CN103980923B - 一种可消除热应力的煤净化回转炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可消除热应力的煤净化回转炉，其包括有旋转盘(18)、用于支撑旋转盘的旋转盘支撑结构(8)以及中心轴(17)，所述支撑结构(8)为双层空间网状桁架结构，其设置于所述中心轴(17)的顶部，所述旋转盘(18)设置于支撑结构(8)上，所述中心轴(17)设置于所述密封腔室下方的支座(14)上。采用了该结构的煤净化回转炉，能够很好的克服现有技术的缺陷，有效的消除煤净化回转炉在煤净化过程中由于升降温或者局部区域温度分布不均产生的热应力。
Description
技术领域
本发明涉及一种回转炉，尤其涉及一种用于处理低阶煤的可消除热应力的煤净化回转炉。
背景技术
褐煤是煤化程度很低的矿产煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低阶煤。其由于高水分、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碳资源，目前仅用作坑口电厂燃料和坑口气化原料，限制了褐煤资源的合理开发和利用，因此如何高效转化利用褐煤等低阶煤就成了煤碳利用的一个重要问题，其中，最令人感兴趣的是把褐煤转化为相对清洁的液体燃料。
目前，国内外对低阶煤干燥热解的设备较多，主要有以下几种：
专利号为CN95240483.4，煤炭快速干燥装置，适用于干法选煤厂的原煤干燥及湿法选煤厂的精煤干燥和低阶煤干燥。采用较高的罩体结构和内外壳双层结构的振动体，振动体内的布风板倾斜布置，振动体上与罩体连通，下与热烟道连通，整个振动体通过弹簧座于机架上，煤层在振动力和气力的作用下，与热烟气进行热质传递，干燥时间短，物料不堆积，可在较高温度400～500℃下干燥，产品水分均匀，产品外水可降至1％以下，块煤破碎小，设备紧凑，操作简单。
专利号为CN200920026493.0，本实用新型公开了一种过热蒸汽褐煤预干燥装置。它包括带有至少一个内置换热器的内加热流化床干燥机，内加热流化床干燥机设有加料装置、卸料阀II以及至少一级除尘装置；其中，内置换热器与饱和蒸汽连接，内加热流化床干燥机的流化床与过热蒸汽连接，内置换热器还与冷凝水系统连接；内加热流化床干燥机的乏气经除尘装置除尘后一路通过加压装置返回流化床；另一路排空。
公开号为CN101220308A低阶煤干燥与型煤生产工艺：将低阶煤原煤经过给煤机(11)送入鄂式破碎机(12)粉碎成＜10mm的颗粒。粉碎机采用鄂式破碎方式，具有较高的破碎效率。破碎后的煤进入流化床干燥器(13)，在100℃～150℃温度下进行初步干燥脱除部分水分，然后进入磨煤机(14)进一步粉碎成细粒度(0.6～1.0mm)的煤粉，煤粉再一次送入间接传热滚筒干燥器(15)，在150℃～350℃温度下进行二次干燥，以脱除水分。干燥后的煤粉经过冷却后，在一定温度(30～90℃)下，水分含量合格(5－18％)的煤粉由螺旋送料器定量送入主进料器，进料速度由螺旋送料器控制。煤粉经主进料器送入由偏心滚轮组成的内辊式高压型煤机(16)，在高压(50～300MPa)下高效地将低阶煤挤压成型，进入成品煤仓(17)，生产出用户需要的型煤产品。
公开号为CN101555410A公开了一种进行热解的方法和一种热解设备。该热解设备包括一个基本上封闭的热解器，一个直接与热解器连接的鼓泡流化床蒸发器，一个用于将冷凝的气体物质冷凝为热解油的冷凝器，向热解器提供流化气体的装置。经由热解器布置流化床物质，并使其在进口和出口之间循环。
