CN105121601A - 干馏装置 - Google Patents

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Abstract

干馏装置具备：内筒(112)，其使低品位煤(1)在内部流通；供料器(113)，其供给低品位煤(1)；加热机构(111、117、118、119)，其对低品位煤(1)进行加热；发射器(116)，其将生成的干馏煤(2)以及干馏气体(3)送出；基准气体供给源(115)，其向干馏气体(3)添加氮气等基准气体(4)；气体浓度测量装置(131)，其对来自发射器(116)的干馏气体(3)与基准气体(4)的混合气体中的二氧化碳的浓度Cc以及基准气体(4)的浓度Cs进行测量；以及运算控制装置(130)，其根据所述浓度Cc、Cs、基准气体(4)的供给流量Fs、低品位煤(1)的供给重量Wo来计算二氧化碳的产生量Fc，根据预先输入的映射表求出低品位煤(1)的干馏比例Dt，该运算控制装置(130)以形成作为目标的干馏比例Dr的方式控制加热机构(118a)。

Description

干馏装置
技术领域
本发明涉及一种干馏装置，该干馏装置一边使固态的有机物流通一边对其加热并连续地进行干馏。
背景技术
在一边使固态的有机物流通一边对其进行加热并连续地进行干馏的情况下，例如，能够应用下述专利文献1所记载的回转炉。该专利文献1所记载的回转炉向内筒(炉芯管)供给有机物(处理物)并使该内筒旋转，由此能够一边使有机物在该内筒的内部流通，一边向外筒(加热炉)内吹入热风，对有机物进行加热并连续地进行干馏，并且通过利用设置于所述内筒的热电偶测量有机物的温度，能够调节所述热风的温度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-292068号公报
然而，在前述的专利文献1所记载的回转炉中，将与所述热电偶接触的有机物的温度判断为有机物整体的温度，因此，若与该热电偶接触的有机物的温度相对于有机物整体的平均温度大幅偏离，则有机物整体未以所需的足够的热量被加热，担心无法将有机物整体以作为目标的干馏比例(程度)进行干馏。
发明内容
发明要解决的课题
根据以上情况，本发明的目的在于提供一种干馏装置，该干馏装置能够将有机物整体以作为目标的干馏比例高精度地进行干馏。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的第一方案的干馏装置的特征在于，具备：炉主体，其使固态的有机物在内部流通；有机物供给机构，其向所述炉主体的内部供给所述有机物；加热机构，其对所述炉主体的内部的所述有机物进行加热；送出机构，其将在所述炉主体的内部被加热并干馏后的固态的干馏物以及干馏气体送出；基准气体供给机构，其向所述干馏气体添加由非活性气体构成的基准气体；气体浓度测量机构，其对由从所述送出机构送出的所述干馏气体与所述基准气体的混合气体中的、一氧化碳、二氧化碳、氢气、烃类气体、H2O中的至少一种构成的检量气体的浓度Cc以及所述基准气体的浓度Cs进行测量；以及运算控制机构，其根据通过所述气体浓度测量机构测量出的所述检量气体的浓度Cc以及所述基准气体的浓度Cs、以及从所述基准气体供给机构添加的所述基准气体的每单位时间的流量Fs以及从所述有机物供给机构向所述炉主体的内部供给的所述有机物的每单位时间的重量Wo，通过下述式(1)来计算从每单位重量的该有机物的产生的所述检量气体的产生量Fc，根据预先输入的该检量气体的产生量Fc与每单位重量的该有机物的干馏比例的关系映射表，求出每单位重量的该有机物的干馏比例Dt，运算控制机构以使该干馏比例Dt成为作为目标的干馏比例Dr的方式控制所述加热机构。
Fc＝{Fs(Cc/Cs)}/Wo(1)
另外，在第一方案的基础上，第二方案的干馏装置的特征在于，所述运算控制机构在所述干馏比例Dt比所述干馏比例Dr小的情况下以使所述有机物的加热温度上升的方式控制所述加热机构。
另外，在第一或者第二方案的基础上，第三方案的干馏装置的特征在于，所述运算控制机构在所述干馏比例Dt比所述干馏比例Dr大的情况下以使所述有机物的加热温度下降的方式控制所述加热机构。
另外，在第一至第三方案中的任一方案的基础上，第四方案的干馏装置的特征在于，所述加热机构从外侧加热所述炉主体。
