CN103836894B - 一种具有旋转料床的干燥炉或热解炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干燥炉或热解炉，包括：壳体，包括顶棚、底板和外侧壁；旋转料床，设置在所述壳体内；和用于支撑所述旋转料床的筒状的支撑壁，所述支撑壁同所述旋转料床一起以所述旋转料床的旋转轴线回转。本发明的干燥炉或热解炉的支撑壁与下料管分离设置，使得整个旋转料床的重量由支撑壁承载，而通过调整支撑壁的安装位置、尺寸和材料可大幅度增加支撑壁的承载能力。

Description

一种具有旋转料床的干燥炉或热解炉

技术领域

本发明涉及物料干燥领域，尤其涉及一种具有旋转料床的干燥炉或热解炉。

背景技术

中国是一个以煤炭为主导的一次能源资源的国家，煤炭能提供65%以上的一次能源，煤炭产量居世界首位，而且逐年增加。

我国褐煤存储量最大，其存储量占世界褐煤总储量的16%之多，大部分集中在华北地区，但是由于褐煤本身含水率高，多挥发性，低热值等缺陷，因此因地制宜的采用热解工艺对褐煤进行处理具有非常重大的意义。

通常，用于干燥或热解含碳固体燃料的回转炉由顶棚、外侧壁和底板组成了一个封闭的炉腔，在封闭固定的炉腔内部有一个旋转料床将炉腔的下部分割出混风室。该旋转料床由一桁架组成，旋转料床支撑在圆筒形下料管之上。通过驱动装置驱动下料管旋转，从而带动内部旋转料床的转动，达到褐煤的旋转分级热解。由于旋转料床的重量都承托在下料管上，因此该回转炉对旋转料床的结构及重量具有严格的限制，若旋转料床的重量过大，将会导致整个结构的屈曲塌陷，所以严格限制了该回转炉的放大，从而限制了该回转炉的运行能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增设支撑壁，以提高稳定性的干燥炉或热解炉，该干燥炉或热解炉在外径尺寸较大的情况下也不会发生屈曲塌陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种干燥炉或热解炉，包括：壳体，包括顶棚、底板和外侧壁；旋转料床，设置在所述壳体内；和用于支撑所述旋转料床的筒状的支撑壁，所述支撑壁同所述旋转料床一起以所述旋转料床的旋转轴线回转。

优选地，该干燥炉或热解炉还包括：下料管，与所述旋转料床的旋转轴线同轴设置，用于排出物料；以及漏斗状的过渡托盘，其口径较大的一端与所述旋转料床的下料孔相连通，口径较小的一端与所述下料管相连通，其中所述支撑壁的内径大于所述下料管的外径。

其中，所述支撑壁的顶端固定连接至所述旋转料床与所述过渡托盘中的一个。

优选地，所述支撑壁的下方设置用于承载和供所述支撑壁在其上转动的托架；所述托架包括支撑平台、在所述支撑平台上沿圆形排列布置的多个滚动件，所述支撑壁的下端连接有内滑轨，所述内滑轨滚动设置于所述多个滚动件上。

更优选地，所述支撑壁内设置有多个用于抵顶所述支撑壁内侧以防止所述支撑壁转动过程中发生偏移的定心组件。

优选地，所述干燥炉或热解炉还包括驱动装置，所述驱动装置用来与安装在所述支撑壁和下料管其中之一上的传动件连接，以驱动所述旋转料床的旋转；所述驱动装置为多个，多个所述驱动装置均布于所述支撑壁的内部，用于同时驱动所述旋转料床或所述支撑壁转动，所述驱动装置为变频电机或液压马达。

进一步优选地，所述支撑壁的内壁面上设置有横截面为圆环形的加强筋；所述加强筋的内圆面上设置有内齿，用来与驱动装置的外齿相啮合。

本发明的干燥炉或热解炉的支撑壁与下料管分离设置，使得整个旋转料床的重量由支撑壁承载，而通过调整支撑壁的安装位置、尺寸和材料可大幅度增加支撑壁的承载能力，本发明的干燥炉或热解炉因而能够广泛应用于工业化规模的干燥和热解。

