CN104312597A - 基于布风板结构的高温半焦冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置，包括封闭式的直立炉，该直立炉开设有进料口和出料口，所述直立炉内设置有用于输送高温半焦的送料机构，该送料机构包括上下依次斜对称分布的至少两个竖直挡板，相邻两竖直挡板之间倾斜设置有床层，该床层由多个上下依次间隙错置的布风板构成，最上端的竖直挡板与直立炉内侧壁形成的竖直通道与所述进料口连通，所述直立炉下端开设有用于通入冷却气体的进气口，所述直立炉顶端开设有出气口。本发明采用布风板结构的床层输送高温半焦并对其进行风冷，冷却较为充分，效果好，多个布风板结构的床层构成密闭式的多层薄层直立炉，换热效率高，生产过程安全环保。

Description

基于布风板结构的高温半焦冷却装置

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置。 

  

背景技术

中国煤炭储量占全球煤炭资源的12％，我国低阶煤蕴藏量占煤炭储量的50％左右，产量占目前总量的30％。按中国煤的形成时代看，以侏罗纪煤储量最大，约占全国已探明保有储量的45％左右，由这一时代形成的煤除极少数无烟煤以外，其余大多数为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等低阶煤。在地域分布上，储量大部分集中在内蒙古、陕西、新疆、甘肃、山西、宁夏六个省（区），而这些地区是我国水资源严重匮乏的地方，一定程度上制约了利用这些低阶煤进行加工提质工业的发展。 

低阶煤由于高水分，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，目前仅用做坑口电厂燃料和坑口气化原料，限制了低阶煤资源的合理开发利用。如何高效转化利用低阶煤就成了煤炭利用的一个重要问题。 

近年来，采用低温干馏，对低阶煤进行提质提油的工艺，由于其技术成熟、投资低等优点，受到了国内外普遍关注，且在国内，有许多典型工艺正处于工业示范。但在这些工艺，都有共同的特点，是产生高温半焦和惰性热解气，而高温半焦作为固体燃料进行长距离输送，则必须冷却才能适合长距离运输。 

目前，针对焦炭的冷却主要有干熄焦和湿熄焦两种，干熄焦主要是采用低温惰性气体进行冷却，这种熄焦方式的优点是节水，但必须控制惰性气体中的氧含量；湿熄焦主要是采用水进行冷却，这种熄焦方式需要消耗大量的水，且会增加焦炭中的水含量，降低焦炭品质。截至目前，国内关于焦炭冷却的专利主要有： 

公开号为CN202849322U的新型焦炭冷却器，涉及一种用于焦化行业的固体换热装置，具体的说是一种焦炭冷却器，包括进料口、盖板、物料分布器、壳体、温度传感器、传热元件、支腿、振动伸缩装置、出料口、冷媒载体进口、冷媒载体出口和调节阀，所述的物料进口管设置在盖板上，盖板设置在壳体的顶端，所述的物料分布器设置在壳体的内部上端、传热元件设置在壳体的内部下端，在壳体的底端设置有振动伸缩装置，振动伸缩装置的下面是出料口，所述的壳体的一侧设置有冷媒载体进口和冷媒载体出口。

公开号为CN103087734A的发明专利，提供了一种粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉；取热冷却器，该取热冷却器包括壳体和位于壳体内的冷却管束，壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连，粉末半焦进口通过输焦管道与炭化炉的出焦口相连；与输焦管道的进风口相连的第一送风管道；与冷却水进口相连的供水管道。本发明提供的粉末半焦冷却系统，避免了简化了粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。 

公开号为CN2214947的一种半焦冷却装置的实用新型专利，提供了一种半焦冷却装置，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。 

上述公开的高温半焦冷却系统采用的设备较多，操作上难以控制，且均采用冷却水直接冷却或间接冷却方式，冷却水直接冷却方式水源浪费严重，而间接冷却存在换热效率低的问题。 

  

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置，具有冷却效率高和节约水源的优点。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 

