CN105910428B - 辐射管加热转底炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐射管加热转底炉，包括：炉体、辐射管和强化换热装置，所述炉体包括中空环形腔体，所述腔体内限定出炉膛空间，所述腔体的底部为可转动的炉底，所述炉底为中空环形结构，所述炉底内限定出炉底空间，所述炉底空间和所述炉膛空间之间通过多个连通孔连通；所述辐射管设在所述炉膛空间内；所述强化换热装置设在所述炉体上，所述强化换热装置构造成使所述炉体内的气流通过所述多个连通孔穿过放置在所述炉底上的物料从所述炉膛空间流向所述炉底空间或从所述炉底空间流向所述炉膛空间。根据本发明的辐射管加热转底炉，炉体内的气流可以上下交替地穿过炉底上的物料，加强炉体内气体与物料的对流换热，从而提高了辐射管加热转底炉的换热能力，提升了物料的热解速率。

Description

辐射管加热转底炉

技术领域

本发明涉及热解技术领域，尤其是涉及一种辐射管加热转底炉。

背景技术

相关技术中，辐射管加热转底炉内的物料内部升温速率限制物料热解速率，而该辐射管加热转底炉内的物料内部升温率速率低的主要原因如下：高温气流不易穿透物料层，辐射换热无法达到物料内部；物料导热系数小，导热换热能力低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种辐射管加热转底炉，所述辐射管加热转底炉的换热能力高。

根据本发明的辐射管加热转底炉，包括：炉体，所述炉体包括中空环形腔体，所述腔体内限定出炉膛空间，所述腔体的底部为可转动的炉底，所述炉底为中空环形结构，所述炉底内限定出炉底空间，所述炉底空间和所述炉膛空间之间通过多个连通孔连通；辐射管，所述辐射管设在所述炉膛空间内；以及强化换热装置，所述强化换热装置设在所述炉体上，所述强化换热装置构造成使所述炉体内的气流通过所述多个连通孔穿过放置在所述炉底上的物料从所述炉膛空间流向所述炉底空间或从所述炉底空间流向所述炉膛空间。

根据本发明的辐射管加热转底炉，通过设置强化换热装置，炉体内的气流可以上下交替地穿过炉底上的物料，加强炉体内气体与物料的对流换热，从而提高了辐射管加热转底炉的换热能力，提升了物料的热解速率。

根据本发明的一些实施例，所述强化换热装置包括：与所述炉膛空间相通的炉膛出口；与所述炉底空间相通的炉底出口；切换装置，所述切换装置具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述炉膛出口相通，所述第二接口与所述炉底出口相通，所述第一接口和所述第二接口可切换地与所述第三接口相通；以及风机，所述风机与所述第三接口相连。

进一步地，所述辐射管加热转底炉进一步包括：第一气液分离装置，所述第一气液分离装置设在所述炉膛出口和所述第一接口之间，所述第一气液分离装置用于对从所述炉膛出口排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至所述第一接口；第二气液分离装置，所述第二气液分离装置设在所述炉底出口和所述第二接口之间，所述第二气液分离装置用于对从所述炉底出口排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至所述第二接口。

更进一步地，所述炉膛出口处设有第一压力装置，所述炉底出口处设有第二压力装置，当所述第一压力装置检测到的所述炉膛出口处的压力高于所述第二压力装置检测到的所述炉底出口处的压力时，所述第二接口与所述第三接口导通以使所述炉膛空间内的气流适于向下穿过所述第一炉底上的物料通过多个连通孔进入所述炉底空间并从所述炉底出口流出；当所述第一压力装置检测到的所述炉膛出口处的压力低于所述第二压力装置检测到的所述炉底出口处的压力时，所述第一接口与所述第三接口导通以使所述炉底空间内的气流适于通过多个连通孔向上穿过所述第一炉底上的物料进入所述炉膛空间并从所述炉底出口流出。