附图说明

图1为本发明的实施例一的干燥炉或热解炉的结构示意图；

图2为本发明的实施例一的干燥炉或热解炉的托架的结构示意图；

图3为本发明的实施例一的干燥炉或热解炉的导流板的设置方式示意图；

图4为本发明的实施例一的干燥炉或热解炉的底板的结构示意图；

图5为本发明的实施例二的干燥炉或热解炉的结构示意图；

图6为图5中A部分的放大图；

图7为本发明的实施例二的干燥炉或热解炉的定心组件与驱动装置的布置结构示意图；

图8为本发明的实施例三的干燥炉或热解炉的结构示意图；

图9为图8的D部分的放大示意图；

图10为图8的B部分的放大示意图；

图11为图8所示的干燥炉或热解炉的内、外支撑的托辊以及定心组件的分布情况示意图；

图12为图11的C部分的放大示意图；

图13为本发明的实施例四的干燥炉或热解炉的结构示意图。

附图标记说明

1-旋转料床2-进料管3-导流板

4-下料管5-顶棚6-外侧壁

7-底板8-腔室9-进料区域

10-混风区域11-支撑壁12-过渡托盘

13-加强筋14-传动机构15-托架

16-支撑平台17-托辊架18-托辊

19-密封结构20-进气孔21-驱动装置

22-定心组件23-内滑轨24-定心轮

25-固定支架26-弹簧27-轮架

28-角钢29-外支撑架30-外滑轨

31-外托辊32-内支撑架

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1至图4所示，本发明的实施例一的干燥炉或热解炉，包括由顶棚5、底板7和外侧壁6形成的壳体；设置在所述壳体围成的腔室8内的旋转料床1，旋转料床1将腔室8分隔成上部的进料区域9和下部的混风区域10，旋转料床1的中心具有下料孔（图中未示出），所述下料孔的正下方设有下料管4，下料管4用于将旋转料床1上干燥或热解后的物料排出；以及用于支撑旋转料床1的筒状的支撑壁11，支撑壁11同旋转料床1一起以旋转料床1的旋转轴线回转。本发明的干燥炉或热解炉通过增设支撑壁11，将旋转料床1的大部分甚至全部重量承托在支撑壁11上，改变现有技术中由下料管4既充当旋转部件又同时充当支撑部件而导致设备运行不稳定的问题。

如图4所示，底板7上开设有用于向混风区域10内充入热载气体的进气孔20，本实施例中的进气孔20为四个，均布在底板7上。进料管2穿过顶棚5伸入到腔室8上部的进料区域9内，进料管2位于旋转料床1的上方并且靠近旋转料床1的外边缘。如图1和图3所示，导流板3位于旋转料床1上方用于引导从进料管2进入的物料在旋转料床1上的运行。

如图1所示，在一个实施例中，在所述下料孔与下料管4之间增设了漏斗状的过渡托盘12，以保证干燥或热解后物料的下降速度，且不需要变更现有下料管4的管径。过渡托盘12口径较大的一端与所述下料孔连通，过渡托盘12口径较小的一端与下料管4连通。过渡托盘12悬挂在旋转料床1和下料管4之间，或固定连接至旋转料床1和下料管4中的一个或两个。支撑壁11的顶端可以固定连接在过渡托盘12的外表面，也可以固定连接在旋转料床1的盘体上。当支撑壁11的顶端固定在过渡托盘12上时，过渡托盘12的上端必须固定连接在所述下料孔的上端孔壁上，以保证支撑壁11起到支撑的作用。支撑壁11可以连接在除下料管4连接位置的过渡托盘12的任何位置，并且支撑壁11与下料管4之间存在一定的间隔。也就是筒状支撑壁11的外径小于等于下料孔的孔径而大于下料管的外径。这时支撑壁11的内壁面位于加热旋转装置的常温区，外壁面位于高温区，因而仅需要对外壁面做耐高温处理即可。作为该实施例的进一步优选方案，腔室8的内壁上黏贴有隔热毡（图中未示出），所述隔热毡的外表面上浇注有浇注料（图中未示出），以防止腔室8内的高温向外扩散而侵蚀装置的其他部件。

当支撑壁11的顶端固定在旋转料床1的盘体上时，支撑壁11的外径会大于过渡托盘12上端的口径，支撑壁11会起到较好的支撑效果，但此时支撑壁11的上部分会位于高温区的混风区域10内，因此对支撑壁11的材质有较高的要求。而且支撑壁11的下部应伸出底板7，在支撑壁11伸出底板7处应设置密封件。采用支撑壁11的顶端与旋转料床1的盘体固定连接这种结构时，过渡托盘12可以悬挂在所述下料孔下方也可以固定至所述旋转料床1。

