CN104789241B - 一种粉煤热解回转炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉煤热解回转炉。所涉及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；所述预热段和热解段安装有多根换热管，所述冷却段安装有多根半焦冷却用换热管。热解段的换热管上间隔设有至少两个热烟气进口便于调整炉长方向温度分布。换热管的使用大幅度提高换热面积，本发明的换热管回转炉，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

一种粉煤热解回转炉

技术领域

本发明涉及大规模粉煤热解用回转炉装置，具体涉及一种粉煤热解回转炉。

背景技术

现有的外热式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产量低的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供一种新型外热式粉煤热解回转炉。

本发明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；所述预热段和热解段固定安装有多根粉煤加热用换热管，所述冷却段固定安装有多根半焦冷却用换热管。

进一步，本发明粉煤加热用换热管与半焦冷却用换热管的长度方向沿回转炉体轴向布置。

进一步，本发明多根粉煤加热用换热管换与多根半焦冷却用换热管各自在回转炉体内径向截面形成环形管层，且围绕回转炉中心，布置1-4层换热管。

进一步，本发明回转炉体中位于热解段的换热管上沿轴向间隔开设有至少两个热烟气进口，通过热烟气进口为热解段内换热管提供热烟气。

进一步，本发明热烟气进口处安装有燃烧室，燃烧室可以使用煤气、或者煤粉、焦粉作为燃烧室燃料；燃烧室助燃空气来自冷却段半焦与炉内冷却管换热后的预热空气。

进一步，本发明回转炉体内安装有导料螺旋，所述换热管固定安装在所述导料螺旋上后与回转炉一起旋转。

进一步，本发明粉煤加热用换热管与半焦冷却用换热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。

进一步，本发明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，所述三角形的顶角指向与所述粉煤热解回转炉的旋转方向相同或平行。

进一步，本发明回转炉体上的煤气出口设在半焦出口端，粉煤热解产生的热煤气从半焦出料罩上方排出炉外，燃后进行除尘净化与冷却收油。

进一步，本发明粉煤加热用换热管的热烟气排出口设在回转炉原煤进料端，炉内换热管内的热烟气与粉煤充分换热后从回转炉进料端排出。

本发明的有益效果是：

(1)本发明回转炉大幅度提高了回转炉的传热面积，同样直径的外热式回转炉，传热面积提高2-8倍，大幅度提高产能；

(2)本发明回转炉热量提供可以是气体燃料或者固体燃料或者液体燃料，尤其是采用固体燃料可以大幅度降低热解所耗燃料成本。

(3)本发明的回转炉多燃烧室，实现了回转炉沿炉长方向温度分布调整的问题，可以方便控制热工制度。

(4)本发明的回转炉采用空气间接冷却的方法回收半焦余热，节约能源，无熄焦污水。

(5)本发明的回转炉将导料螺旋与换热管支架结合，炉体水平放置，避免窑体倾斜设计，便于窑体运行，简化结构。

(6)本发明的回转炉内换热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，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为本发明的粉煤热解回转炉的结构参考示意图；

图2为本发明的防止扬料装置的结构参考示意图。

具体实施方式

现有外热式粉煤热解回转炉存在传热面积小，热效率低的问题，为了增加传热面积，提高传热效率，增加热解炉单位容积热解产量，拟将辐射管技术用于外热式回转式热解炉，可以提高回转炉的加热效率和大幅度提升产能。但是，现有的辐射管都是固定不动的加热元件，如何将辐射管应用到回转炉与回转炉一起旋转是面临的首要问题；其次，回转炉长度较大，要求较长的辐射管，传统的辐射管较短，如何解决烟辐射管长度方向保证较长的有效的壁面温度分布是面临的第二个问题。第三，辐射管直筒型，一般采用煤气作为燃料，每个辐射管对应一个燃烧器，大型回转炉燃烧器过多，故障率高，不便管理和控制。第四，粉煤在回转筒内的辐射管间隙中运动，容易被辐射管带起形成扬料，造成回转炉内粉尘过大，煤气过滤除尘负荷过大等一系列问题。

本发明的回转炉，是将燃气辐射管单独燃烧改为燃烧室燃烧产生高温烟气后，再送入每个辐射管内，将辐射管变成单纯的换热管，通过增加燃烧室个数来满足换热管沿长度方向温度分布不容易控制的问题，获得均匀热量分布加热换热管管壁，换热管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。

