CN104211046A - 一种外热式低温炭化转炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外热式低温炭化转炉，包括炉体和安装在炉体外的滚动装置和传动机构，炉体包括依次连接的外壳层、保温层、内壳层形成的炉壁，安装在炉壁一端的进料机构和安装在另一端的出料机构，进料机构包括进料管、固定进料管的进料板、安装在进料板下并固定在炉体上的进料罩、固定在进料罩内侧壁上的进料抄板、安装在进料罩下方并固定在炉体上的进料管板，出气管固定在进料管板的中部；出料机构包括安装在炉体上的出料管板、保温材料、隔热管板和出料罩；进气管一端固定在出料管板中部，进气管另一端连接进气管接头。本发明设备整体可靠性高、安全环保，所生产的物料质量稳定，并能够进行连续工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种外热式低温炭化转炉，主要用于生产煤质、木质、沥青、树脂等隔绝空气加热到最终温度300-600℃使其热解得到炭化料或热解产物的装置。
背景技术
低温炭化是生产活性炭过程中重要工序之一，该过程是把原料加热，使非碳元素减少，以生产出适合活化工序所需要的碳质材料的工序，是活化前的主要工序。由于外热式低温炭化转炉的诸多优点，已成为发展的趋势和方向，尤其是多仓式的外热式低温炭化转炉拥有着更多的优势，然而此类外热式低温炭化转炉都存在物料通道的膨胀密封的问题，导致设备无法长时间正常生产。
已知的公开技术中国发明专利说明书于2013年09月16日公开了“一种外热式低温炭化转炉”(专利号：ZL201320592697.7)，该炭化炉结构已解决物料通道在炉内被滑动支撑管板很好的支撑，而不会发生物料通道的断裂问题，但其物料通道密封设置在出料管板处，该处温度为设备正常生产时的高温段，大部分密封填料、纤维布等均不能承受高温时的抗氧化性，使得在出料管板处的膨胀密封无法长时间使用，对于工业化连续生产带来很多的麻烦，并且其可靠性降低、产品质量稳定性受到影响，也无法很好的做到安全环保。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于工业化连续生产、可靠性高、产品质量稳定、安全环保的外热式低温炭化转炉。
为实现上述目的，本发明所采取的技术手段是：一种外热式低温炭化转炉，包括炉体和安装在炉体外的滚动机构和传动机构，炉体包括依次连接的炉外筒、保温填料、炉内筒组件形成的炉筒，安装在炉筒一端的进料机构和安装在另一端的出料机构；其特征在于：所述进料机构包括进料管、固定进料管的进料板、安装在进料板后及炉体前的进料罩、固定在进料罩内侧壁上的进料抄板、安装在进料罩后及炉体前的进料管板，出气管一端固定在进料管板的中部，另一端设有出气管接头；所述出料机构包括安装在炉筒后的出料管板、密封圈，安装在密封圈后的隔热管板，安装在出料管板、隔热管板之间的保温填料，位于隔热管板后的出料罩，进气管一端固定在出料管板的中部，进气管安装有进气管接头；所述进料管板与出料管板之间设置有物料通道；所述物料通道靠近进料机构一端固定连接有膨胀密封组件，膨胀密封组件另一端固定连接在进料管板上；所述炉体内设置有滑动支撑管板，滑动支撑管板固定在径向膨胀导向组件一侧，径向膨胀导向组件另一侧固定在炉外筒的内侧。
进一步的，所述炉体内至少设置两个金属管结构物料通道，所述物料通道以炉体中心轴线沿同心圆均匀分布；物料通道在出料端和出料管板固定，并在出料管板和物料通道连接处设置加强筋板；滑动支撑管板上设置有孔，物料通道的金属管体穿过该孔且与孔内壁留有间隙；滑动支撑管板至少设置一个，安装在靠近进料管板的一侧，滑动支撑着物料通道的一端。