公开号为CN101608126A公开了一种煤热解提质装置，此装置包括一个回转干燥器，用于接受干燥粒度小于30mm的原料煤，回转干燥炉设有套筒结构，使得原煤在与热烟道气直接换热的同时与热半焦间接换热。一个热解器，通过固体物料进料管线接受干燥后的原煤及半焦的混合物，并使它们直接换热发生热解。一个加热回转窑，用于接受来自热解器的热半焦，并对其进行升温处理。该热解提质装置有较好的操作灵活性，所生成的半焦及焦油质量也比较好，但该装置工艺比较复杂，操作难度高。
申请专利(1010833CN)，文中所述设备仅适用单台套50万吨/年以下规模；驱动装置通过链条或齿轮带动旋转盘旋转，驱动装置可调节转速，在链轮或齿轮下面，旋转式的空心轴还装有带内、外圈的水平滚珠轴承，内圈轴承滚道用螺钉紧固在机制垫板上，垫板则通过一系列焊接在圆形空心轴上的径向钢臂予以固定，外圈轴承滚道则用螺钉紧固在支撑结构上。旋转盘支撑结构难以满足大面积支撑的要求。
但是，上述回转炉设备具有如下缺点：1、难以消除温度带来的膨胀和热应力带来的安全隐患；
2、由于产能增加，现有旋转盘支撑结构难以满足大面积支撑要求；
3、回转炉盘面煤层厚度难以调节；
4、轨道式回转炉运行不平稳、噪音大、能耗高，且难以维修；
5、工艺气体难以和盘面上的煤均匀接触。
发明内容
本发明的目的在于针对上述缺点，对现有技术的回转炉的结构进行改造，以克服其缺点。
为了实现上述目的，本发明采用了如下结构：一种可消除热应力的煤净化回转炉，其包括有旋转盘、用于支撑旋转盘的旋转盘支撑结构以及中心轴，所述支撑结构为双层空间网状桁架结构，其设置于所述中心轴的顶部，所述旋转盘设置于支撑结构上，所述中心轴设置于所述密封腔室下方的支座上。
进一步地，所述旋转盘支撑结构包括有上下弦杆、水平拉杆、第一圈周向横梁和第二圈周向横梁；所述上下弦杆起支撑作用，用于承担竖直方向的重力载荷、冲击载荷；所述水平拉杆用于承担轴向的扭矩和水平载荷，而周向横梁用于让整个支撑结构连接成一个整体，让整个旋转盘支撑结构成为一个有机整体。为消除热应力，所述弦杆、拉杆以及横梁的连接均采用螺栓连接。
进一步地，所述旋转盘的盘面由大量的弧形钢板叠层错位布置组成所述上下弧形板相互错位布置，且所述上下弧形板之间存在间隙，便于从下方的工艺进气口进入的工艺气通过。
进一步地，所述旋转盘的盘面外围由多个弧形的围带基座组成，所述相邻的两个围带基座之间均有间隙，便于可以自由膨胀，消除热应力，所述围带基座的自身钢板也开了膨胀缝，便于高温时能够自由膨胀，以消除旋转盘支撑结构与围带基座之间膨胀量不一样带来的热应力。
进一步地，本发明所述的可消除热应力的煤净化回转炉，其还包括有布料耙齿、耙齿桁架，所述布料耙齿由固定在回转炉顶部盖板上的所述耙齿桁架支撑，所述布料耙齿与所述盘面之间的距离是可调的，以实现盘面煤层厚度可调节。
进一步地，所述耙齿桁架在竖直方向上通过耙齿桁架支撑平台支撑，在水平方向上通过设置多个限位块以限制耙齿桁架在水平方向的自由度，所述限位块与耙齿桁架之间保持空隙，从而避免了热应力对结构产生的危害。
进一步地，还包括有密封腔室，所述密封腔室包含有侧钢架、设置于侧钢架顶部的顶部盖板以及设置于侧钢架底部的底板；所述侧钢架上设置有上水封密封结构，所述底板上设置有下水封密封结构，所述上水封密封结构和下水封密封结构用于密封腔室的密封工作；所述底板上成型有多个均匀布置的工艺气进口，所述顶部盖板上设置有工艺气出口。
