CN103980914B - 一种薄层转底可控的熄焦设备和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转底薄层可控熄焦设备和工艺。所述转底薄层可控熄焦设备包括：转底炉本体(1)，包括可转动的炉身(11)和设置于炉身(11)上方固定的炉盖(12)；多个定向导流器(31)和多个翻转导流器(32)；和喷淋装置(4)；其中，炉身(11)和炉盖(12)由第一水封槽(22)密闭连接，出料管(111)与物料收集管(13)由第二水封槽(21)密闭连接；多个定向导流器(31)和多个翻转导流器(32)位于炉身(11)空腔内；喷淋装置安装于炉盖(12)内侧。采用本发明的转底薄层可控熄焦设备，可控制热固体物质的含水量及出口热固体物质的温度，并实现快速降温和降温均匀，还可避免冷却过程中半焦的自燃现象。

Description

一种薄层转底可控的熄焦设备和工艺

技术领域

本发明涉及一种半焦的冷却设备和工艺，具体涉及一种新型转底薄层可控的熄焦设备和工艺。

背景技术

褐煤是煤化程度最低的矿产煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤，富含挥发分，易于燃烧并冒烟。世界褐煤资源量约占世界煤炭资源总量的1/3。我国褐煤储量亦占全国煤炭总储量的1/8以上，主要分布在内蒙古东部、云南东部，东北和华南也有少量。褐煤由于高水分，高挥发份，低热值，且极易自燃的特点，从而不适于长期储存和长距离运输，长期被视作一种劣质煤炭资源，限制了褐煤资源的合理开发利用。如何高效转化利用褐煤等低阶煤就成了煤炭利用的一个重要课题。其中最基本的要求是对褐煤进行提质加工处理(即褐煤综合利用)，除去褐煤中的大部分水分和矿物质(包括硫、磷、汞等)，控制挥发份及水分的含量，提高单位质量褐煤热值，消除褐煤自燃倾向，方便长途运输及降低运输成本，对褐煤热解过程中产生的相对清洁的副产品煤焦油和可燃气体加以综合利用，最大限度地提高褐煤的使用价值。近年来，褐煤的有效综合利用成为一个热门研究和极具开发前景的领域。

褐煤提质加工，需经历干燥、热解、冷却三个连续的处理过程。对褐煤进行干燥、除去大部分水分，随之进行热解，除去大部分的硫、磷、氮氧化物等。为提高生产效率，需对高温下的半焦进行快速冷却，以便后续处理。

目前，国内外对半焦冷却处理的设备较多，主要有以下几种：

公开号为CN203462001U的专利，公开了一种半焦回转冷却装置，包括两端设置进出料口，内壁布置螺旋形冷却管和导料槽的倾斜回转冷却筒、回转驱动装置、托轮从动装置，与冷却管出口连接的汽液分离器，与汽液分离器出口连接的除氧器和与汽液分离器出汽口连接的蒸汽利用单元。高温半焦在回转冷却筒内沿螺旋形导料槽滑动冷却，提高了冷却换热效率，增加了收益，被加热的冷却水形成高附加值蒸汽，由蒸汽利用单元回收再利用，液态水经除氧后回用至冷却管处。

公开号为CN203440298U的专利，公开了一种高温粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉，钢带输送机及封闭壳体，缓冲仓，取热冷却器(热交换器)，除尘器等设备。上述高温粉末半焦冷却系统，采用能够承受高温粉末半焦温度的钢带输送机自炭化炉的出焦口向缓冲仓输送高温粉末半焦。设置连接炭化炉和缓冲仓的封闭壳体，使得钢带输送机位于封闭壳体内，以实现封闭输送，从而实现了钢带输送机对高温粉末半焦的输送，进而实现了对高温粉末半焦的冷却。同时，采用钢带输送机输送动力消耗较小及采用集中冷却的方式，使得高温粉末半焦冷却系统的投资和运行成本较低。

公开号为CN201737892U的专利，公开了一种撬装式高温粒状半焦冷却装置，在底座上设减速器、电动机、托轮，与电动机的减速器的输出轴上设主动链轮，托轮上设筒体，筒体内设换热器，联接在底座上的左支架上设旋转接头，旋转接头上设与换热器相联通的进水管和出水管，与冷半焦槽联接的旋转接头法兰盘，冷半焦槽与筒体之间设密封圈，筒体的外表面圆周方向左侧设位于两个托轮上的筒体左轨道，右侧设位于两个托轮上的筒体右轨道，筒体的外表面设通过链条与主动链轮相联的大链轮，联接在底座的右支架上设下端伸入到筒体右端内的热半焦筒体管，热半焦筒体管下端与换热器之间设防漏密封圈。它具有设计合理、结构简单、对环境无污染、换热效率高等优点，可在半焦生产中推广使用。