一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置，包括封闭式的直立炉，该直立炉开设有进料口和出料口，所述直立炉内设置有用于输送高温半焦的送料机构，该送料机构包括上下依次斜对称分布的至少两个竖直挡板，相邻两竖直挡板之间倾斜设置有床层，该床层由多个上下依次间隙错置的布风板构成，最上端的竖直挡板与直立炉内侧壁形成的竖直通道与所述进料口连通，所述直立炉下端开设有用于通入冷却气体的进气口，所述直立炉顶端开设有出气口。

本发明从直立炉下端的进气口处通入冷却气体，冷却气体从直立炉底端沿着直立炉长度方向依次穿过由布风板结构组成的多个床层，最后从直立炉顶端的出气口排出，布风板的作用将冷却气体沿床层均匀导出，在布风板的布风出口处形成一定的风力。待冷却的高温半焦从直立炉上端的进料口导入，在竖直挡板的作用下沿着直立炉的内侧壁流入床层，由于床层具有一定的倾斜度，高温半焦在自身重量及冷却气体的吹动下，沿着床层移动至下一个竖直挡板，直至流入最下端的竖直挡板，冷却后的半焦从炉底的出料口排出。高温半焦在倾斜的床层上移动时，冷却气体通过布风板的作用与高温半焦充分接触，冷却效果较好。 

进一步地，所述床层的上端与位于其上方的竖直挡板间隔设置，床层的下端与位于其下方的竖直挡板拼合。所述竖直挡板下端点至床层表面的垂直距离大于等于竖直挡板至直立炉内侧壁的垂直距离。 

对竖直挡板下端至床层表面的距离限定，可有效保证高温半焦在由竖直挡板和床层组成的送料机构上流畅移动，避免因距离太窄而导致移动堵塞现象。 

优选地，所述床层的倾斜度为10°～15°时，高温半焦在床层上的移动速度与冷却气体风速配合后的冷却效果最佳；所述竖直挡板和布风板的水平侧端均与所述直立炉内壁固定连接；为了达到布风的均匀性，所述进气口与最下端的竖直挡板相对设置在所述直立炉的两侧。 

为了使进入直立炉的高温半焦均匀输送，所述直立炉采用水平截面为矩形的炉体，提高冷却效果。 

本发明采用布风板结构的床层输送高温半焦并对其进行风冷，冷却较为充分，效果好，多个布风板结构的床层构成密闭式的多层薄层直立炉，换热效率高，生产过程安全环保。 

  

附图说明

图1为本发明基于布风板结构的高温半焦冷却装置的结构示意图，并示出了高温半焦的走向； 

图2本发明中床层侧面结构示意图，并示出了冷却气体的走向；

图3本发明用于原煤热解系统的结构示意图；

图4本发明的侧面示意图。

图中：100、直立炉，110、进料口，120、出料口，130、进气口，140、出气口，200、送料机构，210、竖直挡板，220、床层，221、布风板，300、高温半焦，410、原煤预热分级系统，420、热解炉，430、焦油回收系统，440、除尘器，450、煤气加热炉。 

  

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。 

如图1所示，本发明提供一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置，该冷却装置整体由一个封闭式的直立炉100构成，该直立炉顶端和底端具有缩口通路，其顶端通路为出气口140，底端通路为出料口120，直立炉上端侧壁开设有进料口110，下端侧壁开设有进气口130。直立炉内设置有用于输送高温半焦300的送料机构200，该送料机构包括上下依次斜对称分布的至少两个竖直挡板210，相邻两竖直挡板之间倾斜设置有床层220，本实施例中，竖直挡板的数量为四个，竖直挡板之间的床层数量为三个，从而构成一个多层送料冷却机构，增加冷却作用时间，使得冷却气体能够多次进行热交换，充分利用，冷却效果佳。 