另外，在第一至第四方案中的任一方案的基础上，第五方案的干馏装置的特征在于，所述基准气体供给机构向所述炉主体的所述有机物的流通方向上游侧供给所述基准气体。
另外，在第一至第五方案中的任一方案的基础上，第六方案的干馏装置的特征在于，所述有机物是低品位煤。
发明效果
根据本发明的干馏装置，运算控制机构根据所述检量气体的浓度Cc以及所述基准气体的浓度Cs、所述基准气体的流量Fs以及所述有机物的重量Wo，通过所述式(1)来计算所述检量气体的产生量Fc，根据预先输入的该检量气体的产生量Fc与该有机物的干馏比例的关系映射表求出该有机物的干馏比例Dt，且以使该干馏比例Dt成为作为目标的干馏比例Dr的方式控制加热机构，因此，能够根据干馏结束后的所述有机物整体的干馏比例(程度)来设定该有机物的加热量，故而，即便炉主体内的有机物的温度局部大幅波动，也能够不被该波动影响地以所需的足够的热量加热有机物整体。其结果是，能够将有机物整体以作为目标的干馏比例Dr高精度地进行干馏。
附图说明
图1是本发明的干馏装置的主要实施方式的简要结构图。
图2是向图1的干馏装置的运算控制装置预先输入的、每单位重量的低品位煤的二氧化碳产生量与低品位煤的干馏比例(程度)的、针对低品位煤的各品种的关系映射表。
图3是向本发明的干馏装置的其他实施方式的运算控制机构预先输入的、每单位重量低品位煤的一氧化碳产生量与低品位煤的干馏比例(程度)的、针对低品位煤的各品种的关系映射表。
图4是向本发明的干馏装置的其他实施方式的运算控制机构预先输入的、每单位重量低品位煤的甲烷(烃类气体)产生量与低品位煤的干馏比例(程度)的、针对低品位煤的各品种的关系映射表。
具体实施方式
根据附图对本发明的干馏装置的实施方式进行说明，但本发明不仅限定于基于附图而说明的以下的实施方式。
<主要实施方式>
根据图1、2对本发明的干馏装置的主要实施方式进行说明。
如图1所示，内筒(炉主体)112以能够旋转的方式支承在被固定支承的外筒(jacket)111的内部。在内筒112的基端侧(图1中的左侧)连结有输送固态的有机物即干燥后的褐煤、次烟煤等这样的低品位煤(低质煤)1的供料器113的前端侧(图1中的右侧)，并且该供料器13能够使该内筒112旋转。
在所述供料器113的基端侧(图1中的左侧)设置有装入所述低品位煤1的供给料斗114。在所述内筒112的基端侧，经由流量调节阀115a连结有供给由氮气构成的基准气体4的基准气体的作为供给机构的基准气体供给源115。
在所述内筒112的前端侧(图1中的右侧)连结有作为送出机构的发射器116，并且该发射器116能够使该内筒112旋转，该发射器116将对所述低品位煤1进行干馏而成的固态的干馏物即干馏煤2向下方落下送出，并且将伴随着该低品位煤1的干馏而生成的干馏气体3从上方送出。所述发射器116的上方与使所述干馏气体3燃烧的燃烧炉117连结。
在所述燃烧炉117上，经由流量调节阀118a连结有向该燃烧炉117的内部供给天然气等燃烧用的燃料5的燃料供给源118，并且连结有向该燃烧炉117的内部供给燃烧用的空气6的鼓风机119，该燃烧炉117使所述干馏气体3与上述燃料5以及上述空气6一并燃烧，由此能够产生燃烧气体7并将其送出。
所述燃烧炉117的所述燃烧气体7的送出口与所述外筒111的内部连结。在所述外筒111上连结有排气线路111a，该排气线路111a将输送到该外筒111的内部的所述燃烧气体7向系统外排出。
在所述发射器116的上方与所述燃烧炉117之间连接有作为气体浓度测量机构的气体色谱仪等气体浓度测量装置131，该气体浓度测量装置131分取从该发射器116送出的所述干馏气体3与所述基准气体4的混合气体，测量该气体中的各组成的浓度。所述气体浓度测量装置131与作为运算控制机构的运算控制装置130的输入部电连接。
所述运算控制装置130的输出部与所述供料器113的驱动马达113a、所述基准气体供给源115的所述流量调节阀115a、所述燃料供给源118的所述流量调节阀118a、所述鼓风机119电连接，该运算控制装置130能够根据来自所述气体浓度测量装置131的信息以及预先输入的信息等，对所述驱动马达113a、所述流量调节阀115a、118a、所述鼓风机119等进行工作控制(详细内容后述)。
