CN104017592A - 一种多管加热回转式粉煤热解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多管加热回转式粉煤热解系统，包括入料器、出气集气分配箱、预热器、传动机构、回转筒体、加热管、托轮装置、进气集气分配箱和导气装置。回转筒体支撑在托轮装置上，且由传动机构驱动。回转筒体的进料端安装有出气集气分配箱，回转筒体的出料端安装有进气集气分配箱。回转筒体內安装有加热管，加热管的两端分别联接进气集气分配箱和出气集气分配箱。入料器通过气集气分配箱与回转筒体的进料端联接。导气装置通过进气集气分配箱与回转筒体的出料端联接。入料器安装在预热器的上部，且与出气集气分配箱相联接。本发明实现了粉煤的规模化热解，为提高粉煤的综合高效利用和经济价值创造了条件。

Description

一种多管加热回转式粉煤热解系统

技术领域

本发明属于粉煤热解设备技术领域，涉及一种多管加热回转式粉煤热解系统，特别涉及一种带有预热器的多管加热回转式粉煤热解系统，主要应用于粉煤深加工及新型煤化工行业，可实现规模化的粉煤热解处理。

背景技术

粉煤是在煤炭开采过程中，采用现代化综采设备作业时必然产生且生成量较多的产品。由于在我国的能源结构中对煤炭资源的高度依赖性，目前对包括低阶粉煤在内的煤炭资源的开发和高效利用已越来越重视，这是维持我国经济可持续发展，保证能源安全的重要战略举措。煤炭低温干馏热解技术因为工艺方法相对简单，投资较少，热能转化效率高，是高效利用低阶煤资源最具竞争力的途径之一。

然而，现有的煤炭热解设备主要用于处理直径大于20mm的块状煤，对直径小于20mm的小颗粒煤或粉煤则很难处理。同时现有干馏设备单机处理能力普遍较小，无法满足规模化生产的要求，整体经济性及环保性能也较差，不利于污染排放物的集中处置。由于存在上述原因，目前宝贵的小颗粒煤炭资源多被廉价出售，或堆积弃置，既污染了环境，也浪费了资源。因此，如何提高小颗粒煤的经济价值，减少粉煤堆积造成的环境污染，同时减少废气及颗粒物的排放以利于保护环境，已成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对粉煤难以满足规模化热解处理的技术难题，提供了一种多管加热回转式粉煤热解系统，它是一种新型高效的规模化粉煤热解系统，以实现粉煤的综合高效利用和经济价值的最大化。

本发明采取的技术方案是：

    一种多管加热回转式粉煤热解系统，包括入料器、出气集气分配箱、预热器、传动机构、回转筒体、加热管、托轮装置、进气集气分配箱和导气装置。

所述回转筒体支撑在托轮装置上，且由传动机构驱动；回转筒体沿粉煤的运行方向分为进料端和出料端，回转筒体的进料端高于回转筒体的出料端；回转筒体的进料端安装有出气集气分配箱，回转筒体的出料端安装有进气集气分配箱。

所述回转筒体內安装有流通热气并用于加热粉煤的加热管，加热管沿热气的流通方向分为进气端和出气端，加热管的进气端联接进气集气分配箱，加热管的出气端联接出气集气分配箱。

所述入料器通过气集气分配箱与回转筒体的进料端联接；所述导气装置通过进气集气分配箱与回转筒体的出料端联接。

所述用于加热粉煤的预热器安装在入料器的上部，且与出气集气分配箱相联接。

所述加热管为多组，且沿回转筒体的长轴轴线方向设置。

所述预热器为立式结构，预热器的上部设置有进料口和排气口，预热器的下部设置有热风进入口，热风进入口与出气集气分配箱相连通；预热器的内部安装有导热油加热管和延时筛板。

所述进气集气分配箱的下部设置有用于导出半焦的半焦出口。

所述传动机构包括变频大电机、大电机制动联轴器、变频小电机、小电机制动联轴器、差动齿轮箱、齿轮联轴器和小齿轮。

所述变频大电机通过大电机制动联轴器与调节回转筒体转速的差动齿轮箱相联接。所述变频小电机通过小电机制动联轴器与调节回转筒体转速的差动齿轮箱相联接。

所述差动齿轮箱经齿轮联轴器驱动小齿轮，小齿轮与安装在回转筒体大齿轮啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