可选地，所述切换装置为三通换向阀。

根据本发明的一些实施例，每个所述连通孔为圆形孔，每个所述连通孔的直径d满足：10mm≤d≤50mm。

根据本发明的一些实施例，所述炉膛空间内的压力P满足：0Pa＜P≤300Pa。

根据本发明的一些实施例，所述炉底的内周侧壁与所述炉体的内周侧壁间隔开，所述炉底的内周与所述炉体的内周之间通过内环水封槽密封连接，所述炉底的外周侧壁与所述炉体的外周侧壁间隔开，所述炉底的外周与所述炉体的外周之间通过外环水封槽密封连接。

根据本发明的一些实施例，所述炉底包括：第一炉底，其中所述多个连通孔形成在所述第一炉底上；和第二炉底，所述第二炉底设在所述第一炉底的下方，所述第二炉底和所述第一炉底之间限定出所述炉底空间。

可选地，所述第一炉底为钢板。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的辐射管加热转底炉的截面示意图；

图2是根据本发明实施例的辐射管加热转底炉的炉膛出口和炉底出口下游的气流走向示意图。

附图标记：

1炉顶，2内环水封刀，3内环水封槽，4物料，5第一炉底，6炉底空间，7第二炉底，8辐射管，9炉膛出口，10炉底出口，11第一气液分离装置，12第二气液分离装置，13切换装置，14风机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的辐射管加热转底炉。其中，辐射管加热转底炉可以为辐射管8隔绝烟气加热的辐射管加热转底炉。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的辐射管加热转底炉，包括炉体、辐射管8以及强化换热装置。

炉体包括中空环形腔体，腔体内限定出炉膛空间，腔体的底部为可转动的炉底，炉底为中空环形结构，炉底内限定出炉底空间6，炉底空间6和炉膛空间之间通过多个连通孔连通。辐射管8设在炉膛空间内，辐射管8以辐射方式对炉底上的物料4进行加热。

例如，如图1所示，辐射管加热转底炉为环形结构，炉体由可转动的炉底和固定的炉墙、炉顶1组成，炉底相对于炉墙和炉顶1可水平转动，炉底可以由炉底机械(图未示出)带动旋转，待加热的散状物料4铺放在炉底上，物料4相对于炉底处于静止状态，物料4随炉底转动，从装料口转到出料口的过程中完成加热和化学反应过程。炉膛空间内的上部可以设有若干辐射管8，以辐射方式对炉底上的物料4进行加热。该炉膛空间内的传热过程包括辐射、对流和导热。物料4升温过程中，辐射管8对物料4表层进行辐射换热，使得物料4表层温度升高，物料4表层再通过导热方式将热量传递到物料4内部，最终引起物料4内部温度升高，达到热解的要求，从而实现物料4热解。

强化换热装置设在炉体上，强化换热装置构造成使炉体内的气流通过多个连通孔穿过放置在炉底上的物料4从炉膛空间流向炉底空间6或从炉底空间6流向炉膛空间。这里，需要说明的是，炉体内的气流穿过放置在炉底上的物料4通过多个连通孔从炉膛空间流向炉底空间6，或者，炉体内的气流通过多个连通孔穿过放置在炉底上的物料4从炉底空间6流向炉膛空间，这是辐射管加热转底炉在整个工作过程中的两种不同的工作状态，而不是辐射管加热转底炉中的气流在整个热解过程中气流只能从炉膛空间流向炉底空间6，或是只能从炉底空间6流向炉膛空间。

在辐射管加热转底炉工作时，辐射管8可以先将炉膛空间内其周围的空气加热，然后通过强化换热装置使炉膛空间内的高温空气向下穿过放置在炉底上的物料4并通过多个连通孔进入炉底空间6，在此过程中，高温空气可以顺利地穿透物料4层，并与物料4内部换热，提高了换热能力，从而提升了物料4的热解速率。在强化换热装置使炉底空间6内的气流向上通过多个连通孔再穿过炉底上的物料4进入炉膛空间的过程中，气流在向上穿过物料4的过程中也可以与物料4进一步换热，此外，向上流入炉膛空间内的气流也可以与辐射管8换热，保证与炉底上的物料4进行换热的始终是温度较高的空气，进一步提升了热解速率。

