CN104560097A - 外热回转式双筒干馏炉 - Google Patents

外热回转式双筒干馏炉 Download PDF

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Abstract

本发明是一种外热回转式双筒干馏炉，旋转外筒由首尾互相靠近的若干节外筒组成，进料端外筒与其内部旋转内筒之间构成环形预热通道，其它旋转外筒与其内部旋转内筒之间的空间为环形半焦料通道；螺旋推料机构连接有位于进料端外筒内的进料斗；第一密封罩内还安装有一个环形透气隔板，以环形透气隔板为界，进料仓的落料口位于进料端外筒一侧，炉渣出口位于另一侧；后方一节旋转外筒的前端口部位向内收敛，该收敛段深入到前方一节旋转外筒中并与该前方一节旋转外筒的后端口之间形成环形缝隙；安装在第二密封罩上的喷射嘴内端对准该环形缝隙或者穿入该环形缝隙；充分利用了干馏副产物半焦的燃烧能量，并尽量减少了副产物的排放量。

Description

外热回转式双筒干馏炉
技术领域
本发明涉及一种干馏炉，具体涉及一种粉状油页岩干馏炉。
背景技术
随着世界石油资源的日益短缺，作为石油的替代品页岩油越来越受到世界各国的高度重视，页岩油将成为21世纪各国争相开发的新能源。我国油页岩资源非常丰富，总储量占世界的第三位，主要分布在东北的吉林、抚顺，广东的茂名以及新疆内蒙等地，含油率在5%-10%的油页岩预测资源为2600亿吨，大于10%的油页岩预测资源为1260以吨。
油页岩干馏是指在隔绝空气的条件下将油页岩加热到干馏温度，将其内部的可燃气及页岩油分离出来的过程。目前，块状油页岩（一般30mm以上）的干馏技术已比较成熟。由于粉状油页岩颗粒小，透气性差，热传递不均等问题难以克服，其干馏技术在国内外都不十分成熟，所以粉状油页岩目前的利用率比较低（粉状与块状的比率约为1:1），造成了资源的极大浪费。
公开号为CN103952165A的中国发明专利申请公开了“一种基于多层回转窑的小颗粒物料干馏方法”，将含水率<5%的油页岩颗粒料（粒度0—20mm）由窑头进入料仓，再被螺旋输送装置送入回转窑内筒，通过同时来自热风炉的高温热烟气（700℃）在外筒与内筒间的环形通道内流通，加热内筒内的物料到500℃，使油页岩物料热解，产生干馏气体和半焦，干馏气体通过净化回收出煤气和页岩油。半焦从内筒进入环形通道内，向物料运行的反方向运行，与内筒内的物料进行热交换，吸收半焦余热，最终一部分半焦出炉，另有少量半焦进入内筒与常温物料进行混合，进一步利用半焦余热。由于这种方法需要另设热风炉以提供高温烟气用于物料干馏，具有设备投资大，能耗高的缺点。另外，干馏产生的半焦被吸收余热后部分进入内筒与常温物料进行混合，进一步利用半焦余热，另一部分半焦出炉。进入内筒的半焦不会在产生油气，仅仅是预热利用，影响了炉具的油气产率。而出炉的半焦没有被利用，不仅造成碳浪费，而且会污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种外热回转式双筒干馏炉，充分利用干馏副产物半焦的燃烧能量，并尽量减少副产物的排放量。
本发明的技术方案如下：
一种外热回转式双筒干馏炉，其特征在于：包括底座和安装在底座上的动力装置，还包括互相套接在一起同步转动的旋转内筒和旋转外筒，旋转内筒和旋转外筒的内壁上设有导料方向相反的螺旋导料板，用于推动物料在筒内轴向移动，其特征在于：所述的旋转外筒由首尾互相靠近的若干节外筒组成，位于进料端的一节进料端外筒与其内部旋转内筒之间构成环形预热通道，其它旋转外筒与其内部旋转内筒之间的空间为环形半焦料通道；所述进料端外筒的外壁上设有与所述动力装置相连接的传动齿圈；所述进料端外筒的外端安装有固定密封端盖，由进料电机驱动的螺旋推料机构从所述固定密封端盖向内穿入进料端外筒中并通过密封机构与旋转内筒进料端相连，该螺旋推料机构连接有位于进料端外筒内的进料斗；旋转内筒的出料端连接有第一除尘器，第一除尘器