公开号为CN2214947U的专利，公开了一种半焦冷却装置，其特征在于筒体内安装有抄扳，前端盖上有长度不同的进水管，达到用分段加水的方式熄焦，克服了长期以来出炉后的半焦直接用水喷淋冷却的方法，熄焦均匀，能进行熄焦水量的控制，从而达到控制半焦水分的目的，熄焦过程在密封的筒体内进行不产生粉尘污染，水蒸气数量减少且能集中处理，为半焦生产中高温半焦的冷却提供了一个很好的装置。

公开号为CN201581047U的专利，公开了一种干法熄焦的冷却结构，包括：本体；布气管，其可将煤块进行干燥处理产生的冷烟气导通至所述本体内、设置在该本体内部；集气伞，其可将经过热交换的烟气排出所述本体、设置于所述布气管的下方；下料装置，其可用来承接所述本体中的干馏产品并使该干馏产品按照预设速度排出所述冷却结构。本实用新型的干法熄焦的冷却结构属于一种可实现干法熄焦的以气体为载体的半焦冷却结构，该结构通过特定结构方式实现了干法熄焦，节约了水资源，同时减少了环境污染。

现有的半焦冷却处理的设备主要存在以下几方面的缺点：

1、采用回转式的筒体结构，内置冷却水管和导料槽，结构复杂，冷却效果差。筒体入口部位半焦温度高，冷却水管易腐蚀和损坏，增大了检修维护的工作量。

2、回转式的筒体其驱动装置、托轮从动装置、冷却装置及除尘装置等附属设备较多，筒体倾斜布置，对场地和安装精度要求高。且运行时筒体带动半焦转动，电机驱动功率大，能耗高。

3、采用间接热交换冷却方式，冷却速度低、效果差。

4、采用不同长度的喷水管对半焦直接喷水冷却，局部可能喷洒过多，筒体同一截面，温度梯度大。

5、很难控制出口处半焦的温度、湿度。当半焦温度较高时，出口处的半焦接触空气或在有氧的环境中时，极易自燃。

发明内容

以往的半焦冷却设备，采用回转式的筒体结构，结构复杂，且附属设备较多，能耗大；采用间接热交换冷却方式，冷却速度低、效果差；采用不同长度的喷水管对半焦直接喷水冷却，造成筒体同一截面温度梯度大；难以控制出口出半焦的温度、湿度。本发明解决的第一技术问题是，克服现有半焦冷却处理设备能耗大、冷却速度低、效果差的缺陷，提供一种可控制半焦含水量及出口半焦的温度、避免半焦产生自燃的新型转底薄层可控熄焦设备。具体的，一种新型转底薄层可控熄焦设备，转底炉的动、静部分以水封槽连接，导流器采用定向导流器和翻转导流器，冷却采用喷淋控制方式，从而可避免半焦在冷却过程中产生自燃，控制热固体物质含水量及出口热固体物质的温度，并实现快速降温和降温均匀。

本发明解决的第二技术问题是：一种的新型转底薄层可控熄焦设备，其转底炉采用轴承及其支座做承重构件，结构简单，安装及检修方便。

为了解决上述技术问题，本发明采用的第一技术方案是，一种转底薄层可控熄焦设备，包括：转底炉本体1，包括底部可转动的炉身11和顶部固定的炉盖12；多个定向导流器31和多个翻转导流器32；和喷淋装置4；其中，炉身11和炉盖12由第一水封槽22密闭连接；炉身11下方的出料管111与物料收集管13由第二水封槽21密闭连接；所述多个定向导流器31和多个翻转导流器32位于转底炉炉身11的空腔内；所述喷淋装置4安装于炉盖12内侧。

前述的转底薄层可控熄焦设备，所述第一水封槽22环绕设置在炉身11炉壁的外围，炉盖12外围固定装有环绕炉盖12的第一隔离板，并插入第一水封槽22中。

前述的转底薄层可控熄焦设备，转底炉本体1底部为钢制的转底盘式的冷却结构，转底炉炉身12内衬耐磨浇注料。

前述的转底薄层可控熄焦设备，所述第二水封槽21环绕设置在物料收集管13的外围，转底炉出料管111管口的外围固定装有环绕出料管111的第二隔离板，插入第二水封槽21中。

前述的转底薄层熄焦设备，所述定向导流器31和翻转导流器32均包括导流器面板33和一端与导流器面板33侧面相连的导流器吊杆34；其中，导流器吊杆34的另一端固定在炉盖12内侧或与固定在设置于炉盖12内侧的支架上，导流器面板33和导流器吊杆34与炉身11底部的转底盘垂直。

前述的转底薄层熄焦设备，所述导流器面板33的下缘装有向转底盘中心出料口方向弯曲的弧形结构。

前述的转底薄层熄焦设备，所述定向导流器31的导流器面板33的长度为950～1731mm，高度为500～600mm，厚度为8～12mm；所述翻转导流器32的导流器面板33的长度为320～870mm，高度为500～600mm，厚度为8～12mm。