作为本实施例的再一种优选方案，如图1和图2所示，支撑壁11的下方设置用于承载支撑壁11并供支撑壁11在其上转动的托架15。托架15包括支撑平台16、在支撑平台16上沿圆形排列布置的多个滚动件。在一个实施例中，该滚动件为架在托辊架17上的托辊18。每个托辊架17上架设有一个托辊18，每个托辊18的轴线沿多个托辊架17围成的圆的径向设置，支撑壁11的下端连接有内滑轨23，内滑轨23滚动设置于多个托辊18上。内滑轨23与托架15之间也可通过若干滚轮实现滚动接触。托架15的设置能够保证位于其上的支撑壁11的顺利旋转，同时托架15也对支撑壁11起到支撑的作用。

另外，如图1所示，为了防止整个装置的串气，以保证装置能够正常运行转，旋转料床1与外侧壁6之间以及支撑壁11与底板7之间均设置有密封结构19，优选为水封或沙封。

本实施例中，旋转料床1的旋转由驱动装置驱动，驱动装置可以设置在支撑壁11内，也可以设置在支撑壁11外，相应地，则在支撑壁11的外壁面上或内壁面上设置齿圈或其他习知的传动件，驱动装置通过与传动件配合驱动支撑壁11旋转，再由支撑壁11带动旋转料床1随转。当驱动装置设置在支撑壁11外，在支撑壁11的外壁面上设置齿圈时，支撑壁11应该设置的比较长一些，使支撑壁11的下端远远向下伸出底板7，齿圈设置在伸出底板7下方外的支撑壁11的外壁面上。

为了实现良好的驱动效果，保证在驱动装置发生故障时不影响支撑壁11及旋转料床1的旋转，如图7所示，本实施例中的驱动装置21为多个，多个驱动装置21均布于支撑壁11的内部，多个驱动装置21用于同时驱动支撑壁11转动，当其中一个或两个驱动装置21发生故障不能使用时，不会影响支撑壁11的正常转动。

通过上述实施例的描述以及结合图1可知，本发明的干燥炉或热解炉用支撑壁11来支撑旋转料床1并和旋转料床1共同转动，使旋转料床1的重量承托在支撑壁11上，从而确保了整个装置的稳定性。当为了提高产能需要增大装置的外径从而增大旋转料床1的外径时，可以相应增大支撑壁11的外径，以起到良好的支撑作用，而不会因旋转料床1外径增大而导致重量增大后使支撑壁11不能支撑起旋转料床1。也就是，本发明的干燥炉或热解炉在外径尺寸较大的情况下也不会发生屈曲塌陷的现象。而且起支撑作用的支撑壁11与物料的下料管4分离后，原应力集中区域温度及温度梯度均得到显著的降低，增强了装置的可靠性。另外支撑壁11相比较于原来的起支撑作用的下料管4，由于支撑壁11的外径明显增大，因此支撑能力强，具有良好的抗倾翻能力，进一步提高了装置的稳定性。

实施例二

如图5和图7所示，为了保证旋转料床1以及支撑壁11在旋转过程中不会发生偏移，本实施例中在支撑壁11内设置有多个在支撑壁11发生偏移时用于抵顶支撑壁11的内侧的定心组件22。多个定心组件22均匀分布在支撑壁11内。如图6所示，每个定心组件22均包括：固定支架25、与支撑壁11的内壁面接触并被支撑壁11带动而水平转动的定心轮24，定心轮24通过轮架27安装在固定支架25上。在旋转料床1或支撑壁11偏心时，支撑壁11会沿径向移动，支撑壁11的其中一侧会靠近定心轮24，并被定心轮24抵顶，而防止了支撑壁11的偏心，有效地防止事故发生，并且由于定心轮24可被支撑壁11带动而水平转动，定心轮24的存在也不会影响支撑壁11的转动。在本实施例中，如图6所示，在定心轮24所抵顶的支撑壁11处增设了角钢28，以增强支撑壁11的强度。

作为本实施例的一种优选方案，如图6所示，本实施例中，轮架27相对于固定支架25滑动设置，轮架27可相对于固定支架25在支撑壁11的径向上滑动，固定支架25上还设有使轮架27复位的弹性件，如图中示出的弹簧26，当然还可以采用其他弹性件来实现，如橡胶块等。这样，在旋转料床1或支撑壁11发生偏心旋转时，与支撑壁11接触的一个或多个定心轮24与轮架27会整体地在固定支架25上沿支撑壁11的径向滑动。可滑动的轮架27能够起到缓冲作用，使定心轮24对旋转料床1和支撑壁11的影响更小。