需要说明的是，在本实施方式中，通过所述供料器113、所述供给料斗114等来构成有机物供给机构，通过所述外筒111、所述燃烧炉117、所述燃料供给源118、所述鼓风机119等来构成加热机构。
接下来说明本实施方式的这种干馏装置100的工作。
在将所述低品位煤1装入所述供给料斗114之后，将该低品位煤1的品种、该低品位煤1的作为目标的干馏比例(程度)Dr、向所述内筒112内供给的所述低品位煤1的每单位时间的重量Wo、向所述内筒112内供给的所述基准气体4的每单位时间的流量Fs分别输入至所述运算控制装置130，并且，当使所述内筒112旋转时，该运算控制装置130对所述供料器113的所述驱动马达113a进行工作控制，以便以输入的每单位时间的重量Wo向该内筒112内供给该低品位煤1，并且对所述基准气体供给源115的所述流量调节阀115a进行工作控制，以便以输入的每单位时间的流量Fs向该内筒112内供给该基准气体4，另一方面，还对所述燃料供给源118的所述流量调节阀118a以及所述鼓风机119进行工作控制，以便以运转开始时的基准流量输送所述燃料5以及所述空气6，在该燃烧炉117内产生基准温度的燃烧气体7并输送到所述外筒111内。
向所述内筒112内供给的所述低品位煤1伴随着该内筒112的旋转，一边从该内筒112的基端侧(图1中的左侧)朝向前端侧(图1中的右侧)被搅拌一边流通移动，于此同时，所述低品位煤1通过向所述外筒111内输送的所述燃烧气体7借助该内筒112被间接加热，被干馏而形成干馏煤2，向所述发射器116送出，并从该发射器116的下方向系统外送出。
需要说明的是，对所述内筒112进行加热后的所述燃烧气体7经由所述排气线路111a向系统外排出。
另外，伴随着所述低品位煤1的加热干馏而产生的所述干馏气体3一边与从所述基准气体供给源115向所述内筒112内的所述低品位煤1的流通方向上游侧供给的所述基准气体4在该内筒112内混合，一边向所述发射器116送出，形成与该基准气体4的混合气体后从该发射器116的上方送出，其一部分被分取至所述气体浓度测量装置131，另一方面，其剩余部分被输送到所述燃烧炉117内并与所述燃料5以及所述空气6一起燃烧，形成燃烧气体7并向所述外筒111内输送。
所述气体浓度测量装置131测量所分取的所述混合气体中的检查气体即二氧化碳以及所述基准气体4的组成比例(浓度)，将该信息发送至所述运算控制装置130。
所述运算控制装置130根据之前输入的向所述内筒112内供给的所述低品位煤1的每单位时间的重量Wo以及向所述内筒112内供给的所述基准气体4的每单位时间的流量Fs、以及来自所述气体浓度测量装置131的信息即所述混合气体中的二氧化碳的组成比例(浓度)Cc以及所述基准气体4的组成比例(浓度)Cs，通过下述的式(1)来计算每单位重量的所述低品位煤1的二氧化碳产生量(体积)Fc。
Fc＝{Fs(Cc/Cs)}/Wo(1)
接着，所述运算控制装置130根据预先输入的每单位重量的所述低品位煤1的二氧化碳产生量(体积)Fc与每单位重量的该低品位煤1的干馏减量(重量)、即所述干馏煤2的干馏比例(程度)Dt的关系映射表(参照图2)，求出对应于与之前输入的该低品位煤1的品种对应的所述二氧化碳的产生量Fc的、该干馏煤2的干馏比例(程度)Dt。
然后，所述运算控制装置130对所述干馏煤2的所述干馏比例(程度)Dt与之前输入的作为目标的所述干馏比例(程度)Dr进行比较，在上述干馏比例(程度)Dt是处于上述干馏比例(程度)Dr的允许误差范围内的值的情况下，判断为正在以作为目标的上述干馏比例(程度)Dr对所述低品位煤1进行干馏，对所述燃料供给源118的所述流量调节阀118a进行工作控制，以便以当前的流量输送所述燃料5。
另一方面，在上述干馏比例(程度)Dt不处于上述干馏比例(程度)Dr的允许误差范围内，而是比该干馏比例(程度)Dr小的值(Dt＜Dr)的情况下，所述运算控制装置130判断为每单位重量的所述低品位煤1的干馏减量(重量)少，即上述干馏煤2的干馏比例(程度)小，对所述燃料供给源118的所述流量调节阀118a进行工作控制，以便以高于当前流量的方式输送所述燃料5，从而使所述燃烧气体7的温度上升。