进一步的，所述膨胀密封组件包括膨胀密封内管、膨胀密封外管和膨胀密封涨圈；膨胀密封内管的一端固定在进料管板后，另一端插入物料通道内，膨胀密封外管固定在物料通道的外壁，膨胀密封涨圈安装在膨胀密封内管外壁上的沟槽内，膨胀密封涨圈的外圈和膨胀密封外管的内壁贴合。
进一步的，所述径向膨胀导向组件包括径向膨胀导向支座、径向膨胀导向螺栓、径向膨胀导向垫板、径向膨胀导向螺母；径向膨胀导向支座一端固定在炉外筒的内壁上，另一端设有孔，径向膨胀导向螺栓穿过该孔和径向膨胀导向支座连接，并通过径向膨胀导向垫板、径向膨胀导向螺母，将滑动支撑管板固定在径向膨胀导向支座和径向膨胀导向垫板之间。
进一步的，所述炉内筒组件在轴向分为若干段，每段的两端均设有内筒轴向膨胀节；内筒轴向膨胀节为圆弧板，一端压在炉内筒的内侧，另一端固定在滑动支撑管板上或炉外筒内的法兰上；炉内筒组件在周长方向也分成若干段，每段的两端均设有内筒周长膨胀节，内筒周长膨胀节为直角板，直角板的一边压在炉内筒的内侧，另一边固定在炉外筒内的纵筋板上。
进一步的，所述进气管一端通过加强筋板固定在出料管板的中部，另一端密封面和进气管接头连接，进气管内部设有进气管内筒组件，在进气管和进气管内筒组件之间设置有保温填料；所述进气管接头和进气管后端设置有密封填料或弹性密封组件；进气管接头下端通过调节螺栓固定在出料端平台或支架上。
进一步的，所述进料板外圆和进料罩前端之间装有密封填料；进料板内口和出气管前端装有密封填料；在密封填料外口装有密封填料压板，密封填料压板通过压紧螺栓、压缩弹簧、压紧垫圈和压紧螺母螺母安装在进料罩和进料板的连接法兰上；进料板前端固定有固定架，固定架通过调节螺栓安装在进料端平台或支架上；所述出气管接头和出气管前端之间装有密封填料，出气管接头下端安装在进料板的固定架上，所述出气管由出气管密封面、出气管直管段和出气管锥管段组成，出气管密封面安装在出气管直管段上，出气管锥形管段大直径口固定在靠近进料管板处的滑动支撑管板上，并安装出气管挡流板，出气管挡流板和出气管通过出气管筋板固定。
进一步的，所述出料罩的前端和密封圈之间装有弹性密封组件；出料罩后端和进气管后端的密封面之间也安装有弹性密封组件；出料罩上设有至少一个挥发分出口；出料罩下端设有出料口，在出料罩下后方设有临时卸料口；出料罩通过调节螺栓安装在出料端平台或支架上，出料罩内部固定有保温层。
进一步的，所述保温填料采用陶瓷纤维填料。
本发明的有益效果是：通过对炭化炉内部结构的改变，使得物料通道的膨胀密封结构安装在进料端一侧，使膨胀密封组件处于低温环境，使膨胀密封组件的可靠性大幅提高；而膨胀密封组件的构成消除了物料通道在热胀冷缩时的不同心问题，密封效果大幅提高；由于出气管的构造使得炉体内部的大部分高温废气沿着物料通道外壁流动，提高高温废气的换热效率；由于内筒组件的结构使得内筒在受热膨胀时，膨胀量均可被轴向、周长膨胀节吸收，使得内筒不会发生受热变形；由于进气管的隔热保温设计，使得进气管的温度大幅降低，从而提高了材料的屈服极限，结构的可靠性提高；由于进料板、出料罩和进气管接头的调节螺栓的巧妙设计使得当生产运行过程中，炉体旋转轴心偏移过大时，可通过调节螺栓来调节进料板、出料罩和进气管接头的轴心，使炉体及密封件可靠性提高；最终使设备整体可靠性高、安全环保，所生产的物料质量稳定，并能够连续工业化生产。
附图说明
下面结合视图和实施例对本发明做详细的描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中膨胀密封组件示意图；
图3为本发明中径向膨胀导向组件和炉内筒组件的轴向膨胀节示意图；
图4为本发明炉内筒组件的周长膨胀节示意图；
图5为本发明中出气管示意图。