前述的定向导流器31和翻转导流器32的导流器面板33弧形结构的下缘处于同一水平面上，且不与炉身11底部的转底盘接触。

前述的转底薄层可控熄焦设备，所述多个定向导流器31为5个，其中定向导流器31A1～31A4从转底盘中心向边缘等间距平行设置，定向导流器31A1的一端靠近转底炉底部转底盘中心的出料口，定向导流器31A5与定向导流器31A1呈中心对称设置。

前述的转底薄层可控熄焦设备，所述多个翻转导流器32为5个，其中翻转导流器32B1～32B2和翻转导流器32B3～32B5分别平行设置在定向导流器31A5两侧；翻转导流器32B1～32B5相互平行设置，与定向导流器31A5成45°-60°夹角。

前述的转底薄层熄焦设备，所述翻转导流器32B1～32B5与定向导流器31A5成50°夹角

前述的转底薄层熄焦设备，所述定向导流器31和翻转导流器32上布置有温度测点。

前述的转底薄层可控熄焦设备，该设备还包括用于支撑炉身11的支撑系统7，所述支撑系统7包括转动轴承及转动轴承支座，转动轴承由内圈和外圈组成，内圈与转底炉相连，外圈与支座相连。

前述的转底薄层可控熄焦设备，该设备还包括除尘装置5，所述除尘装置5位于转底炉本体1顶部烟气出口处。

本发明采用的第二技术方案是，一种转底薄层可控熄焦工艺，该工艺包括如下步骤：1)向第一水封槽22和第二水封槽21注水，使转底炉本体1密闭，转底炉炉身11转动；2)将半焦由进料管121加入至转底炉本体1底部转底盘上，形成位于转底盘边缘的半焦物料层；3)喷淋装置4喷出雾化水对半焦进行冷却；4)与步骤3)同时，炉身11转动使得设置于炉身空腔内的翻转导流器32翻转、搅拌转底盘上的半焦物料层；5)与步骤3)同时，炉身11转动使得设置于炉身空腔内的定向导流器31将冷却后的半焦推向转底盘中心的出料管111。

前述的转底薄层可控熄焦工艺，该工艺还包括以下步骤：将半焦夹带的热解气与半焦在雾化水冷却时产生的水煤气形成的工艺气经过除尘装置5除尘。

前述的转底薄层熄焦工艺，所述步骤4)中，半焦物料层被翻转导流器32阻挡，半焦顺导流器面板33向上运动，被翻转导流器32翻转至半焦物料层表面。

前述的转底薄层熄焦工艺，所述步骤5)中，半焦物料层被定向导流器31阻挡，半焦顺导流器面板33向上运动，被定向导流器31推向转底盘中心的出料管111。

前述的转底薄层熄焦工艺，所述定向导流器31和翻转导流器32上布置有温度测点，根据定向导流器31A1、31A2、31A5和翻转导流器32B5上的温度测点每5～15s测得的半焦温度值，调节喷淋装置4的喷水流量。

前述的转底薄层熄焦工艺，当定向导流器31A2与翻转导流器32B5的温度测点测得的半焦温度相差160～270℃、定向导流器31A5与定向导流器31A2的温度测点测得的半焦温度相差120～150℃、定向导流器31A1与定向导流器31A5的温度测点测得的半焦温度相差25～55℃时，根据所需处理的半焦量，调节喷淋装置4中三组喷头的喷水流量，三组喷头的喷水流量占总喷水流量的百分比分别为：第1组喷头的喷水流量为40.7～42.8％，第2组喷头的喷水流量为33.5～36.6％，第3组喷头的喷水流量为21.8～24.2％。

前述的薄转底层熄焦工艺，所述炉身11的转动速度为0.25～1.20转/min；所述半焦的加料速度为240～400kg/min；所述半焦的初始温度为400～550℃。

前述的转底薄层熄焦工艺，所述半焦在转底炉内的冷却时间为3.5min～4.7min，出料口半焦的温度为75～124℃，含水量重量百分比为6～12％。

采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：

1.本发明转底炉的动、静部分采用水封槽连接方式，使半焦在密闭容器中冷却，避免了半焦在冷却过程中的自燃；并且实现动、静部分有效分离，转动阻力小且炉内气体不会超压，能安全稳定运行。

2.冷却采用喷淋控制的方式，能控制半焦含水量及出口半焦的温度在设计范围内。

3.定向导流器及翻转导流器能实现转底炉中半焦的定向移动和翻转，能实现快速降温且降温均匀，能避免局部半焦温度过高的现象发生。

附图说明

图1为本发明新型转底薄层可控熄焦设备的示意图。

图2为优选的具体实施方式中喷淋装置4喷头的分布图。

图3为定向导流器和翻转导流器结构示意图。

图4为定向导流器和翻转导流器的布置示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明。

本发明的新型转底薄层可控熄焦设备，其转底炉采用轴承及其支座做承重构件，转底炉的动、静部分以水封槽连接，导流器采用定向导流器和翻转导流器，冷却采用喷淋控制方式，从而可控制半焦含水量及出口半焦的温度，并实现快速降温和降温均匀。

