CN104745212A - 一种辐射热解管及粉煤热解回转炉 - Google Patents

一种辐射热解管及粉煤热解回转炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种辐射热解管及粉煤热解回转炉。所涉及的辐射热解管包括三段依次连接的辐射管，依次分别为第一辐射管、第二辐射管和第三辐射管，所述第二辐射管中设有燃气烧嘴和点火器。所涉及的粉煤热解回转炉包括回转炉体，所述炉体内安装有若干根上述辐射热解管。本发明的粉煤热解回转炉利用烟气余热预热干燥原煤，利用半焦余热预热助燃空气和煤气，热利用率高，粉煤干燥预热、热解和半焦冷却一体化设计，简化热解工艺。本发明的回转炉，换热面积大，处理粉煤量大，结构简单，适合百万吨以上粉煤大规模热解生产使用。

Description

一种辐射热解管及粉煤热解回转炉
技术领域
本发明涉及粉煤热解用装置，具体涉及一种辐射热解管及粉煤热解回转炉。
背景技术
现有的粉煤热解回转炉存在结构复杂，成本高和传热面积小及热效率低的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的之一是提供了一种辐射管。
本发明所提供的辐射热解管包括三段依次连通的辐射管，依次分别为第一辐射管、第二辐射管和第三辐射管，所述第二辐射管中设有燃气烧嘴和点火器。
所述燃气烧嘴联通有煤气输送管，所述煤气输送管穿过第一辐射管。
相邻辐射管之间采用膨胀管连接。
所述第一辐射管的材质为碳钢；所述第二辐射管的材质为内衬为碳化硅的耐高温不锈钢钢管；所述第三辐射管的材质为碳钢；相邻辐射管之间采用不锈钢膨胀管连接。
所述第二辐射管中安装有火检探头。
所述辐射热解管的外壁上安装有防扬料装置，该防扬尘装置的长度方向沿着辐射热解管的轴向延伸，所述防扬尘装置上设有安装面和一顶角，所述安装面安装在辐射热解管外壁上，所述顶角与所述安装面相对。
所述防扬料装置由两块矩形板焊接在辐射管外壁上形成，其截面为三角形，其中三角形顶角方向与安装在回转筒内的辐射管旋转方向相同或平行。
本发明还提供了一种粉煤热解回转炉。
本发明所提供的粉煤热解回转炉包括回转炉体，该回转炉体内设有预热段、热解段和冷却段，所述炉体内安装有若干根上述辐射热解管，辐射热解管的第一辐射管位于冷却段、第二辐射管位于热解段、第三辐射管位于预热段。所述回转炉体内安装有导料螺旋，所述辐射热解管安装在导料螺旋上。
所述防扬尘装置上的顶角指向与所述粉煤热解辐射管回转炉的旋转方向相同或平行。
本发明取得的效果为：
(1)本发明大幅度提高回转炉的传热面积，同样直径的外热式回转炉，传热面积提高3-8倍，大幅度提高产能；
(2)本发明采用三段式辐射管，充分利用半焦的物理热预热助燃空气和煤气，不仅节能，而且为自蔓延燃气烧嘴提供高温气体的保证。
(3)本发明的自蔓延烧嘴，大幅度延长直筒式辐射管的发热段长度，增加了辐射管发热段的温度均匀性，避免足部高温烧损辐射管，同时有利延长粉煤热解度段长度，增加热解时间，增大产量。
(4)采用不同材料，大幅度降低辐射管成本，避免材料浪费。
(5)不同材料段采用膨胀节连接，既解决了金属管热膨胀的问题，又解决了不同材料的连接问题。
(6)将导料螺旋与辐射管支架结合，炉体水平放置，避免窑体倾斜设计，便于窑体运行，简化结构。
(7)辐射管上焊接防止扬料装置，对于降低煤气除尘负荷，有利高温除尘。
综上所述，本发明的粉煤热解回转炉利用烟气余热预热干燥原煤，利用半焦余热预热助燃空气和煤气，热利用率高，粉煤干燥预热、热解和半焦冷却一体化设计，简化热解工艺。本发明的回转炉，换热面积大，处理粉煤量大，结构简单，适合百万吨以上粉煤大规模热解生产使用。
附图说明
图1为本发明辐射热解管的结构参考示意图；
图2为本发明粉煤热解回转炉的结构参考示意图；
图3为本发明的防扬尘装置的结构示意图。
1-煤气活接头；2-辐射管空煤气进口；3-热煤气出口；4-半焦煤气动态密封；5-辐射热解管；6-回转炉体；7-传动大齿轮；8-轮带；9-烟气动态密封；10-烟气出口；11-辐射管出口；12-原煤仓；13-粉煤输送铰刀；14-进料密封装置；15-主传动装置；16-内置点火、火检装置；17-炉体保温层；18-半焦出口；19-防止扬料装置。
具体实施方式
本发明辐射热解管是超长火焰直筒式燃气辐射管，是通过在管内煤气自蔓延燃烧，获得均匀热量加热管壁，管壁通过辐射传热方式将热量传给被加热的物料，当然也包括物料接触辐射管外壁，通过传导传热将管内热量传给被加热物料。
由于辐射管内燃烧器燃烧所需由炉外供给，通过辐射管内的煤气管和炉外煤气源连接，实现辐射管内燃烧的，由于辐射管固定在回转炉内壁，与回转炉一起旋转，本发明炉外煤气源为静止固定的煤气管，辐射热解管是旋转的，需要用动静活接头进行密封连接，其工作原理是动静管道之间采用具有弹性的硅橡胶圈密封，保证煤气顺利送入辐射管内燃烧，同时在动静连接处不能有煤气泄露。
实施例1：
参考图1，该实施例的辐射热解管包括直筒式燃气辐射管，沿轴向方向依次为，第一辐射管101为冷却半焦预热空气和煤气的冷却段，第二辐射管106为煤气燃烧的发热段，第三辐射管107为烟气冷却，用于预热干燥粉煤原料得预热段。
第二辐射管106中安装有煤气烧嘴和电子点火器108及火检探头109。煤气输送管102穿过第一辐射管101进入第二辐射管106，与煤气烧嘴104连接。
其中：预热段采用普通碳钢管；发热段采用内部设有衬碳化硅内衬105的耐高温不锈钢钢管(310S材质)；冷却段采用普通碳钢管。相邻辐射管之间采用不锈钢膨胀管(310s材质)103连接。
实施例2：
结合图1-图3，该实施例提供的回转炉装置的结构包括：原煤仓12、回转炉体6、回转炉体6通过传动大齿轮7、轮带8和主传动装置15驱动，回转炉体6上设有热煤气出口3、烟气出口10、炉体保温层17和半焦出口18，原煤通过粉煤输送铰刀13输送入回转炉体6，且粉煤输送铰刀13与回转炉体6之间通过进料密封装置14密封；热煤气出口3与回转炉体之间通过煤气动态密封装置4密封连接。
辐射热解管5沿回转炉体6轴向平行布置，在回转炉径向截面形成环形辐射管层，视回转炉截面积大小，围绕回转炉中心，布置1-4层辐射管，大幅度提高换热面积，粉煤在辐射热解管之间的缝隙中随回转体流动被加热干燥、热解和冷却后被输送出回转炉。视窑体直径和传热面的要求，布置直径80-400mm的直径的辐射管。
辐射热解管结构同实施例1中所示，其采用超长火焰自蔓延的燃气烧嘴，燃气和空气多次混合来延长火焰长度，避免足部过热。辐射热解管煤气进口与外部总煤气输送管之间采用煤气活接头1密封连接，辐射热解管出口11与烟气出口10连通。
辐射管固定在回转炉内壁的导料螺旋的叶片上，使得导料螺旋不仅起到导料作用，而且起到支撑辐射管的作用。
每根辐射热解管上焊接有防止扬料装置19，避免旋转过程中的扬料，抑制粉尘发生。防扬料装置的结构为三角形结构，其中三角形顶角方向与安装在回转筒内的辐射管旋转方向一致。三角形结构是由两块矩形板焊接在辐射管外壁上形成的，保证在回转筒内安装的辐射管与筒体一起旋转时，不易带起筒内的物料，避免扬料，避免由于扬料造成大量粉尘。
该回转炉的工作过程为：
直径1-8米的回转窑按照炉逆时针旋转，旋转速度为0.5-4转/分钟，0-30毫米粒径的粉煤被送入回转式热解炉，从预热段向冷却段方向运行。
送入炉内的粉煤，首先通过与预热段辐射管换热，被加热到300℃以后，实现干燥预热过程；同时辐射管内燃烧后产生的烟气被冷却到低于200℃排除炉外；其次，预热后的粉煤继续运行，进入热解段，辐射管内的自蔓延烧嘴产生的热量，使得辐射管外壁温度达到500-800℃，用于热解预热后的粉煤，粉煤被加热到450-600℃充分热解后，变成半焦进入冷却段，通过与冷却段的辐射管换热，500℃左右的半焦被冷却到低于250℃，同时助燃空气和煤气得到预热，达到300-400℃，供自蔓延烧嘴燃烧。
冷却后半焦出炉外，热解后产生的含尘含焦油煤气从进料端方向排出炉外，进一步进行净化、收油、脱硫等处理。
粉煤从进入热解炉到变成半焦出热解炉，需经过40分钟到2小时时间。