采用了上述结构的回转炉可有效的消除煤净化回转炉的热应力。
附图说明
图1为本发明所述回转炉的整体结构示意图；
图2为本发明所述回转炉的旋转盘的局部示意图；
图3为本发明所述回转炉的旋转盘支撑结构的示意图；
具体实施方式
为了更好的理解本发明的目的，下面结合背景、附图以及实际工况，对其结构以及功能进行详细描述。
图1为本发明所述回转炉的整体结构示意图，由图可知，所述回转炉包含有密封腔室，所述密封腔室包含有侧钢架5、设置于侧钢架5顶部的顶部盖板2以及设置于侧钢架底部的底板9；所述侧钢架5上设置有上水封密封结构4，所述底板9上设置有下水封密封结构11，所述上水封密封结构4和下水封密封结构11用于密封腔室的密封工作；所述底板9上成型有多个均匀布置的工艺气进口，优选为四个，所述顶部盖板2上设置有工艺气出口；所述顶部盖板2通过设置于侧钢架5顶部的顶部桁架1支撑。
本发明回转炉的密封腔室内还设置有旋转盘18、用于支撑旋转盘的旋转盘支撑结构8以及中心轴17，所述支撑结构8为双层空间网状桁架结构，其通过销钉设置于中心轴顶部，用于支撑旋转盘18；所述旋转盘18设置于支撑结构8上，如图2所示，所述旋转盘18的盘面由大量的弧形钢板叠层错位布置组成，所述上下弧形板相互错位布置，且所述上下弧形板24之间存在1mm的间隙，便于从下方的工艺进气口进入的工艺气通过；所述弧形板形成的盘面的有效工作面积可达到300m2，其上面铺满煤颗粒；所述中心轴17由下方的支座14支撑。
下面详细介绍一下用于支撑旋转盘18的旋转盘支撑结构8。图3为本发明所述的回转炉的旋转盘支撑结构的示意图。所述旋转盘支撑结构8为双层空间网状桁架结构，由图3可知，所述盘面支撑结构8包括有上下弦杆20、水平拉杆21、第一圈周向横梁22和第二圈周向横梁23；所述上下弦杆主要起支撑作用，用于承担竖直方向的重力载荷、冲击载荷等；所述水平拉杆的主要作用是为了承担轴向的扭矩和水平载荷，而周向横梁的主要作用是为了让整个支撑结构连接成一个整体，让整个旋转盘支撑结构8成为一个有机整体，所述旋转盘支撑8全部采用螺栓连接，当相互连接的构件之间膨胀不一致时，所述螺栓连接可以吸收过大的热应力，以保证结构的安全。
如图1所示，本发明回转炉的密封腔室内还设置有布料耙齿6、下料溜管3，所述布料耙齿6由固定在顶部盖板2上的耙齿桁架7支撑，所述下料溜管由设置于侧钢架5顶部的顶部桁架1支撑。所述布料耙齿6的主要作用有两个：一是实现煤颗粒的均匀布置，实现薄层处理的思路，二是把煤颗粒从外面逐渐的推入到盘面正中心的中心轴里面；所述耙齿桁架7采用可以自由膨胀和移动的设计以消除热应力，即所述耙齿桁架7在竖直方向上通过耙齿桁架支撑平台支撑，在水平方向上通过设置多个限位块以限制耙齿桁架在水平方向的自由度，通过限位块限制耙齿桁架的自由度，由于限位块与耙齿桁架之间的空隙，从而避免了热应力对结构产生的安全隐患；所述布料耙齿6与所述盘面18之间的距离是可调的，以实现盘面煤层厚度可调节。
如图1所示，本发明的回转炉还包括有依次连接的电机10、链条13、张紧轮12、水平布置的链轮16和轴承15，所述电机通过电机、链条、张紧轮、水平布置的链轮和轴承带动中心轴17转动，进而所述回转炉开始工作，所述电机优选变频异步电机，可以通过调节电机的转速来调节煤颗粒在盘面上面的停留时间。