现有的煤炭热解设备不适于处理小颗粒煤或粉煤，并且煤炭热解设备单机处理能力普遍较小，无法满足规模化处理粉煤的要求，致使设备整体经济性及环保性能较差，不利于污染排放物的集中处置。

本发明针对上述缺陷，公开了一种新型高效的粉煤热解系统。本发明通过在回转筒体内安装多组加热管，经热传导和辐射对粉煤进行热解。加热管的进气端与进气集气分配箱联接，加热管的出气端与出气集气分配箱联接，不仅可以实现粉煤在转动过程中的高效热解，还能实现加热管內的热气的循环利用。加热管的热气进入出气集气分配箱，出气集气分配箱与预热器相联接，可以对热解前的粉煤料进行有效的预热。本发明的预热器采用立式结构，在其内部设置延时筛板，充分实现热风和粉煤的热交换并尽快升温，内置导热油加热管可补充其部分预热热量同时实现保温。另外，本发明的传动机构中安装有差动齿轮箱，可对回转筒体的转速进行调节。还有，粉煤经热解后的产物半焦和热解气，其中，半焦经进气集气分配箱的出料口获得，而热解气经导气装置集中收集处理。

因此，本发明提供的粉煤热解系统是一种高效的粉煤热解系统，实现了粉煤的规模化热解和热气的循环利用，并且较大的幅度的提高了热解效率，提高了热解设备整体经济性能，有利于污染排放物的集中处置和环境保护。

以下将结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是多管加热回转式粉煤热解系统的结构示意图。

图2是传动机构的结构示意图。

附图标记说明：1、入料器；2、出气集气分配箱；3、预热器；4、传动机构；5、回转筒体；6、加热管；7、托轮装置；8、进气集气分配箱；9、导气装置；10、变频小电机；11、小电机制动联轴器；12、差动齿轮箱；13、齿轮联轴器；14、大齿轮；15、小齿轮；16、大电机制动联轴器；17、变频大电机。

具体实施方式

实施例1：

随着我国采煤机械化程度的提高，对粉煤，特别是低阶粉煤的热解利用将日趋重要。不可否认的是，国内粉煤的利用仍处于落后阶段，大量粉煤的堆积造成资源浪费和环境污染，发展粉煤热解技术具有重要的能源战略意义。然而，需要强调的是，现有的煤炭热解设备主要用于处理直径大于20mm的块状煤，对直径小于20mm的小颗粒煤或粉煤则很难处理；同时，现有煤炭热解设备单机处理能力普遍较小，无法满足规模化热解粉煤的要求。为解决上述问题，本发明设计了一种新型的多管加热回转式粉煤热解系统。

该多管加热回转式粉煤热解系统，如图1所示，由入料器1、出气集气分配箱2、预热器3、传动机构4、回转筒体5、加热管6、托轮装置7、进气集气分配箱8和导气装置9组成。

所述回转筒体5支撑在托轮装置7上，并由传动机构4驱动转动。为保证回转筒体5在转动过程中的稳定性和平衡性，本实施例采用2组托轮装置7支撑回转筒体5，在回转筒体5的端部各设置一组托轮装置7。托轮装置7属于现有设备，由一个大底座，大底座上面有前后两个档构成，每个档配有两个托轮和四个轴承，这些零部件组成了一个完整的托轮装置7，属于公知技术，这里就不做详细描述。需要说明的是，回转筒体5与水平面并不是平行的，回转筒体5的进料端和出料端具有一定高度差，回转筒体5的进料端高于回转筒体5的出料端，以实现回转筒体5内的粉煤料在回转筒体5转动过程中由进料端移动至出料端。