上端连接有出油气管，下端连接有第一关风机；旋转内筒的出料端还连接有与所述环形半焦料通道相通的半焦螺旋送料器；所述进料端外筒与靠近该进料端外筒的一节旋转外筒之间设有第一密封罩，第一密封罩的上端安装有进料仓，下端设有炉渣出口；第一密封罩内还安装有一个环形透气隔板，以环形透气隔板为界，进料仓的落料口位于进料端外筒一侧，炉渣出口位于另一侧；环形半焦料通道范围内的各节旋转外筒结合处设有将旋转外筒端口罩于其中的第二密封罩；后方一节旋转外筒的前端口部位向内收敛，该收敛段深入到前方一节旋转外筒中并与该前方一节旋转外筒的后端口之间形成环形缝隙；安装在第二密封罩上的喷射嘴内端对准该环形缝隙或者穿入该环形缝隙；所述进料端外筒的外端连接有与所述环形预热通道相通的第二除尘器，第二除尘器的上端连接有烟气出口，下端连接有第二关风机。
由进料电机驱动的螺旋推料机构包括推料筒和安装在推料筒中的推料螺杆，推料筒上安装有进料斗，推料螺杆外端与所述进料电机相连接，内端距离推料筒内端有一段密封空间。
所述的半焦螺旋送料器包括半焦料推料筒和安装在半焦料推料筒中的半焦料推料螺杆，该半焦料推料筒的内端与所述环形半焦料通道相通；半焦料推料筒的筒壁上安装有与旋转内筒的出料端相通的管路，半焦料推料螺杆外端连接有半焦给料电机，内端距离半焦料推料筒内端有一段密封空间，该处密封空间中没有半焦料推料螺杆。
半焦螺旋送料器还连接有出焦控制机；位于内筒出料端的一节出料端外筒的外端还连接一个密封箱体，所述第一除尘器、出焦控制机、第一关风机和半焦螺旋送料器的主体部分位于该密封箱体中。
本发明的积极效果在于：
第一、干馏后的半焦温度在500-600℃，且含有一定比例的碳，进入环形半焦料通道后再使其燃烧，随着干馏炉的转动向后移动并对旋转内筒的外壁进行加热，燃烧后的残渣由炉渣出口排到炉外。干馏产生的油气由油气出口排出，经除尘系统、除焦系统、脱硫系统、催化系统后生产出最终产品汽油和柴油。本发明充分利用了干馏副产物半焦的燃烧能量，并尽量减少了副产物的排放量。
相邻外筒之间设置有环形缝隙，并在环形缝隙处设置有喷射嘴，利用喷射嘴向环形半焦料通道内喷射助燃气体，或者在半焦燃烧达不到干馏温度时通过该喷射嘴向内筒外壁喷射火焰，充分利用干馏副产物半焦燃烧能量的前提下确保内筒干馏温度达到工艺要求。
第二、半焦螺旋送料器的出料端具有一段不设螺旋的筒体作为料封间隙。使用时该料封间隙中始终充满半焦料用于隔离环形半焦料通道10与旋转内筒的筒腔。确保环形半焦料通道10与旋转内筒的筒腔之间没有气体流通，避免了火焰进入旋转内筒引起的爆炸。
同样道理，推料螺杆内端距离推料筒内端有一段密封空间，该处密封空间中没有推料螺杆，积存在该密封空间中的物料起到密封作用。
第三、半焦燃烧产生的烟气经过环形预热通道，对原料进行预热和干燥，携带水蒸气排出系统，不仅进一步利用了半焦燃烧余热，而且降低了对原料干燥度的要求。
第四、后方一节旋转外筒的前端口部位向内收敛，该收敛段深入到前方一节旋转外筒中并与该前方一节旋转外筒的后端口之间形成环形缝隙。这一独特设计确保半焦料在相邻两节旋转外筒之间顺利通过，而不会从环形缝隙漏出。
附图说明
图1是本发明的结构和工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
如图1，本发明的实施例包括底座18和安装在底座18上的动力装置20。还包括互相套接在一起同步转动的旋转内筒12和旋转外筒11。旋转外筒11通过旋转轮托轮19坐落在底座18上。
所述的旋转外筒11由首尾互相靠近的若干节外筒组成，位于进料端的一节进料端外筒与其内部旋转内筒12之间构成环形预热通道。其它旋转外筒与其内部旋转内筒12之间的空间为环形半焦料通道10。所述进料端外筒的外壁上设有传动齿圈5，与所述传动齿圈5相啮合的齿轮与所述动力装置20相连接，动力装置20通过传动齿圈5驱动进料端外筒旋转，进料端外筒驱动与其相连的旋转内筒旋转，旋转内筒驱动与其相连的其它各节旋转外筒11同步转动。