本发明提供的一种大型半焦快速冷却加工设备，利用水气化时吸热(气化潜热)对高温半焦进行快速冷却、初步水合及除尘处理，以解决：(1)半焦随炉冷却速度过慢，生产效率低下问题；(2)密闭容器中冷却，避免了冷却过程中自燃的现象；(3)半焦与水进行初步水合反应，进行半焦钝化前的预处理，提高半焦稳定性，消除半焦自燃倾向，便于长途运输和长期储存；(4)干馏半焦粉尘浓度大，进行除尘处理，以利烟气的后续处理及排放。

本发明的转底薄层可控熄焦设备可用于冷却热固体物质，尤其可用于半焦的快速冷却。半焦是褐煤低温干馏得到的主要产品，也称为兰炭。半焦色黑多孔，主要成分是碳、灰分和挥发分。半焦与一氧化碳、蒸汽或氧具有较强的反应活性，是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料，也用于合成气、电石生产等，少量用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂，此外也用作炼焦配煤。本发明使用的半焦为褐煤在热解炉内经过热解温度为500～700℃、压力为2～3Kpa、停留时间为15～25min的条件下热解得到的，具有水分低、挥发分高、热值高的特点。

图1是本发明新型转底薄层可控熄焦设备，主要包括转底炉本体1，多个定向导流器31(图1未示，示于图4中)和多个翻转导流器32(图1未示，示于图4中)，和喷淋装置4。图1仅示例了其中一个导流器3，定向导流器31和翻转导流器32的具体布置如图4所示。

下面详细说明本发明的新型转底薄层可控熄焦设备。在一个具体实施方式中，该设备主要包括：转底炉本体1，包括可转动的炉身11和设置于炉身11上方的固定的炉盖12；位于炉身11空腔内的多个定向导流器31和多个翻转导流器32；和安装于炉盖12内侧的喷淋装置4。

具体的，转底炉本体1底部的转底盘优选为钢制转底盘，然而其它的耐高温、耐腐蚀材料也可应用于本发明。转底炉炉身11内衬所用材料为耐磨浇注料。本领域常用的耐磨浇注料均可用于本发明，优选的，该具体实施方式使用LT2300型超级耐磨浇注料。上述结构和材料可保证转底薄层可控熄焦设备驱动灵活、结构紧凑，且满足了耐高温、耐腐蚀的要求。

该具体实施方式中，炉身11和炉盖12由第一水封槽22密闭连接，第一水封槽22环绕设置在炉身11炉壁外围，即第一水封槽22沿炉身11外壁环绕炉身11设置一圈，随转底炉一起转动。炉盖12外围固定装有环绕炉盖12的第一隔离板，即第一隔离板沿炉盖12外壁周边环绕炉盖12设置一圈，并插入第一水封槽22中。第一水封槽22的位置和第一隔离板的高度并不固定，只要能起到密封炉身11和炉盖12的作用即可。

转底炉炉身11底部转底盘的中心设置出料口，出料口与出料管111相连。出料口中心与炉盖12的中心对应。出料管111与物料收集管13由第二水封槽21密闭连接，第二水封槽21环绕设置在物料收集管13的外围，即第二水封槽21沿物料收集管13外壁环绕物料收集管13设置一圈。第二水封槽21可直接固定在物料收集管13的外围，也可在物料收集管13外部安装支架，使第二水封槽21固定在支架上。转底炉出料管111管口的外围固定装有环绕出料管111的第二隔离板，即第二隔离板沿出料管111外壁周边环绕出料管111设置一圈，并插入第二水封槽21中。当炉身11转动时，第二隔离板随其一起转动。第二水封槽21的位置和第二隔离板的高度并不固定，只要能起到密封出料管111和物料收集管13的作用即可。

转底炉本体1的动、静部分采用水封槽连接方式，第一水封槽22、第二水封槽21及第一隔离板、第二隔离板把熄焦设备的框体内部与外界环境隔离，形成了一个密闭空间，避免了半焦在冷却过程中产生自燃。该水封槽连接方式实现了动、静部分的有效分离，转动阻力小，并且保证整个转底炉内部与外界环境隔离及炉内气体不超压，使设备安全稳定运行。

在熄焦设备运转前，向第一水封槽22和第二水封槽21中注水，使转底炉本体1密闭。启动转底炉炉身11转动。

转底炉炉盖12边缘设有进料管121，将温度为400～550℃的半焦以240～400kg/min的速度由进料管121加至转底炉底转底盘上，转底盘上与进料管121对应处形成一圈厚度均一的半焦物料层。

半焦的加料速度由需要处理的半焦量决定，当半焦处理量为20t/h时，半焦的加料速度为333kg/min。

转底炉转底盘上的半焦在喷淋装置4喷出的雾化水作用下进行冷却。

炉盖12内侧固定有支架，支架上设置有喷淋装置4。在该具体实施方式中所述喷淋装置4为雾化喷头，采用覆盖布置。然而本领域其它常规喷淋装置和方式也可以应用于本发明，优选的，该具体实施方式使用的是fulljetB3/8G-SS15型喷头。可根据设计的半焦降温速度和最终半温度要求，设置不同个数的喷头。优选的，该具体实施方式中，喷淋装置4的喷头为14个，分成3组设置。