最上端的竖直挡板与直立炉内侧壁形成的竖直通道与所述进料口连通，最下端的竖直挡板与进气口相对设置在所述直立炉的两侧。 

所述床层的上端与位于其上方的竖直挡板间隔设置，床层的下端与位于其下方的竖直挡板拼合，所述竖直挡板下端点至床层表面的垂直距离大于等于竖直挡板至直立炉内侧壁的垂直距离，所述竖直挡板和床层的水平侧端均与所述直立炉内壁固定连接，为了使进入直立炉的高温半焦均匀输送，所述直立炉采用水平截面为矩形的炉体。 

如图2所示，所述床层220由多个上下依次间隙错置的布风板221构成，布风板水平设置，相连布风板之间的间距相等，间距的大小可根据通入的冷却气体流速来设计。进入直立炉内的冷却气体从布风板的一侧水平进入布风板间隙，从另一侧竖直上升进入上一层床层，直至从直立炉顶端出气口排出。 

结合附图3对本发明高温半焦冷却装置用于原煤热解系统的实施方式进行如下描述： 

原煤经原煤预热分级系统410脱水后进入热解炉420，在热解炉内热解产生的高温半焦进入本发明冷却装置，在热解炉内产生的高温热解气经焦油回收系统430回收焦油后形成低温热解气，此低温热解气为低含氧量（氧含量<0.5%）的惰性气体，很难进行化学反应，温度为30℃，其直接进入本发明冷却装置与来自热解炉的高温半焦（480℃~550℃）直接接触换热，高温热半焦被冷却至温度低于150℃，然后利用带有水夹套的刮板输送机进一步冷却至常温，并送至仓库储存，低温热解气的温度则升高至250~300℃，经除尘器440除尘后一部分作为煤气加热炉450的燃料，一部分作为气体热载体，经煤气加热炉加热至650~750℃后作为热解炉420内干燥煤热解的热源。

本发明高温半焦冷却装置，为一种封闭式的直立炉，高温半焦从直立炉顶部边缘的进料口进入挡板与直立炉侧壁围成的竖直通道，然后进入床层，从焦油回收系统来的低温热解气从直立炉底部的进风口进入炉内，通过布风板进入床层，与床层上的高温半焦直接接触，将半焦冷却。床层具有一定倾角，床层上的半焦依靠自身重力和煤气的吹动向下移动。冷却后的半焦从炉底的出料口排出，吸收半焦显热后的高温煤气从炉顶的出气口排出。 

本实施例是利用干馏段产生的经焦油回收系统后的低温热解气体与干馏段出口热半焦在本发明冷却装置内进行直接换热，达到降低热半焦的温度，利用与热半焦热换后的气体进入煤气加热炉燃烧，达到热量回收的目的。 

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种基于布风板结构的高温半焦冷却装置，包括封闭式的直立炉(100)，该直立炉开设有进料口(110)和出料口(120)，其特征在于，所述直立炉(100)内设置有用于输送高温半焦(300)的送料机构(200)，该送料机构包括上下依次斜对称分布的至少两个竖直挡板(210)，相邻两竖直挡板之间倾斜设置有床层(220)，该床层由多个上下依次间隙错置的布风板(221)构成，最上端的竖直挡板与直立炉内侧壁形成的竖直通道与所述进料口连通，所述直立炉下端开设有用于通入冷却气体的进气口(130)，所述直立炉顶端开设有出气口(140)。

2.根据权利要求1所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述床层(220)的上端与位于其上方的竖直挡板间隔设置，床层的下端与位于其下方的竖直挡板拼合。

3.根据权利要求2所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述竖直挡板(210)下端点至床层表面的垂直距离大于等于竖直挡板至直立炉内侧壁的垂直距离。

4.根据权利要求1所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述床层(220)的倾斜度为10°～15°。

5.根据权利要求1所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述竖直挡板和布风板的水平侧端均与所述直立炉内壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述进气口与最下端的竖直挡板相对设置在所述直立炉的两侧。

7.根据权利要求1所述的高温半焦冷却装置，其特征在于，所述直立炉(100)采用水平截面为矩形的炉体。