Claims (10)

1.一种辐射热解管，其特征在于，包括三段依次连通的辐射管，依次分别为第一辐射管、第二辐射管和第三辐射管，所述第二辐射管中设有燃气烧嘴和点火器。
2.如权利要求1所述的辐射热解管，其特征在于，所述燃气烧嘴连通有煤气输送管，所述煤气输送管穿过第一辐射管。
3.如权利要求1所述的辐射热解管，其特征在于，相邻辐射管之间采用膨胀管连接。
4.如权利要求1所述的辐射热解管，其特征在于，所述第一辐射管的材质为碳钢；所述第二辐射管的材质为内衬为碳化硅的耐高温不锈钢钢管；所述第三辐射管的材质为碳钢；相邻辐射管之间采用不锈钢膨胀管连接。
5.如权利要求1所述的辐射热解管，其特征在于，所述第二辐射管中安装有火检探头。
6.如权利要求1所述的辐射热解管，其特征在于，所述辐射热解管的外壁上安装有防扬料装置，该防扬尘装置的长度方向沿着辐射热解管的轴向延伸，所述防扬尘装置上设有安装面和一顶角，所述安装面安装在辐射热解管外壁上，所述顶角与所述安装面相对。
7.如权利要求6所述的辐射热解管，其特征在于，所述防扬料装置由两块矩形板焊接在辐射管外壁上形成，其截面为三角形。
8.一种粉煤热解回转炉，其特征在于，包括回转炉体，该回转炉体内设有预热段、热解段和冷却段，所述炉体内安装有若干根权利要求1-7任一权利要求所述的辐射热解管，辐射热解管的第一辐射管位于冷却段、第二辐射管位于热解段、第三辐射管位于预热段。
9.如权利要求6所述的粉煤热解回转炉，其特征在于，所述回转炉体内安装有导料螺旋，所述辐射热解管安装在所述导料螺旋上。
10.如权利要求6所述的粉煤热解回转炉，其特征在于，所述防扬尘装置上的顶角指向与所述粉煤热解辐射管回转炉的旋转方向相同或平行。
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