图中：1、出气管接头，2、进料管，3、密封填料压板，4、进料板，5、密封填料，6、出气管，7、进料罩，8、进料抄板，9、进料管板，10、膨胀密封组件，11、炉外筒，12、保温填料，13、炉内筒组件，14、物料通道，15、内筒轴向膨胀节，16、径向膨胀导向组件，17、滑动支撑管板，18、出料管板，19、密封圈，20、弹性密封组件，21、隔热管板，22、挥发分出口，23、出料罩，24、进气管，25、进气管内筒组件，26、进气管接头，27、临时卸料口，28、出料口，29、炉体法兰，30、压紧螺母，31压紧垫圈，32、压缩弹簧，33、连接法兰，34、压紧螺栓，35、调节螺栓，36、调节螺母，37、固定架，38、膨胀密封内管，39、膨胀密封涨圈，40、膨胀密封外管，41、径向膨胀导向螺栓，42、径向膨胀导向支座，43、径向膨胀导向垫板，44、径向膨胀导向螺母，45、内筒周长膨胀节，46、炉内筒，47、纵筋板，48、出气管密封面，49、出气管直管段，50、出气管锥管段，51、出气管筋板，52、出气管挡流板。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示的一种外热式低温炭化转炉，包括炉体和安装在炉体外的滚动机构和传动机构，炉体包括依次连接的炉外筒11、保温填料12、炉内筒组件13形成的炉筒，安装在炉筒一端的进料机构和安装在另一端的出料机构；其特征在于：所述进料机构包括进料管2、固定进料管的进料板4、安装在进料板4后及炉体前的进料罩7、固定在进料罩7内侧壁上的进料抄板8、安装在进料罩后及炉体前的进料管板9，出气管6一端固定在进料管板9的中部，另一端设有出气管接头1；所述出料机构包括安装在炉筒后的出料管板18、密封圈19，安装在密封圈后的隔热管板21，安装在出料管板、隔热管板之间的保温填料12，位于隔热管板后的出料罩23，进气管24一端固定在出料管板的中部，进气管安装有进气管接头26；所述进料管板9与出料管板18之间设置有物料通道14；所述物料通道14靠近进料机构一端固定连接有膨胀密封组件10，膨胀密封组件10另一端固定连接在进料管板9上；所述炉体内设置有滑动支撑管板17，滑动支撑管板17固定在径向膨胀导向组件16一侧，径向膨胀导向组件16另一侧固定在炉外筒11的内侧。
所述炉体内至少设置两个金属管结构物料通道14，所述物料通道14以炉体中心轴线沿同心圆均匀分布；物料通道14在出料端和出料管板18固定，并在出料管板和物料通道连接处设置加强筋板；滑动支撑管板17上设置有孔，物料通道14的金属管体穿过该孔且与孔内壁留有间隙；滑动支撑管板17至少设置一个，安装在靠近进料管板9的一侧，滑动支撑着物料通道的一端。
所述膨胀密封组件10包括膨胀密封内管38、膨胀密封外管40和膨胀密封涨圈39；膨胀密封内管38的一端固定在进料管板8后，另一端插入物料通道14内，膨胀密封外管40固定在物料通道14的外壁，膨胀密封涨圈39安装在膨胀密封内管38外壁上的沟槽内，膨胀密封涨圈39的外圈和膨胀密封外管40的内壁贴合。
膨胀密封内管38的一端固定在进料管板8后，另一端插入物料通道14内，使物料从膨胀密封内管38直接进入物料通道14内，而不会掉入膨胀密封内管38和膨胀密封外管40的间隙内导致外管密封面和涨圈腐蚀；膨胀密封外管40内壁固定在物料通道的外壁，涨圈安装在内管外壁上的沟槽内，通过涨圈自身的弹性涨力，涨圈外圈和外管内壁紧密贴合，当物料通道热胀冷缩时，固定在物料通道上的外管发生轴向位移，从而带动涨圈移动，使涨圈端面和沟槽端面贴合，从而起到良好的密封效果；当物料通道轴向膨胀时发生的径向跳动可通过涨圈内圆和沟槽之间间隙吸收跳动。