实施例：

结合图1-图2，该实施例提供的回转炉装置的结构包括：粉煤进料装置11、回转炉体7、托轮(5、13)和传动装置14；

回转炉体7上设有热煤气出口2、烟气出口10和半焦出口19；回转炉体7内安装有导料螺旋15；

粉煤进料装置11通过进料密封装置12与回转炉体7密封连接；烟气出口10通过烟气密封装置9与回转炉体密封连接；半焦出口19处安装有出料罩1；

回转炉体7内沿粉煤走料方向依次设有预热段、热解段和冷却段，其中；

预热段和热解段安装有换热管16，换热管16上沿轴向间隔开设有三组热烟气进口4，各组热烟气进口4处安装有燃烧室(3、6、8)，各燃烧室通过燃烧密封装置17与回转炉体密封连接；

换热管16沿回转炉轴向平行布置，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层换热管，大幅度提高换热面积，粉煤在换热管之间的缝隙中随回转体流动被加热干燥、热解、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80-200mm的直径的换热管。

冷却段安装有用于半焦冷却的换热管，该用于半焦冷却的换热管设有空气进口18，利用常温空气对半焦进行冷却；冷却换热管在回转炉体内的安装方式与加热换热管在炉体内的安装方式相同。

且每根辐射热解管上焊接有防止扬料装置20，避免旋转过程中的扬料，抑制粉尘发生。防扬料装置的截面为三角形结构，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。

换热管通过各个燃烧室燃料供应量的调节，从而调节沿回转炉轴向的温度分布。换热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。

该粉煤热解回转炉的工作过程：

回转炉体逆时针旋转，粉煤从预热段向热解段和冷却段运行，通过与预热段辐射管换热，实现干燥预热过程；辐射管内的烟气得到冷却排除炉外；预热后的粉煤继续运行，进入热解段，辐射管内的高温烟气用于热解预热后的粉煤，粉煤被热解后，变成半焦进入冷却段，通过与冷却段的辐射管换热，助燃空气和煤气得到预热用于燃烧室燃烧，半焦得到冷却后排除炉外。热煤气从冷却段导出，进入下游的煤气除尘净化工段。

具体说明：室温的粉煤，通过螺旋输送机送入密封的回转炉体内，进入回转炉内换热管间隙，与换热管进行换热，原煤被干燥预热到300℃左右时，进入热解段，与换热管进行换热，被加热到450-500℃以上，粉煤热解产生煤气，自身变为半焦粉在热解段停留30分钟以上后，被送入冷却段与空气换热管换热被冷却到低于300℃排出炉外，热解产生的煤气从冷却端的半焦出料罩排出，煤气排出温度为300℃左右，进入除尘净化冷却工段。

半焦粉磨细后小于75微米被喷入燃烧室与冷却段换热后的助燃空气在燃烧室混合燃烧，助燃空气预热温度为300℃，燃烧产生800-900℃左右的热风被抽入炉内换热管，在热解段换热管壁温度为500-700℃，用于热解粉煤，与粉煤换热后的热风温度降到200℃左右排出炉外，实现与分没得间接换热。

Claims (6)

1.一种粉煤热解回转炉，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；

所述预热段和热解段固定安装有多根粉煤加热用换热管，所述冷却段固定安装有多根半焦冷却用换热管；

所述粉煤加热用换热管换与半焦冷却用换热管的长度方向沿回转炉体轴向布置；

所述多根粉煤加热用换热管换与多根半焦冷却用换热管各自在回转炉体内径向截面形成环形管层，且围绕回转炉中心，布置1-4层换热管；

所述回转炉体内安装有导料螺旋，所述换热管固定安装在所述导料螺旋上；

所述粉煤加热用换热管换与半焦冷却用换热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。

2.如权利要求1所述的粉煤热解回转炉，其特征在于，粉煤加热用换热管上沿轴向间隔开设有至少两个热烟气进口，通过热烟气进口为热解段内换热管提供热烟气。

3.如权利要求2所述的粉煤热解回转炉，其特征在于，所述热烟气进口处安装有燃烧室。

4.如权利要求1所述的粉煤热解回转炉，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，所述三角形的顶角指向与所述粉煤热解回转炉的旋转方向相同或平行。

5.如权利要求1所述粉煤热解回转炉，其特征在于，回转炉体上的煤气出口设在半焦出口端。

6.如权利要求1所述粉煤热解回转炉，其特征在于，粉煤加热用换热管的热烟气排出口设在回转炉原煤进料端。