回转筒体5的进料端和出料端各联接一个集气分配箱，所不同的是，回转筒体5的进料端与出气集气分配箱2相联接，回转筒体5的出料端与进气集气分配箱相联接。特别需要强调的是，回转筒体5內安装有加热管6，加热管6內流通热气并用于加热粉煤。按热气的流通方向，加热管6可以分为进气端和出气端，加热管6的进气端联接进气集气分配箱8，加热管6的出气端联接出气集气分配箱2。加热管6內的热气是循环流通的。用于热解粉煤的热气由进气集气分配箱8经加热管6的进气端进入加热管6，回转筒体5內的粉煤在高温的作用下热解；热气再由加热管6的出气端进入出气集气分配箱2。特别地，回转筒体5內的加热管6可以设置多组，并且沿回转筒体5的长轴轴向方向布置。

回转筒体5的进料端还连接有入料器1。入料器1穿过出气集气分配箱2延伸至回转筒体5的进料端。入料器1用于不断的将粉煤输入回转筒体5。回转筒体5的出料端还连接有导气装置9。导气装置9通过进气集气分配箱8与回转筒体5的出料端联接。进一步地，所述入料器1和导气装置9沿回转筒体5的长轴轴线方向布置，且入料器1和导气装置9的轴线与回转筒体5的长轴轴线共线。在粉煤完成热解后，产生热解气和半焦。其中，热解气由导气装置9导出，半焦经由进气集气分配箱8的下部半焦出口导出。导气装置9属于现有设备，主要由导气管道和疏导热解气的风机构成，导气管道伸入回转筒体5內，并在导气管道內设置有滤芯，防止热解后的粉煤进入导气管道，造成热解后的粉煤的损失。

进一步地，在入料器1的上部还安装有用于加热粉煤的预热器3，且预热器3与出气集气分配箱2相联接。预热器3的上部设置有粉煤的进料口和排气口，预热器3的下部设置有热风进入口，热风进入口与出气集气分配箱2相连通；预热器3的内部安装有导热油加热管和延时筛板。来自出气集气分配箱2的热气经预热器3的下部的热风进入口进入预热器3。待热解的粉煤由预热器3上部的进料口进入，预热粉煤的热风由预热器3下部的热风进入口进入，粉煤与热风逆流热交换中实现粉煤预热升温。预热器3采用立式结构，无动力运行，内部设置一系列的延时筛板，充分实现热风和粉煤的热交换并尽快升温，此外，预热器3内置导热油加热管可为粉煤补充部分预热热量并同时实现保温。

如图2所示，回转筒体5是由传动机构4驱动来实现转动的。所述传动机构4包括变频大电机17、大电机制动联轴器16、变频小电机10、小电机制动联轴器11、差动齿轮箱12、齿轮联轴器13、大齿轮14和小齿轮1。变频大电机17通过大电机制动联轴器16与调节回转筒体5转速的差动齿轮箱12相联接。变频小电机10通过小电机制动联轴器11与调节回转筒体5转速的差动齿轮箱12相联接。差动齿轮箱12经齿轮联轴器13驱动小齿轮15，小齿轮15与大齿轮14啮合，大齿轮14安装在回转筒体5上。需要说明的是，调速及慢速驱动时由变频小电机10来驱动，变频大电机17仅在正常工作时驱动。

实施例2：

回转筒体5通过2组托轮装置7作为支撑，回转筒体5內安装有多组加热管6，加热管6的两端分别与进气集气分配箱8和出气集气分配箱2相联。回转筒体5的回转是由传动机构4实现的。回转筒体5旋转时，经由变频大电机17和变频小电机10，分别通过大电机制动联轴器16和小电机制动联轴器11，带动差动齿轮箱12，之后再通过齿轮联轴器13带动小齿轮15，由小齿轮15带动安装在回转筒体5上的大齿轮14，从而实现回转筒体5的回转和转速的调节。

回转筒体5的进料端连接有入料器1。入料器1经出气集气分配箱2延伸至回转筒体5，将粉煤输入回转筒体5。在入料器1的上部安装有用于加热粉煤的预热器3，且预热器3与出气集气分配箱2通过预热器3下部开设的热风进入口相联接。回转筒体5的出料端还连接有导气装置9。导气装置9通过进气集气分配箱8与回转筒体5的出料端联接。

多管加热回转式粉煤热解系统工作时，用于热解粉煤的热气的流通路线为：热气由进气集气分配箱8进入多组加热管6；从加热管6出来的热气进入出气集气分配箱2；出气集气分配箱2內的热气一部分经出气集气分配箱2的管道排出出气集气分配箱2，一部分经预热器3下部开设的热风进入口进入预热器3，再由设置在预热器3上部的排气口导出预热器3。