图2为优选的具体实施方式中喷淋装置4喷头的分布图。在图2中同时示意出了进料口和出料口。如图2所示，第1组喷头和第2组喷头均为5个，布置形式相同。其中第1组喷头中的3个喷头(11、12、13)和第2组喷头中的3个喷头(21、22、23)布置在距炉盖12中心70～75％半径处的圆周上，第1组喷头中的另2个喷头(14、15)和第2组喷头中的另2个喷头(24、25)布置在距炉盖12中心35～40％半径处的圆周上；第3组喷头4个(31、32、33、34)，均布置在距炉盖12中心70～75％半径处的圆周上。

该具体实施方式中，转底炉炉盖12的半径为3.2m。第1组喷头中的3个喷头(11、12、13)和第2组喷头中的3个喷头(21、22、23)布置在距炉盖12中心2.3m的圆周上，第1组喷头中的另2个喷头(14、15)和第2组喷头中的另2个喷头(24、25)布置在距炉盖12中心1.2m的圆周上；第3组喷头4个(31、32、33、34)，均布置在距炉盖12中心2.3m的圆周上。

第1组喷头和第2组喷头为主喷淋喷头，两组喷头均能覆盖转底炉底部，使半焦在较短的时间内，温度迅速下降；第3组喷头为辅助喷淋喷头，用于调节半焦的出口温度和含水量。每组喷淋管道上布置有阀门和流量计，可调节冷却水的喷淋量，阀门开度可在控制中心进行远程操作。

半焦在转底炉中进行冷却的过程中，由于转底炉炉身11转动，转底盘上的半焦物料层会受到炉身11空腔内的定向导流器31或翻转导流器32的阻碍。半焦会在定向导流器31或翻转导流器32的作用下被翻转或被推向转底盘中心的出料口处。

定向导流器31和翻转导流器32结构相似。图3为导流器3的结构示意图，其中，a为导流器的仰视图，b为导流器的主视图，c为导流器的侧视图。如图3所示，定向导流器31和翻转导流器32结构相似，均包括导流器面板33和一端与导流器面板33侧面相连的导流器吊杆34。导流器吊杆34的另一端可直接固定在炉盖12内侧而使定向导流器31和翻转导流器32的导流器面板33位于炉身11的空腔内，也可在炉盖12内侧安装支架，使导流器吊杆34固定在支架上，从而固定定向导流器31和翻转导流器32，使导流器面板33位于炉身11的空腔内。导流器面板33和导流器吊杆34与炉身11底部的转底盘垂直。

导流器面板33和导流器吊杆34为钢制导流器面板和钢制导流器吊杆，然而其它的耐高温、耐腐蚀材料也可应用于本发明。

定向导流器31和翻转导流器32的区别仅在于导流器面板33的长度不同，定向导流器31和翻转导流器32的导流器面板33的高度和厚度相同。所述导流器面板33的长度为导流器面板33中与转底盘平行的较长边的长度，所述导流器面板33的高度为导流器面板33中与转底盘垂直的边的长度，所述导流器面板33的厚度为导流器面板33中与转底盘平行的较短边的长度。定向导流器31的导流器面板33的长度L为950～1731mm，高度H为500～600mm，厚度为8～12mm；翻转导流器32的导流器面板33的长度L为320～870mm，高度H为500～600mm，厚度为8～12mm。

定向导流器31和翻转导流器32的导流器面板33的下缘装有向转底盘中心出料口方向弯曲的弧形结构，可使半焦沿面板向上运动，从而半焦被翻转或被推向转底盘中心的出料口处。

导流器面板33下缘弧形结构的高度和弯曲角度并不做特殊规定，只要能推动半焦沿导流器面板33向上运动即可。而具有弧形结构的导流器3使用常规方法即可制得。

导流器吊杆34的数量可以是1个或多个，只要能使定向导流器31和翻转导流器32固定位于炉身11的空腔内起到导流作用即可。该具体实施方式中，导流器吊杆34的个数为2个。

定向导流器31和翻转导流器32通过导流器吊杆34竖直位于炉身11空腔内，定向导流器31和翻转导流器32的导流器面板33弧形结构的下缘处于同一水平面上，但导流器面板33弧形结构的下缘不与炉身11底部的转底盘接触。导流器面板33的下缘与炉身11底部转底盘的距离可根据转底炉半焦处理量不同而不同。当半焦处理量为20t/h时，导流器面板33的下缘与转底盘的距离为10mm。另外，可根据需要处理的半焦量及转底炉半径大小，安装多个定向导流器31和多个翻转导流器32。优选的，该具体实施方式中，所述多个定向导流器31和多个翻转导流器32分别为5个。