实施例三

如图8所示，实施例三所示的干燥炉或热解炉还包括从旋转料床1的外边缘/周向边缘支撑旋转料床1的外支撑。在同时设有外支撑和支撑壁11的情况下，可进一步增大旋转料床1的尺寸，也能保持稳定而不发生屈曲。对旋转料床1来说，相当于两端均有支撑的结构，其抗屈曲能力更强。

如图10所示，所述外支撑包括与旋转料床1的外边缘固定连接伸出所述壳体的外侧壁6的圆环形的外支撑架29，连接在外支撑架29下方的圆环形的外滑轨30和沿外滑轨30周向分布的用于承托外滑轨30的多个外托辊31，每个外托辊31的轴向与外滑轨30的径向一致。

如图11所示，多个外托辊31均匀分布在圆心位于旋转料床1的旋转轴线上的一个圆上。需要指出的是，作为优选方案，本实施例中多个外托辊31沿外滑轨30的周向均匀分布，实际上，外托辊31非均匀分布也是可以实现本发明的目的的。本实施例采用多个外托辊31代替现有技术中所采用的回转轴承，具有很多优点，首先，外托辊31所能支撑的环形面积更大；其次，在发生故障时，可只更换单个外托辊31，并可在线维修，具有维修方便、成本低的优点。增设外支撑后，当旋转料床1设计成较大尺寸时一般也不发生屈曲，从而提高其运行能力。

实际上，除了在支撑壁11的内侧设置定心组件22外，还可以在外支撑架29的外侧设置多个定心组件22来防止旋转料床1偏心，只是在这种情况下，定心组件22的定心轮24与外支撑架29接触，同样也能起到防止旋转料床1偏心的作用。可以根据实际情形，选择在支撑壁11的内侧设置多个定心组件22还是在外支撑架29的外侧设置多个定心组件22来防止旋转料床1偏心，当然还可以同时在支撑壁11的内侧与外支撑架29的外侧同时分别设置定心组件22。

另外，如图8所示，本实施例中，在顶棚1与外支撑之间设有密封结构19，外支撑与外侧壁6之间也设有密封结构19，该密封结构19优选为水封或沙封，以保证腔室8的密封性。

本实施例中，支撑壁11可看作由旋转料床1的内缘（或旋转料床1的桁架也即下料孔的孔壁）构成，如图8和图9所示，在旋转料床1的内缘的下端连接环形的内支撑架32，内支撑架32的下方设置在实施例一中的托架15上。此时定心组件22可以设置在内支撑架的内侧，如图11和图12所示。

本实施例中，用于驱动旋转料床1旋转的驱动装置设置在旋转料床1的外边缘的外侧，从外侧驱动，由于力臂增大，可减少驱动旋转料床1旋转所需要的驱动力，降低对驱动装置的要求。具体地，可在旋转料床1的外侧设有齿圈或销齿（图中未示出），驱动装置如电机或液压泵，通过与齿圈啮合的齿轮带动旋转料床1旋转。当然，采用其他的传动机构从旋转料床1的外侧驱动其旋转也是可行的。可优选液压泵作为驱动装置，因为液压驱动具有较好的过载保护能力，在事故工况下能够起到保护设备的作用。此外，驱动装置同样也可以从旋转料床10的内侧驱动旋转料床10旋转，只是所需要的驱动力较大而已。

需要指出的是，用于支撑旋转料床1的支撑壁11和外支撑并不一定采用实施例中所示出的结构，只要能从旋转料床1的内侧和外侧同时提供支撑就能有效地提高其抗屈曲能力，从而在同样材料的情况下，可以把旋转料床1做得比较大，提高其处理能力。

实施例四

如图13所示，支撑壁11的内壁面上设置有横截面为圆环形的加强筋13，为了使所述驱动装置驱动加强筋13进而带动支撑壁11旋转，以减小旋转驱动半径，可以在加强筋13的内缘面上设置传动机构14，驱动装置通过与传动机构14连接以实现驱动支撑壁11转动，从而带动旋转料床1的转动。当然也可以采用这样的结构实现的：在圆环形的加强筋13的内圆面上设置有销轴（图中未示出）；驱动装置具有与加强筋13上的销轴配合的销齿（图中未示出）。驱动装置驱动加强筋13旋转，由于加强筋13与支撑壁11固定连接在一起，因此加强筋13的旋转便带动支撑壁11的旋转，支撑壁11与旋转料床1固定连接在一起，支撑壁11的旋转必定带动旋转料床1一起旋转，因此支撑壁11同时起到了支撑旋转料床1和驱动旋转料床1旋转的作用。