物料通道14在出料端和出料管板18焊接固定，并在出料管板和物料通道连接处设置加强筋板；滑动支撑管板17焊接固定在径向膨胀导向组件16一侧，径向膨胀导向组件16另一侧固定在外壳层的内侧，滑动支撑管板17上设置有孔，物料通道的金属管体穿过该孔且与孔内壁留有间隙；滑动支撑管板17至少有一个装在靠近进料管板的一侧，滑动支撑着物料通道的一端，其他的根据物料通道的长度或负载设置；物料通道14在进料端一侧装有膨胀密封组件10，膨胀密封组件10一端固定在物料通道14靠近进料端的一侧，另一端固定在进料管板9上；在进料管板9和靠近进料管板的滑动支撑管板17之间装有保温填料；此结构使得物料通道在受热膨胀时，物料通道在出料端固定不动，沿着轴向向进料端膨胀，通过膨胀密封组件来吸收物料通道受热时的膨胀和径向跳动，且膨胀密封组件处于进料端一侧，该侧温度为炉内温度最低段，使膨胀密封件的可靠性提高。
所述径向膨胀导向组件16包括径向膨胀导向支座42、径向膨胀导向螺栓41、径向膨胀导向垫板43、径向膨胀导向螺母44；径向膨胀导向支座41一端固定在炉外筒11的内壁上，另一端设有孔，径向膨胀导向螺栓41穿过该孔和径向膨胀导向支座42连接，并通过径向膨胀导向垫板43、径向膨胀导向螺母44，将滑动支撑管板17固定在径向膨胀导向支座42和径向膨胀导向垫板43之间，滑动支撑管板17在和径向膨胀导向螺栓41连接处设的孔，孔壁和径向膨胀导向螺栓41的间隙要留够滑动支撑管板17径向的膨胀量。
所述炉内筒组件13在轴向分为若干段，每段的两端均设有内筒轴向膨胀节15；内筒轴向膨胀节15为圆弧板，一端压在炉内筒11的内侧，另一端固定在滑动支撑管板17上或炉外筒11内的法兰上；炉内筒组件13在周长方向也分成若干段，每段的两端均设有内筒周长膨胀节45，内筒周长膨胀节45为直角板，直角板的一边压在炉内筒46的内侧，另一边固定在炉外筒11内的纵筋板47上。
所述进气管24一端通过加强筋板固定在出料管板18的中部，另一端密封面和进气管接头26连接，进气管24内部设有进气管内筒组件25，在进气管24和进气管内筒组件25之间设置有保温填料12；所述进气管接头26和进气管24后端设置有密封填料5或弹性密封组件20；进气管接头26下端通过调节螺栓35和调节螺母36固定在出料端平台或支架上。
所述进料板4外圆和进料罩7前端之间装有密封填料5；进料板4内口和出气管6前端装有密封填料5；在密封填料外口装有密封填料压板3，密封填料压板3通过压紧螺栓34、压缩弹簧32、压紧垫圈31和压紧螺母30安装在进料罩7和进料板4的连接法兰33上；进料板4前端安装在固定架37上，固定架37通过调节螺栓35安装在进料端平台或支架上；所述出气管接头1和出气管6前端之间装有密封填料5，出气管接头1下端安装在进料板的固定架37上，所述出气管6由出气管密封面48、出气管直管段49和出气管锥管段50组成，出气管密封面48安装在出气管直管段49上，出气管锥形管段50大直径口固定在靠近进料管板处的滑动支撑管板17上，并安装出气管挡流板52，出气管挡流板52和出气管通过出气管筋板51固定。
出气管由一段直管段和一段锥形管组成，并在锥形管大直径的口处固定在靠近进料管板处的滑动支撑管板上，且装有挡流板，挡流板和出气管通过筋板固定，此结构迫使气流沿着物料通道外壁流动，提高高温废气的换热效率；出气管直管段的前端固定有密封面，密封面应金加工光滑，在密封面和直管段之间装有保温填料，可降低密封面的表面温度，使密封面上的密封填料可靠性提高。
所述出料罩23的前端和密封圈19之间装有弹性密封组件20；出料罩23后端和进气管24后端的密封面之间也安装有弹性密封组件20；出料罩23上设有至少一个挥发分出口22；出料罩23下端设有出料口28，在出料罩下后方设有临时卸料口27；出料罩23通过调节螺栓安装在出料端平台或支架上，出料罩内部固定有保温层。