图4为图1沿A-A的剖面示意图，显示了具体实施方式中定向导流器31和翻转导流器32的布置。在图4中同时示意出了进料口和出料口。如图4所示，定向导流器31A1～31A4从转底盘中心向边缘等间距平行设置，定向导流器31A1的一端靠近转底炉底部的出料口，定向导流器31A5与定向导流器31A1呈中心对称设置；翻转导流器32B1～32B2和翻转导流器32B3～32B5分别平行设置在定向导流器31A5两侧；翻转导流器32B1～32B5相互平行，与定向导流器31A5成45～60°夹角。在该具体实施方式中，翻转导流器32B1～32B5与定向导流器31A5成50°夹角。

在炉身11运行过程中，所有定向导流器31和翻转导流器32均静止不动。半焦通过进料管121加至炉身11底部的转底盘上，随转底盘一起转动。当炉身11转底盘面上的半焦转到导流器时，被导流器面板33阻挡，转底盘上半焦物料层下部的半焦顺导流器面板向上运动。由于翻转导流器32的导流器面板33长度短，起主导作用，半焦被翻转导流器32翻至半焦物料层表面，或半焦被定向导流器31推向转底盘中心的出料口处。

由于定向导流器31和翻转导流器32以一定的角度布置，半焦既参与圆周运动，又参与沿半径方向的径向运动，即半焦在被翻转的同时，也被推向转盘中心，同时半焦也在在喷淋装置4喷出雾化水作用下冷却，从而使半焦的出口温度和含水量在设计范围内。

定向导流器31和翻转导流器32可实现转底炉中半焦的定向移动和翻转，可使半焦快速降温且降温均匀，避免局部半焦温度过高的现象发生。

转底炉炉身11的转动速度为0.25～1.20转/min，半焦在转底炉本体1中进行冷却过程的同时，翻转导流器32将转底炉底部转底盘上的半焦翻到表面，使半焦均匀接触雾化水气，在喷淋冷却水作用下迅速冷却，从而使转底盘上同半径不同深度的半焦温度趋于均匀。而与翻转导流器32翻转半焦物料层的同时，定向导流器31将半焦推向转盘中心的出料口处，出料管半焦温度为75℃～124℃，半焦含水量重量百分比为6％～12％。半焦在转底炉中的冷却时间为3.5min～4.7min。

定向导流器31、翻转导流器32上布置有温度测点，温度测量信息通过电气元件输送到控制中心。根据转底炉炉身11不同半径上半焦设计的温度要求，调节喷淋装置4中三组喷头的喷水流量的大小。

优选的，该具体实施方式中，在定向导流器31A2、31A1、31A5和翻转导流器32B5上设有测温探头，测温探头安装在定向导流器31A2、31A1、31A5和翻转导流器32B5的导流器面板33上，以实时监测转底炉内各处的温度变化。然后根据转底炉的转底盘上不同半径半焦的温度进行调节喷淋装置4的喷水流量，从而可控制半焦含水量及出口半焦的温度。根据不同半径上温度测点测量得到的温度值，反馈给中央控制室，然后中央控制室值班人员根据定向导流器31A1、31A2、31A5和翻转导流器32B5上温度值的大小，调节喷淋装置4的喷水流量。定向导流器31A1、31A5上温度测点值的范围可以在75℃～130℃之间。

定向导流器31A1、31A2、31A5和翻转导流器32B5上的温度测点每5～15s将测得的半焦温度值反馈给控制中心，以调节喷淋装置4的喷水流量。当定向导流器31A2与翻转导流器32B5的温度测点测得的半焦温度相差160～270℃、翻转导流器32B5与定向导流器31A5的温度测点测得的半焦温度相差120～150℃、定向导流器31A5与定向导流器31A1的温度测点测得的半焦温度相差25～55℃时，根据处理的半焦量，调节喷淋装置4中三组喷头的喷水流量，三组喷头的喷水流量占总喷水流量的百分比分别为：第1组喷头的喷水流量为40.7～42.8％，第2组喷头的喷水流量为33.5～36.6％，第3组喷头的喷水流量为21.8～24.2％。

在该具体实施方式中，转底炉的最大负荷量为20t/h，即半焦处理量最大为20t/h。定向导流器31A1、31A2、31A5和翻转导流器32B5上的温度测点测得的半焦的温度如表1所示。根据表1半焦的温度与半焦的负荷处理量，调节喷淋装置4中三组喷头的喷水流量如表2所示。

表1导流器温度测点测得的半焦的温度

表2三组喷头的喷水流量

调节过程中，各测点的温度值可在设计规定的范围内波动，根据需要处理的半焦量，按每组喷头表中的喷水流量要求，微调每组喷头的水流速度，使各温度测点值符合设计要求。

喷淋装置4中3组喷头的喷水流量在表2所示的范围内，可使出口半焦的温度为75～124℃，含水量重量百分比为6～12％。

冷却过程采用雾化喷头和电气控制系统，使水与半焦直接接触，实现快速冷却；雾化喷头采用覆盖布置，保证雾化冷却水均匀分布。半焦与水进行初步水合反应，进行半焦钝化前的预处理，可提高半焦稳定性，消除半焦自燃倾向，便于长途运输和长期储存。