所述进料端外筒的外端安装有固定密封端盖2，由进料电机1驱动的螺旋推料机构从所述固定密封端盖2向内穿入进料端外筒中并通过盘根密封机构4与旋转内筒12进料端相连。螺旋推料机构包括推料筒和安装在推料筒中的推料螺杆，推料筒上安装有位于进料端外筒内的进料斗3，推料螺杆外端与所述进料电机1相连接，内端距离推料筒内端有一段密封空间，该处密封空间中没有推料螺杆，积存在该密封空间中的物料起到密封作用。
旋转内筒12和旋转外筒11的内壁上设有导料方向相反的螺旋导料板，用于推动物料在筒内轴向移动。随着旋转内筒12和旋转外筒11的转动，干馏料在旋转内筒12中向内筒出料端移动，再返回至环形半焦料通道10中并向内筒进料端移动。
旋转内筒12的出料端连接有第一除尘器14，第一除尘器14上端连接有出油气管，下端连接有第一关风机24。旋转内筒12的出料端还连接有半焦螺旋送料器，该半焦螺旋送料器包括半焦料推料筒和安装在半焦料推料筒中的半焦料推料螺杆，该半焦料推料筒的内端与所述环形半焦料通道10相通。半焦螺旋送料器将旋转内筒12出料端排出的半焦料输送到所述环形半焦料通道10中，半焦料随旋转外筒11的旋转移动并燃烧做功，对旋转内筒12实施加热。
半焦料推料筒的筒壁上安装有与旋转内筒12的出料端相通的管路，半焦料推料螺杆外端连接有半焦给料电机15，内端距离半焦料推料筒内端有一段密封空间，该处密封空间中没有半焦料推料螺杆，积存在该密封空间中的半焦起到密封作用。该半焦料推料筒的筒壁上还连接有出焦控制机23，在半焦量超出系统燃烧需求时，通过该出焦控制机23能够将一部分半焦导出系统。
位于内筒出料端的一节出料端外筒的外端连接有密封端盖，半焦螺旋送料器内端从该密封端盖穿入所述环形半焦料通道10。位于内筒出料端的一节出料端外筒的外端还可以连接一个密封箱体13，所述第一除尘器14、出焦控制机23、第一关风机24和半焦螺旋送料器的主体部分位于该密封箱体13中。
所述进料端外筒与靠近该进料端外筒的一节旋转外筒之间设有第一密封罩8，该第一密封罩8通过支座安装在底座18上。第一密封罩8的上端安装有带有进料控制机7的进料仓6，下端设有炉渣出口21。第一密封罩8内还安装有一个环形透气隔板8-1，以环形透气隔板8-1为界，进料仓6的落料口位于进料端外筒一侧，炉渣出口21位于另一侧（即靠近该进料端外筒的一节旋转外筒一侧）。该环形透气隔板8-1的作用是避免进料仓6的落料进入所述环形半焦料通道10，并避免半焦料料渣进入环形预热通道中，但允许半焦燃烧产生的烟气通过。
环形半焦料通道10范围内的各节旋转外筒结合处（即互相靠近端）设有将旋转外筒端口罩于其中的第二密封罩9，第二密封罩9通过支座安装在底座18上。以环形半焦料通道10内半焦料运动方向自后向前为参照，后方一节旋转外筒的前端口部位向内收敛，该收敛段深入到前方一节旋转外筒中并与该前方一节旋转外筒的后端口之间形成环形缝隙，安装在第二密封罩9上的喷射嘴22内端对准该环形缝隙或者穿入该环形缝隙，喷射嘴22的作用是向环形半焦料通道10内喷射助燃气体或者喷射火焰。
所述进料端外筒的外端连接有与所述环形预热通道相通的第二除尘器17，第二除尘器17的上端连接有烟气出口，下端连接有第二关风机16。
在进料端外筒的螺旋导料板作用下，从进料仓6落入的原料在环形预热通道内向进料斗3一侧移动并被半焦燃烧烟气预热、干燥，经向进料斗3和螺旋推料机构进入旋转内筒12内，在旋转内筒12的螺旋导料板作用下向内筒出料端移动并被干馏。
干馏产生的油气由出油气管排出，经除尘系统、除焦系统、脱硫系统、催化系统后生产出最终产品汽油和柴油。干馏后的半焦温度在500-600℃，且含有一定比例的碳，进入环形半焦料通道10，在旋转外筒11的螺旋导料板作用下向炉渣出口21移动，移动过程中燃烧做功。
燃烧后的残渣由炉渣出口21排到炉外，烟气穿过环形透气隔板8-1进入环形预热通道内进一步被利用，最后携带干燥原料产生的水蒸气经第二除尘器17上的烟气出口排出系统。

