，多个上辐射管燃烧器30和多个下辐射管燃烧器40沿着旋转物料台21的周向均匀分布。由此，均匀分布的辐射管燃烧器可以对待加热物料给热充分且均匀，并且供热温度易控制，使待加热物料进入装置后能够快速升温。
需要理解的是，上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40燃烧用煤气没有特殊限制，可以是大于700kcal/Nm3的各种燃气。考虑到根据本发明实施例的旋转式加热装置加热物料，可以是煤、油页岩、生物质等含挥发成分大于6％的各种含挥发份物料，根据本发明的一个实施例，待加热物料的加热温度小于800摄氏度。由此，在该温度范围下可以保证待加热物料内的油、气等挥发成分能够充分释放出来。
关于旋转物料台21的旋转方向没有特殊限制，可以根据旋转物料台21上进料点以及出料点的位置进行合理调节。可选地，根据本发明的一个实施例，旋转物料台21沿着逆时针方向或者顺时针方向旋转。
为了保证有效地排出和收集因加热生成的富含油、煤气的流体混合物，需要对主体10进行密封处理，以使产生的流体混合物只能从排出口排出。可选地，根据本发明的一个实施例，主体10的侧壁与底部采用水密封。换言之，旋转式布料床20的底部与本体10底部的固定部位分别向下延伸形成通道，并且将该通道通入装水的盛水容器50内，盛水容器50内的水位高于通道开口，形成水密封效果。
总而言之，根据本发明实施例的旋转式加热装置，装置内辐射管供热可得到易控制且均温的高温环境，对待加热物料给热充分，可以将含挥发成分的物料中的挥发份提取出来，得到纯净可燃气体、油和低挥发份固体燃料，加热效率高，运行成本低；并且上辐射管燃烧器30和下辐射管燃烧器40上分别形成有排出燃烧废气的排气管，供热气体和因加热生成的流体混合物完全隔绝，安全可靠，可得到高热值的纯净煤气。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种旋转式加热装置，其特征在于，包括：
主体，所述主体限定有中空腔；
旋转式布料床，所述旋转式布料床设置在所述中空腔内且包括旋转物料台和支撑柱，所述旋转物料台上容纳待加热物料，所述支撑柱设置成支撑所述旋转物料台的中央；
多个上辐射管燃烧器，所述上辐射管燃烧器穿透所述主体的侧壁并沿着所述旋转物料台的周向布置在所述旋转物料台的上方；和
多个下辐射管燃烧器，所述下辐射管燃烧器穿透所述主体的侧壁并沿着所述旋转物料台的周向布置在所述旋转物料台的下方，其中
位于所述主体部分之外的所述上辐射管燃烧器和下辐射管燃烧器的一部分上分别形成有燃料和助燃空气进气管以及用于排出燃烧废气的排气管。
2.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述主体上形成有至少一个排出口，所述排出口用于排出加热生成的流体混合物，所述排出口设置在所述主体的顶部、侧壁和/或者底部。
3.根据权利要求2所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述旋转物料台上形成有多个沿上下方向贯通的通气孔，所述主体的底部形成有流体进口以将所述排出口排出的流体混合物循环导回所述旋转式加热装置内。
4.根据权利要求2所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述加热生成的流体混合物包含油和煤气。
5.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述旋转物料台为环形。
6.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述旋转物料台的表面为密封辐射传热面。
7.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述主体具有圆柱形。
8.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述多个上辐射管燃烧器和所述多个下辐射管燃烧器沿着所述旋转物料台的周向均匀分布。
9.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述待加热物料的加热温度小于800摄氏度。
10.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述旋转物料台沿着逆时针方向或者顺时针方向旋转。
11.根据权利要求1所述的旋转式加热装置，其特征在于，所述主体的侧壁与底部采用水密封。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18 Patentee after: Shenwu Technology Group Co.,Ltd. Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18 Patentee before: BEIJING SHENWU ENVIRONMENT AND ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Rotary heating device Effective date of registration: 20180330 Granted publication date: 20161109 Pledgee: Tianfeng Securities Co.,Ltd. Pledgor: Shenwu Technology Group Co.,Ltd. Registration number: 2018990000247 |
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| PP01 | Preservation of patent right |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20220921 Granted publication date: 20161109 |
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Effective date of registration: 20220921 Granted publication date: 20161109 |