本发明的转底薄层可控熄焦设备还包括用于支撑转底炉炉身11的支撑系统7。常规具有支撑设备的支撑系统均可用于本发明。优选的，该具体实施方式使用的支撑系统7包括转动轴承及转动轴承支座，转动轴承由内圈和外圈组成，内、外圈之间有供滚轴滚动的轨道，内圈与转底炉相连，外圈与支座相连。转底炉采用轴承及其支座做承重构件，结构简单，安装及检修方便。

本发明的转底薄层可控熄焦设备还包括驱动装置6。常规用于驱动设备的驱动装置均可用于本发明。优选的，该具体实施方式中，所述驱动装置6包括驱动电机、减速器、大齿轮、小齿轮和链条。驱动电机通过减速器、联轴器与小齿轮相连，输出动力；大齿轮固定在炉身11的转筒上，小齿轮和大齿轮通过链条连接。

在另一个具体实施方式中，本发明的转底薄层可控熄焦设备还包括位于转底炉本体1顶部烟气出口处的除尘装置5。在该具体实施方式中所述除尘装置5为雾化喷头。然而本领域其它常规除尘装置和方式也可以应用于本发明，优选的，该具体实施方式使用的雾化喷头为BetePJ8型喷头。可根据转底炉内产生的烟气量和烟气出口管径大小而布置不同个数的雾化喷头。优选的，在该具体实施方案中，选择2个雾化喷头并排布置。

半焦在雾化水冷却作用下温度降低，产生大量水煤气，水煤气与半焦夹带的热解气形成工艺气。工艺气中夹带大量细颗粒煤粉，不能直接排放，但能燃烧，具有一定的热值。工艺气经过雾化喷头处理，脱除其中的大部分煤粉。脱除煤粉的工艺气可直接燃烧，回收热量。

下面通过具体的实施例来阐述本发明的方法的实施，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。

实施例

本实施例使用的CO浓度测试仪为北京中瑞能仪表测控技术有限公司生产，型号为ZRN-Q101型。

本实施例使用的温度测量探头为天津森思特科技有限公司生产，型号为WRNK-391型。

实施例1

在试验开始前，设计出口半焦的温度为75～124℃，含水量重量百分比为6～12％。

转底炉炉盖的半径为3.2m，半焦的最大处理量为20t/h。定向导流器和翻转导流器的导流器面板的下缘装有向转底盘中心出料口方向弯曲的弧形结构。

向第一水封槽和第二水封槽中注水，使转底炉本体处于密封状态，启动转底炉转动。将褐煤热解后得到的温度为550℃的半焦以333Kg/min的速度加至本发明熄焦设备的转底炉底部的转底盘上，雾化喷头喷出的冷却水将半焦冷却。半焦在冷却过程中受到定向导流器和翻转导流器的作用而被翻转或被推向转底盘中心的出料口处。

根据定向导流器和翻转导流器上设置的温度测点测得的半焦温度值调节喷淋装置4的喷水流量。具体为：半焦在冷却过程中，翻转导流器32B5与定向导流器31A2的温度测点测得的半焦温度相差160～270℃、定向导流器31A2与定向导流器31A5的温度测点测得的半焦温度相差120～150℃、定向导流器31A1与定向导流器31A5的温度测点测得的半焦温度相差25～55℃，调节第1组喷头的喷水流量为52.5kg/min，第2组喷头的喷水流量为41.6kg/min，第3组喷头的喷水流量为30.0kg/min。半焦在转底炉中的冷却时间为3.5min，出口半焦的温度为108℃，含水量重量百分比为8％。

转底炉中CO浓度为210ppm。

对比例1

将褐煤热解后得到的温度为550℃的半焦以333kg/min的速度加入至武汉市顺园石化装备有限责任公司生产的8500*8500型号的熄焦除尘装置中。半焦在该装置中进行冷却时，出口处的半焦冒烟或带有火星，即半焦发生了自燃，此时设备中CO浓度急剧上升至800ppm以上。一旦发生了半焦自燃，需迅速停止向熄焦设备进料，同时向熄焦设备通入氮气，并迅速把熄焦设备中的半焦转送至下游设备，通过紧急处理通道，传送至处理站。

由上述实施例1和对比例1可以判断，采用本发明的熄焦设备进行的半焦冷却，半焦没有发生自燃。而且，通过调节喷淋装置的喷水流量，可以控制出口半焦的温度和含水量在设计范围内。

最后，需要注意的是：以上示例的仅是本发明的具体实施方式，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种转底薄层熄焦设备，包括：

转底炉本体(1)，包括可转动的炉身(11)和设置于炉身(11)上方的固定的炉盖(12)；

多个定向导流器(31)和多个翻转导流器(32)；和

喷淋装置(4)；

其中，炉身(11)和炉盖(12)由第一水封槽(22)密闭连接；炉身(11)下方的出料管(111)与物料收集管(13)由第二水封槽(21)密闭连接；所述多个定向导流器(31)和多个翻转导流器(32)位于转底炉炉身(11)的空腔内；所述喷淋装置(4)安装于炉盖(12)内侧。