另外，在上述干馏比例(程度)Dt不处于上述干馏比例(程度)Dr的允许误差范围内，是比该干馏比例(程度)Dr大的值(Dt＞Dr)的情况下，所述运算控制装置130判断为每单位重量的所述低品位煤1的干馏减量(重量)多，即上述干馏煤2的干馏比例(程度)大，对所述燃料供给源118的所述流量调节阀118a进行工作控制，以便以低于当前流量的方式输送所述燃料5，从而使所述燃烧气体7的温度降低。
由此，所述干馏煤2始终以成为作为目标的干馏比例(程度)Dr的方式被干馏。
换句话说，在本实施方式的干馏装置100中，通过检测与干馏后的所述干馏煤2一起从所述发射器116送出的干馏结束后的所述干馏气体3中的二氧化碳(检量气体)的浓度，根据预先求出的关系映射表求出上述干馏煤2的干馏比例(程度)，并调节所述燃烧气体7的温度。
因此，在本实施方式的干馏装置100中，能够根据干馏结束后的所述干馏煤2整体的干馏比例(程度)来设定所述低品位煤1的加热量，因此，即便所述内筒112内的所述低品位煤1的温度局部大幅波动，也能够不被该波动影响地以所需的足够的热量加热该低品位煤1整体。
因此，根据本实施方式的干馏装置100，能够将所述低品位煤1整体以作为目标的干馏比例Dr高精度地干馏。
另外，由于向所述干馏气体3供给所述基准气体4，根据相对于该基准气体4的该干馏气体3中的二氧化碳的比例求出二氧化碳的产生量，因此，例如与根据从所述发射器116送出的所述干馏气体3的流量求出二氧化碳的产生量的情况相比，能够更高精度地计算二氧化碳的产生量，能够更可靠地以作为目标的干馏比例Dr高精度地对所述低品位煤1整体进行干馏。
其原因在于，若想要在所述发射器116与所述气体浓度测量装置131之间设置流量计等来测量所述干馏气体3的流量，则该干馏气体3中含有的焦油成分等会附着于该流量计等，容易变得难以准确地测量该干馏气体3的流量。
<其他实施方式>
需要说明的是，在前述的实施方式中，使所述基准气体供给源115与所述内筒112的基端侧、即所述低品位煤1的流通方向上游侧连接，向该内筒112的内部供给所述基准气体4，但作为其他实施方式，例如，也可以在所述发射器116与所述气体浓度测量装置131之间连接所述基准气体供给源115，向所述干馏气体3供给所述基准气体4。
然而，若如前述的实施方式那样，将所述基准气体供给源115连接在所述内筒112的基端侧、即所述低品位煤1的流通方向上游侧，向该内筒112的内部供给所述基准气体4，则能够简单且可靠地将所述干馏气体3与所述基准气体4均匀地混合，因此非常优选。
另外，在前述的实施方式中，说明了在被固定支承的外筒111的内部将内筒112支承为能够旋转的干馏装置100的情况，但作为其他实施方式，例如，也能够采用利用外筒(jacket)覆盖内筒(炉主体)的外周，在该内筒的内部配设有网带输送机等的输送机类型的干馏装置。
另外，在前述的实施方式中，通过所述燃烧气体7对所述内筒112内的所述低品位煤1进行加热并干馏，作为其他实施方式，例如也可以通过利用电加热器等对所述内筒112进行加热，从而对该内筒112内的所述低品位煤1进行干馏。
然而，若如前述的实施方式那样，通过所述燃烧气体7对所述内筒112内的所述低品位煤1进行加热并干馏，则能够将伴随着所述低品位煤1的干馏而产生的所述干馏气体3用作为所述燃烧气体7的原料，能够实现有效利用，故而非常优选。
另外，在前述的实施方式中，通过将所述燃烧气体7向所述外筒111内输送，从而经由所述内筒112间接加热所述低品位石煤1来进行干馏，但作为其他实施方式，例如，也可以通过使所述燃烧气体7向热交换器流通，并且使所述基准气体4向该热交换器流通，由此对该基准气体4进行加热，将加热后的该基准气体4向所述内筒112内供给，直接加热所述低品位煤1来进行干馏。
然而，若想要通过加热所述基准气体4，将加热后的该基准气体4供给至所述内筒112内，由此直接对所述低品位煤1进行加热并干馏，则必须大量使用所述基准气体4，成本增高，故而不太优选。
另外，在前述的实施方式中，将所述干馏气体3中的二氧化碳用作检量气体，但作为其他实施方式，例如，也可以将所述干馏气体3中的一氧化碳用作检量气体，如图3所示，根据每单位重量的所述低品位煤1的一氧化碳产生量(体积)Fc与每单位重量的该低品位煤1的干馏减量(重量)、即所述干馏煤2的干馏比例(程度)Dt的关系映射表，求出对应于与之前输入的该低品位煤1的品种对应的所述一氧化碳的产生量Fc的、该干馏煤2的干馏比例(程度)Dt，或者将所述干馏气体3中的甲烷(烃类气体)用作检量气体，如图4所示，根据每单位重量的所述低品位煤1的甲烷(烃类气体)产生量(体积)Fc与每单位重量的该低品位煤1的干馏减量(重量)、即所述干馏煤2的干馏比例(程度)Dt的关系映射表，求出对应于与之前输入的该低品位煤1的品种对应的所述甲烷(烃类气体)的产生量Fc的、该干馏煤2的干馏比例(程度)Dt。