当炉体旋转有径向跳动时，弹性密封组件20的石墨块可通过压缩弹簧吸收炉体旋转时的径向跳动；出料罩23上设有至少一个挥发分出口；出料罩下端设有出料口，在出料罩下后方设有临时卸料口，当出料后部的设备发生故障或者出料口被大块物体堵住时，可打开临时卸料口27的阀门或卸料器，通过临时卸料口将物料卸出，使物料不会在出料罩23内堆积；出料罩23通过调节螺栓安装在出料端平台或支架上，当炉体旋转轴心偏移过大时，可通过调节螺栓上的上下螺母来调节出料罩轴心；进料板和进气管接头也通过调节螺栓的方式调节其各自的轴心。
所述保温填料12采用陶瓷纤维类的填料；密封填料5为盘根类填料；弹性密封组件20为若干石墨块、压缩弹簧和压紧调节螺栓组成。
通过上述实施例中的公开可以看出，本发明通过对炭化炉内部结构的改变，使得物料通道的膨胀密封结构安装在进料端一侧，使膨胀密封组件处于低温环境，使膨胀密封组件的可靠性大幅提高；而膨胀密封组件的构成消除了物料通道在热胀冷缩时的不同心问题，密封效果大幅提高；由于出气管的构造使得炉体内部的大部分高温废气沿着物料通道外壁流动，提高高温废气的换热效率；由于内筒组件的结构使得内筒在受热膨胀时，膨胀量均可被轴向、周长膨胀节吸收，使得内筒不会发生受热变形；由于进气管的隔热保温设计，使得进气管的温度大幅降低，从而提高了材料的屈服极限，结构的可靠性提高；由于进料板、出料罩和进气管接头的调节螺栓的巧妙设计使得当生产运行过程中，炉体旋转轴心偏移过大时，可通过调节螺栓来调节进料板、出料罩和进气管接头的轴心，使炉体及密封件可靠性提高；最终使设备整体可靠性高、安全环保，所生产的物料质量稳定，并能够连续工业化生产。
Claims (9)
1.一种外热式低温炭化转炉，包括炉体和安装在炉体外的滚动机构和传动机构，所述炉体包括依次连接的炉外筒(11)、保温填料(12)、炉内筒组件(13)形成的炉筒，安装在炉筒一端的进料机构和安装在另一端的出料机构，其特征在于：所述进料机构包括进料管(2)、固定进料管的进料板(4)、安装在进料板(4)后及炉体前的进料罩(7)、固定在进料罩(7)内侧壁上的进料抄板(8)、安装在进料罩后及炉体前的进料管板(9)，出气管(6)一端固定在进料管板(9)的中部，另一端设有出气管接头(1)；所述出料机构包括安装在炉筒后的出料管板(18)、密封圈(19)，安装在密封圈后的隔热管板(21)，安装在出料管板、隔热管板之间的保温填料(12)，位于隔热管板后的出料罩(23)，进气管(24)一端固定在出料管板的中部，进气管安装有进气管接头(26)；所述进料管板(9)与出料管板(18)之间设置有物料通道(14)；所述物料通道(14)靠近进料机构一端固定连接有膨胀密封组件(10)，膨胀密封组件(10)另一端固定连接在进料管板(9)上；所述炉体内设置有滑动支撑管板(17)，滑动支撑管板(17)固定在径向膨胀导向组件(16)一侧，径向膨胀导向组件(16)另一侧固定在炉外筒(11)的内侧。
2.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述炉体内至少设置两个金属管结构物料通道(14)，所述物料通道(14)以炉体中心轴线沿同心圆均匀分布；物料通道(14)在出料端和出料管板(18)固定，并在出料管板和物料通道连接处设置加强筋板；滑动支撑管板(17)上设置有孔，物料通道(14)的金属管体穿过该孔且与孔内壁留有间隙；滑动支撑管板(17)至少设置一个，安装在靠近进料管板(9)的一侧，滑动支撑着物料通道的一端。
3.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述膨胀密封组件(10)包括膨胀密封内管(38)、膨胀密封外管(40)和膨胀密封涨圈(39)；膨胀密封内管(38)的一端固定在进料管板(8)后，另一端插入物料通道(14)内，膨胀密封外管(40)固定在物料通道(14)的外壁，膨胀密封涨圈(39)安装在膨胀密封内管(38)外壁上的沟槽内，膨胀密封涨圈(39)的外圈和膨胀密封外管(40)的内壁贴合。