进一步地，所述旋转盘18的盘面外围由多个弧形的围带基座19组成，优选为二十个，所述围带基座19采用可滑动的连接设计，以消除旋转盘支撑结构8与围带基座19之间以及上水封密封结构4的动叶片与围带基座19之间的膨胀量不一样带来的热应力，大大提高了结构的安全性；即，所述相邻的两个围带基座之间均有2mm的间隙，便于可以自由膨胀，消除热应力，所述围带基座的自身钢板也开了膨胀缝，便于高温时能够自由膨胀。所述围带基座的主要作用：一是实现回转炉盘面上方腔室和下方腔室的密封，形成一定的压差，二是阻止煤粉落入到水封和下方腔室，三是为上水封密封的动叶片提供支撑。
下面详细描述一下本发明所述煤净化回转炉的工作方式，煤颗粒通过下料溜管3进入到回转炉后落到旋转盘18的盘面上，随着盘面的转动被盘面上方的布料耙齿6逐渐推入到中心轴，最后从中心轴下方的煤颗粒出口被回收。
以上所述仅是本发明所述煤净化回转炉的一种具体实施方式，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种可消除热应力的煤净化回转炉，其包括有旋转盘(18)、用于支撑旋转盘的旋转盘支撑结构(8)以及中心轴(17)，所述旋转盘支撑结构(8)为双层空间网状桁架结构，其设置于所述中心轴(17)的顶部，所述旋转盘(18)设置于支撑结构(8)上，所述中心轴(17)布置于密封腔室下方的支座(14)上；所述旋转盘支撑结构(8)包括有上下弦杆(20)、水平拉杆(21)、第一圈周向横梁(22)和第二圈周向横梁(23)；所述上下弦杆起支撑作用，用于承担竖直方向的重力载荷、冲击载荷；所述水平拉杆用于承担轴向的扭矩和水平载荷，而周向横梁用于让整个支撑结构连接成一个整体，让整个旋转盘支撑结构(8)成为一个有机整体，所述弦杆、拉杆以及第一圈周向横梁和第二圈周向横梁的连接均采用螺栓连接。
2.如权利要求1所述的可消除热应力的煤净化回转炉，所述旋转盘(18)的盘面由大量的弧形钢板叠层错位布置组成上下弧形板(24)，且所述上下弧形板之间存在间隙，便于从下方的工艺进气口进入的工艺气通过。
3.如权利要求1所述的可消除热应力的煤净化回转炉，所述旋转盘(18)的盘面外围由多个弧形的围带基座(19)组成，所述相邻的两个围带基座之间均有间隙，便于可以自由膨胀，消除热应力，所述围带基座(19)的自身钢板也开了膨胀缝，便于高温时能够自由膨胀，以消除旋转盘支撑结构(8)与围带基座(19)之间膨胀量不一样带来的热应力。
4.如权利要求1所述的可消除热应力的煤净化回转炉，其还包括有布料耙齿(6)、耙齿桁架(7)，所述布料耙齿(6)由布置在支撑平台上面的所述耙齿桁架(7)支撑，所述布料耙齿(6)与旋转盘(18)的盘面之间的距离是可调的，以实现盘面煤层厚度可调节。
5.如权利要求4所述的可消除热应力的煤净化回转炉，所述耙齿桁架(7)在竖直方向上通过耙齿桁架支撑平台支撑，在水平方向上通过设置多个限位块以限制耙齿桁架在水平方向的自由度，所述限位块与耙齿桁架(7)之间保持空隙，从而避免了热应力对结构产生的危害。
6.如权利要求1所述的可消除热应力的煤净化回转炉，还包括有密封腔室，所述密封腔室包含有侧钢架(5)、设置于侧钢架(5)顶部的顶部盖板(2)以及设置于侧钢架底部的底板(9)；所述侧钢架(5)上设置有上水封密封结构(4)，所述底板(9)上设置有下水封密封结构(11)，所述上水封密封结构(4)和下水封密封结构(11)用于密封腔室的密封工作；所述底板(9)上成型有多个均匀布置的工艺气进口，所述顶部盖板(2)上设置有工艺气出口。
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