此外，还能够将所述干馏气体3中的氢气用作检量气体，或将所述干馏气体3中的H2O用作检量气体，只要考虑到预先求出的所述映射表所示的关系特性，根据作为目标的干馏比例Dt的值酌情选择适当种类的检量气体即可。
此时，也能够根据需要选择多种所述检量气体并组合利用。
另外，在前述的实施方式中，说明了应用氮气作为所述基准气体4的情况，但作为其他实施方式，例如，只要是氦气、氩气等非活性气体，就能够用作所述基准气体4。
然而，若如前述的实施方式应用氮气，由于能够抑制成本，因此非常优选。
另外，在前述的实施方式中，说明了对所述低品位煤1进行加热并干馏的情况，但本发明不局限于此，只要是对固态的有机物进行加热并干馏的情况，则能够与前述的实施方式的情况同样地应用，并获得与前述的实施方式的情况相同的作用效果。
工业上的可利用性
若本发明的干馏装置例如应用于对褐煤、次烟煤等这样的低品位煤(低质煤)进行干馏的情况，则能够以作为目标的干馏比例高精度地对低品位煤整体进行干馏，因此在工业上极其有利。
附图标记说明
1：低品位煤(低质煤)
2：干馏煤
3：干馏气体
4：基准气体
5：燃料
6：空气
7：燃烧气体
100：干馏装置
111：外筒
112：内筒
113：供料器
113a：驱动马达
114：供给料斗
115：基准气体供给源
115a：流量调节阀
116：发射器
117：燃烧炉
118：燃料供给源
118a：流量调节阀
119：鼓风机
130：运算控制装置
131：气体浓度测量装置

Claims (6)

1.一种干馏装置，其特征在于，具备：
炉主体，其使固态的有机物在内部流通；
有机物供给机构，其向所述炉主体的内部供给所述有机物；
加热机构，其对所述炉主体的内部的所述有机物进行加热；
送出机构，其将在所述炉主体的内部被加热并干馏后的固态的干馏物以及干馏气体送出；
基准气体供给机构，其向所述干馏气体添加由非活性气体构成的基准气体；
气体浓度测量机构，其对由从所述送出机构送出的所述干馏气体与所述基准气体的混合气体中的、一氧化碳、二氧化碳、氢气、烃类气体、H2O中的至少一种构成的检量气体的浓度Cc以及所述基准气体的浓度Cs进行测量；以及
运算控制机构，其根据通过所述气体浓度测量机构测量出的所述检量气体的浓度Cc以及所述基准气体的浓度Cs、以及从所述基准气体供给机构添加的所述基准气体的每单位时间的流量Fs以及从所述有机物供给机构向所述炉主体的内部供给的所述有机物的每单位时间的重量Wo，通过下述式(1)来计算从每单位重量的该有机物的产生的所述检量气体的产生量Fc，根据预先输入的该检量气体的产生量Fc与每单位重量的该有机物的干馏比例的关系映射表，求出每单位重量的该有机物的干馏比例Dt，运算控制机构以使该干馏比例Dt成为作为目标的干馏比例Dr的方式控制所述加热机构，
Fc＝{Fs(Cc/Cs)}/Wo(1)。
2.根据权利要求1所述的干馏装置，其特征在于，
所述运算控制机构在所述干馏比例Dt比所述干馏比例Dr小的情况下以使所述有机物的加热温度上升的方式控制所述加热机构。
3.根据权利要求1或2所述的干馏装置，其特征在于，
所述运算控制机构在所述干馏比例Dt比所述干馏比例Dr大的情况下以使所述有机物的加热温度下降的方式控制所述加热机构。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的干馏装置，其特征在于，
所述加热机构从外侧加热所述炉主体。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的干馏装置，其特征在于，
所述基准气体供给机构向所述炉主体的所述有机物的流通方向上游侧供给所述基准气体。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的干馏装置，其特征在于，
所述有机物是低品位煤。
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