4.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述径向膨胀导向组件16包括径向膨胀导向支座42、径向膨胀导向螺栓41、径向膨胀导向垫板43、径向膨胀导向螺母44；径向膨胀导向支座41一端固定在炉外筒11的内壁上，另一端设有孔，径向膨胀导向螺栓41穿过该孔和径向膨胀导向支座42连接，并通过径向膨胀导向垫板43、径向膨胀导向螺母44，将滑动支撑管板17固定在径向膨胀导向支座42和径向膨胀导向垫板43之间。
5.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述炉内筒组件(13)在轴向分为若干段，每段的两端均设有内筒轴向膨胀节(15)；内筒轴向膨胀节(15)为圆弧板，一端压在炉内筒(11)的内侧，另一端固定在滑动支撑管板(17)上或炉外筒(11)内的法兰上；炉内筒组件(13)在周长方向也分成若干段，每段的两端均设有内筒周长膨胀节(45)，内筒周长膨胀节(45)为直角板，直角板的一边压在炉内筒(46)的内侧，另一边固定在炉外筒(11)内的纵筋板(47)上。
6.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述进气管(24)一端通过加强筋板固定在出料管板(18)的中部，另一端密封面和进气管接头(26)连接，进气管(24)内部设有进气管内筒组件(25)，在进气管(24)和进气管内筒组件(25)之间设置有保温填料(12)；所述进气管接头(26)和进气管(24)后端设置有密封填料(5)或弹性密封组件(20)；进气管接头(26)下端通过调节螺栓(35)和调节螺母(36)固定在出料端平台或支架上。
7.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述进料板(4)外圆和进料罩(7)前端之间装有密封填料(5)；进料板(4)内口和出气管(6)前端装有密封填料(5)；在密封填料外口装有密封填料压板(3)，密封填料压板(3)通过压紧螺栓(34)、压缩弹簧(32)、压紧垫圈(31)和压紧螺母(30)安装在进料罩(7)和进料板(4)的连接法兰(33)上；进料板(4)前端安装在固定架(37)上，固定架(37)通过调节螺栓(35)安装在进料端平台或支架上；所述出气管接头(1)和出气管(6)前端之间装有密封填料(5)，出气管接头(1)下端安装在进料板的固定架(37)上，所述出气管(6)由出气管密封面(48)、出气管直管段(49)和出气管锥管段(50)组成，出气管密封面(48)安装在出气管直管段(49)上，出气管锥形管段(50)大直径口固定在靠近进料管板处的滑动支撑管板(17)上，并安装出气管挡流板(52)，出气管挡流板(52)和出气管通过出气管筋板(51)固定。
8.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述出料罩(23)的前端和密封圈(19)之间装有弹性密封组件(20)；出料罩(23)后端和进气管(24)后端的密封面之间也安装有弹性密封组件(20)；出料罩(23)上设有至少一个挥发分出口(22)；出料罩(23)下端设有出料口(28)，在出料罩下后方设有临时卸料口(27)；出料罩(23)通过调节螺栓安装在出料端平台或支架上，出料罩内部固定有保温层。
9.根据权利要求1所述的外热式低温炭化转炉，其特征在于：所述保温填料(12)采用陶瓷纤维填料。
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2014
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