Claims (4)

1.一种外热回转式双筒干馏炉，其特征在于：包括底座（18）和安装在底座（18）上的动力装置（20），还包括互相套接在一起同步转动的旋转内筒（12）和旋转外筒（11），旋转内筒（12）和旋转外筒（11）的内壁上设有导料方向相反的螺旋导料板，用于推动物料在筒内轴向移动，其特征在于：所述的旋转外筒（11）由首尾互相靠近的若干节外筒组成，位于进料端的一节进料端外筒与其内部旋转内筒（12）之间构成环形预热通道，其它旋转外筒与其内部旋转内筒（12）之间的空间为环形半焦料通道（10）；所述进料端外筒的外壁上设有与所述动力装置（20）相连接的传动齿圈（5）；所述进料端外筒的外端安装有固定密封端盖（2），由进料电机（1）驱动的螺旋推料机构从所述固定密封端盖（2）向内穿入进料端外筒中并通过密封机构与旋转内筒（12）进料端相连，该螺旋推料机构连接有位于进料端外筒内的进料斗（3）；旋转内筒（12）的出料端连接有第一除尘器（14），第一除尘器（14）上端连接有出油气管，下端连接有第一关风机（24）；旋转内筒（12）的出料端还连接有与所述环形半焦料通道（10）相通的半焦螺旋送料器；所述进料端外筒与靠近该进料端外筒的一节旋转外筒之间设有第一密封罩（8），第一密封罩（8）的上端安装有进料仓（6），下端设有炉渣出口（21）；第一密封罩（8）内还安装有一个环形透气隔板（8-1），以环形透气隔板（8-1）为界，进料仓（6）的落料口位于进料端外筒一侧，炉渣出口（21）位于另一侧；环形半焦料通道（10）范围内的各节旋转外筒结合处设有将旋转外筒端口罩于其中的第二密封罩（9）；后方一节旋转外筒的前端口部位向内收敛，该收敛段深入到前方一节旋转外筒中并与该前方一节旋转外筒的后端口之间形成环形缝隙；安装在第二密封罩（9）上的喷射嘴（22）内端对准该环形缝隙或者穿入该环形缝隙；所述进料端外筒的外端连接有与所述环形预热通道相通的第二除尘器（17），第二除尘器（17）的上端连接有烟气出口，下端连接有第二关风机（16）。
2.如权利要求1所述的外热回转式双筒干馏炉，其特征在于：由进料电机（1）驱动的螺旋推料机构包括推料筒和安装在推料筒中的推料螺杆，推料筒上安装有进料斗（3），推料螺杆外端与所述进料电机（1）相连接，内端距离推料筒内端有一段密封空间。
3.如权利要求1所述的外热回转式双筒干馏炉，其特征在于：所述的半焦螺旋送料器包括半焦料推料筒和安装在半焦料推料筒中的半焦料推料螺杆，该半焦料推料筒的内端与所述环形半焦料通道（10）相通；半焦料推料筒的筒壁上安装有与旋转内筒（12）的出料端相通的管路，半焦料推料螺杆外端连接有半焦给料电机（15），内端距离半焦料推料筒内端有一段密封空间，该处密封空间中没有半焦料推料螺杆。
4.如权利要求1所述的外热回转式双筒干馏炉，其特征在于：半焦螺旋送料器还连接有出焦控制机（23）；位于内筒出料端的一节出料端外筒的外端还连接一个密封箱体（13），所述第一除尘器（14）、出焦控制机（23）、第一关风机（24）和半焦螺旋送料器的主体部分位于该密封箱体（13）中。
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