2.根据权利要求1所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述第一水封槽(22)环绕设置在炉身(11)炉壁外围，炉盖(12)外围固定装有环绕炉盖(12)的第一隔离板，并插入第一水封槽(22)中。

3.根据权利要求1或2所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述第二水封槽(21)环绕设置在物料收集管(13)外围，转底炉出料管(111)管口的外围固定装有环绕出料管(111)的第二隔离板，并插入第二水封槽(21)中。

4.根据权利要求3所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述定向导流器(31)和翻转导流器(32)均包括导流器面板(33)和一端与导流器面板(33)侧面相连的导流器吊杆(34)；其中，导流器吊杆(34)的另一端固定在炉盖(12)内侧，导流器面板(33)和导流器吊杆(34)与炉身(11)底部的转底盘垂直。

5.根据权利要求4所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述导流器面板(33)的下缘装有向转底盘中心出料口方向弯曲的弧形结构。

6.根据权利要求4或5所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述定向导流器(31)的导流器面板(33)的长度为950～1731mm，高度为500～600mm，厚度为8～12mm；所述翻转导流器(32)的导流器面板(33)的长度为320～870mm，高度为500～600mm，厚度为8～12mm。

7.根据权利要求6所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述多个定向导流器(31)为5个，其中第一定向导流器(31A1)、第二定向导流器(31A2)、第三定向导流器(31A3)和第四定向导流器(31A4)从转底盘中心向边缘等间距平行设置，第一定向导流器(31A1)的一端靠近转底炉底部转底盘中心的出料口，第五定向导流器(31A5)与第一定向导流器(31A1)呈中心对称设置。

8.根据权利要求1或7所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述多个翻转导流器(32)为5个，其中第一翻转导流器(32B1)、第二翻转导流器(32B2)和第三翻转导流器(32B3)、第四翻转导流器(32B4)、第五翻转导流器(32B5)分别平行设置在第五定向导流器(31A5)两侧；第一翻转导流器(32B1)、第二翻转导流器(32B2)、第三翻转导流器(32B3)、第四翻转导流器(32B4)、第五翻转导流器(32B5)相互平行，与第五定向导流器(31A5)成45°～60°夹角。

9.根据权利要求8所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述第一翻转导流器(32B1)、第二翻转导流器(32B2)、第三翻转导流器(32B3)、第四翻转导流器(32B4)、第五翻转导流器(32B5)与第五定向导流器(31A5)成50°夹角。

10.根据权利要求1或9所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，所述定向导流器(31)和翻转导流器(32)上布置有温度测点。

11.根据权利要求10所述的转底薄层熄焦设备，其特征在于，该设备还包括除尘装置(5)，所述除尘装置(5)位于转底炉本体(1)顶部烟气出口处。

12.一种转底薄层熄焦工艺，该工艺包括如下步骤：

1)向第一水封槽(22)和第二水封槽(21)注水，使转底炉本体(1)密闭，转底炉炉身(11)转动；

2)将半焦由进料管(121)加入至转底炉本体(1)底部的转底盘上，形成位于转底盘边缘的半焦物料层；

3)喷淋装置(4)喷出冷却水对半焦进行冷却；

4)与步骤(3)同时，炉身(11)转动使得设置于炉身(11)空腔内的翻转导流器(32)翻转、搅拌转底盘上的半焦物料层；

5)与步骤(3)同时，炉身(11)转动使得设置于炉身(11)空腔内的定向导流器(31)将半焦推向转底盘中心的出料管(111)。

13.根据权利要求12所述的转底薄层熄焦工艺，其特征在于，该工艺还包括以下步骤：将半焦夹带的热解气与半焦在雾化水冷却时产生的水煤气形成的工艺气经过除尘装置(5)除尘。

14.根据权利要求12或13所述的转底薄层熄焦工艺，其特征在于，所述步骤4)中，半焦物料层被翻转导流器(32)阻挡，半焦顺导流器面板(33)向上运动，被翻转导流器(32)翻转至半焦物料层表面。

15.根据权利要求12或13所述的转底薄层熄焦工艺，其特征在于，所述步骤5)中，半焦物料层被定向导流器(31)阻挡，半焦顺导流器面板(33)向上运动，被定向导流器(31)推向转底盘中心的出料管(111)。

16.根据权利要求15所述的转底薄层熄焦工艺，其特征在于，所述炉身(11)的转动速度为0.25～1.20转/min；所述半焦的加料速度为240～400kg/min；所述半焦的初始温度为400～550℃。

17.根据权利要求12或16所述的转底薄层熄焦工艺，其特征在于，所述半焦在转底炉内的冷却时间为3.5min～4.7min，出料口半焦的温度为75～124℃，含水量重量百分比为6～12％。