上述实施例一至实施例四中的驱动装置既可以采用变频电机也可以采用液压马达。而且用于驱动旋转料床1旋转的驱动装置的设置方式不仅限于上述实施例中所描述的形式，只有能实现旋转料床1的旋转即可。

本发明的上述各实施例的干燥炉或热解炉的工作原理为：如图1所示，物料，如待处理的褐煤，由进料管2首先落入到旋转料床1的上表面的外圆上，在多个导流板3的作用下，物料由旋转料床1的外圆逐渐进入到旋转料床1的内圆。在物料落入到旋转料床1之前，通过进气孔20向混分区域10内充入热载气体，物料随着旋转料床1的旋转而被进行了干燥或热解，当物料运行至旋转料床1的中心通孔处，被干燥或热解后的物料通过过渡托盘12进入到下料管4，而进入到下一级反应装置。以实施例一所示的干燥炉或热解炉为例，旋转料床1上的料层厚度为280～460mm，外径为22m，支撑壁11的内径为9m，下料管4的内径为1.5m，支撑壁11的高度为4m，旋转料床1的旋转速度为0.05～0.35r/min，所处理的物料的粒径为0～60mm，入料密度为600～710kg/m³，混风区域10的内部气体温度为500～650℃，物料在旋转料床1内的停留时间为15～70min，物料处理量为3500吨/天。当物料为褐煤时，热解所得半焦收率66.47重量%，焦油收率7.8重量%，基本与小规模褐煤热解收率持平。由此可知，本发明干燥炉或热解炉能够直接应用于工业化规模的干燥和热解，解决了长期以来新能源开发和应用技术领域，例如褐煤、生物质提质的技术瓶颈，有利于新能源和清洁能源技术的推广和应用。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种干燥炉或热解炉，其特征在于，包括：

壳体，包括顶棚、底板和外侧壁，在所述底板上开设有向混风区域内充入热载气体的进气孔；

旋转料床，设置在所述壳体围成的腔室内，所述旋转料床将所述腔室分隔成上部的进料区域和下部的所述混风区域；和

用于支撑所述旋转料床的筒状的支撑壁，所述支撑壁同所述旋转料床一起以所述旋转料床的旋转轴线回转，

其中，所述支撑壁同旋转料床一起以旋转料床的旋转轴线回转，所述支撑壁的内壁面位于所述干燥炉或热解炉的常温区，外壁面位于高温区，所述支撑壁的下部伸出所述底板，在所述支撑壁伸出所述底板处设置密封件，所述支撑壁的下方设置用于承载所述支撑壁并供所述支撑壁在其上转动的托架。

2.根据权利要求1所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，还包括：

下料管，与所述旋转料床的旋转轴线同轴设置，用于排出物料；以及

漏斗状的过渡托盘，其口径较大的一端与所述旋转料床的下料孔相连通，口径较小的一端与所述下料管相连通，

其中所述支撑壁的内径大于所述下料管的外径。

3.根据权利要求2所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述支撑壁的顶端固定连接至所述旋转料床与所述过渡托盘中的一个。

4.根据权利要求1所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述托架包括支撑平台、在所述支撑平台上沿圆形排列布置的多个滚动件，所述支撑壁的下端连接有内滑轨，所述内滑轨滚动设置于所述多个滚动件上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述支撑壁内设置有多个用于抵顶所述支撑壁内侧以防止所述支撑壁转动过程中发生偏移的定心组件。

6.根据权利要求5所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置用来与安装在所述支撑壁和下料管其中之一上的传动件连接，以驱动所述旋转料床的旋转。

7.根据权利要求6所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述驱动装置为多个，多个所述驱动装置均布于所述支撑壁的内部，用于同时驱动所述旋转料床或所述支撑壁转动，所述驱动装置为变频电机或液压马达。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述支撑壁的内壁面上设置有横截面为圆环形的加强筋。

9.根据权利要求8所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述加强筋的内圆面上设置有内齿，用来与驱动装置的外齿相啮合。

10.根据权利要求5所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述支撑壁的内壁面上设置有横截面为圆环形的加强筋。

11.根据权利要求10所述的干燥炉或热解炉，其特征在于，所述加强筋的内圆面上设置有内齿，用来与驱动装置的外齿相啮合。