待热解的粉煤由预热器3上部的进料口进入预热器3，来自出气集气分配箱2的预热风经预热器3下部开设的热风进入口进入预热器3。在预热器3中，粉煤与热风的逆流进行热交换，实现粉煤预热升温至200～250℃。预热之后的粉煤由预热器3排进入料器1，入料器1将粉煤送入回转筒体5中，并在回转筒体5的旋转过程中，借助回转筒体5的倾斜实现由入料端向出料端的移动。

提供热解热源的热风由进气集气分配箱8开始进入，此时热风的温度为800～900℃。热风再通过多组加热管6，以传导和辐射的方式实现对加热管6外的粉煤的加热，使粉煤温度达到500~600℃，从而实现粉煤的热解。出气集气分配箱2将回转筒体5进料端的降温至600℃左右的热风导入出气集气分配箱2，并循环利用。粉煤完成热解后形成半焦和热解气，其中，半焦经由进气集气分配箱8下部的半焦出口导出，热解气由导气装置9导出。

通过上述技术方案，可实现粉煤的规模化热解处理，并得到热解气及半焦产品，热解产物可作为进一步深加工的原料。经多次粉煤的规模化热解实验，本多管加热回转式粉煤热解系统单机的粉煤处理能力最高可达年处理150万吨。

上面结合附图对本发明的实施方式作了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

上述实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (5)

1.一种多管加热回转式粉煤热解系统，包括入料器（1）、出气集气分配箱（2）、预热器（3）、传动机构（4）、回转筒体（5）、加热管（6）、托轮装置（7）、进气集气分配箱（8）和导气装置（9）；

所述回转筒体（5）支撑在托轮装置（7）上，且由传动机构（4）驱动；回转筒体（5）沿粉煤的运行方向分为进料端和出料端，回转筒体（5）的进料端高于回转筒体（5）的出料端；回转筒体（5）的进料端安装有出气集气分配箱（2），回转筒体（5）的出料端安装有进气集气分配箱（8）；

所述回转筒体（5）內安装有流通热气并用于加热粉煤的加热管（6），加热管（6）沿热气的流通方向分为进气端和出气端，加热管（6）的进气端联接进气集气分配箱（8），加热管（6）的出气端联接出气集气分配箱（2）；

所述入料器（1）通过气集气分配箱（2）与回转筒体（5）的进料端联接；所述导气装置（9）通过进气集气分配箱（8）与回转筒体（5）的出料端联接；

所述用于加热粉煤的预热器（3）安装在入料器（1）的上部，且与出气集气分配箱（2）相联接。

2.根据权利要求1所述的多管加热回转式粉煤热解系统，其特征在于：所述加热管（6）为多组，且沿回转筒体（5）的长轴轴线方向设置。

3.根据权利要求1所述的多管加热回转式粉煤热解系统，其特征在于：所述预热器（3）为立式结构，预热器（3）的上部设置有进料口和排气口，预热器（3）的下部设置有热风进入口，热风进入口与出气集气分配箱（2）相连通；预热器（3）的内部安装有导热油加热管和延时筛板。

4.根据权利要求1所述的多管加热回转式粉煤热解系统，其特征在于：所述进气集气分配箱（8）的下部设置有用于导出半焦的半焦出口。

5.根据权利要求1所述的多管加热回转式粉煤热解系统，其特征在于：所述传动机构（4）包括变频大电机（17）、大电机制动联轴器（16）、变频小电机（10）、小电机制动联轴器（11）、差动齿轮箱（12）、齿轮联轴器（13）、和小齿轮（15）；

所述变频大电机（17）通过大电机制动联轴器（16）与调节回转筒体（5）转速的差动齿轮箱（12）相联接；所述变频小电机（10）通过小电机制动联轴器（11）与调节回转筒体（5）转速的差动齿轮箱（12）相联接；

所述差动齿轮箱（12）经齿轮联轴器（13）驱动小齿轮（15），小齿轮（15）与安装在回转筒体（5）上的大齿轮（14）啮合。