在本申请中，通过高温气流上下交替穿透物料4层的方式，增加高温气流穿透物料4层，强化高温气流与物料4的对流换热，以达到物料4的升温热解目的，提高热解速率。

根据本发明实施例的辐射管加热转底炉，通过设置强化换热装置，炉体内的气流可以上下交替地穿过炉底上的物料4，加强炉体内气体与物料4的对流换热从而提高了辐射管加热转底炉的换热能力，提升了物料4的热解速率。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，强化换热装置包括：与炉膛空间相通的炉膛出口9、与炉底空间6相通的炉底出口10、切换装置13以及风机14。其中，炉膛出口9可以形成在炉墙上(如图1所示)，也可以形成在炉顶1上，由此，可以直接引出炉膛空间内的气流。切换装置13具有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口与炉膛出口9相通，第二接口与炉底出口10相通，第一接口和第二接口可切换地与第三接口相通。风机14与第三接口相连。可选地，切换装置13为三通换向阀，但不限于此。

当切换装置13的第二接口与第三接口相通时，在风机14的作用下，炉膛空间内的气流将向下穿过炉底上的物料4并与物料4内部换热，使得物料4可以得到有效热解，提高了热解效率，换热后的气流继续向下穿过多个连通孔进入炉底空间6，从炉底出口10排出，再依次流经切换装置13的第二接口和第三接口后经风机14流出。当切换装置13的第一接口与第三接口相通时，在风机14的作用下，炉底空间6内的气流将通过多个连通孔向上穿过炉底上的物料4，在与物料4换热后由炉膛出口9排出。其中，炉膛出口9可以邻近辐射管8设置，例如，如图1所示，炉膛出口9位于辐射管8的下方，由此，可以使未从炉膛出口9排出的气流与辐射管8换热，得到高温气流。

如图2所示，辐射管加热转底炉进一步包括：第一气液分离装置11和第二气液分离装置12，第一气液分离装置11设在炉膛出口9和第一接口之间，第一气液分离装置11用于对从炉膛出口9排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至第一接口，第二气液分离装置12设在炉底出口10和第二接口之间，第二气液分离装置12用于对从炉底出口10排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至第二接口。由此，通过设置第一气液分离装置11和第二气液分离装置12，分别经炉膛出口9和炉底出口10排出的流体为气液混合物，气液混合物经第一气液分离装置11和第二气液分离装置12气液分离后可以得到热解气例如可燃气等，可以对这些热解气进行收集并利用。

进一步地，炉膛出口9处设有第一压力装置(图未示出)，当第一压力装置检测到的炉膛出口9处的压力高于第二压力装置检测到的炉底出口10处的压力(例如，100Pa)时，第二接口与第三接口导通以使炉膛空间内的气流适于向下穿过第一炉底5上的物料4通过多个连通孔进入炉底空间6并从炉底出口10流出。

炉底出口10处设有第二压力装置(图未示出)，当第一压力装置检测到的炉膛出口9处的压力低于第二压力装置检测到的炉底出口10处的压力(例如，100Pa)时，第一接口与第三接口导通以使炉底空间6内的气流适于通过多个连通孔向上穿过第一炉底5上的物料4进入炉膛空间并从炉底出口10流出。其中，第一压力装置和第二压力装置可以分别为压力仪表。

可选地，炉膛空间内的压力P满足：0Pa＜P≤300Pa，但不限于此。

由此，切换装置13例如三通换向阀可以根据炉膛出口9和炉底出口10处的压力进行换向。通过调节切换装置13例如换向阀，让炉体内高温气流交替通过炉膛出口9、炉底出口10排出，实现高温气流频繁穿过物料4层，强化高温气流与物料4内部换热，提高热解速率。在此过程中，维持炉膛空间微正压0Pa-300Pa。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，炉底的内周侧壁与炉体的内周侧壁间隔开，炉底的内周与炉体的内周之间通过内环水封槽3密封连接，炉底的内侧底部设有向下延伸的内环水封刀2，内环水封刀2伸入内环水封槽3内，炉底的外周侧壁与炉体的外周侧壁间隔开，炉底的外周与炉体的外周之间通过外环水封槽密封连接。由此，通过设置内环水封槽3和外环水封槽，可以有效保证整个辐射管加热转底炉的密封性。

根据本发明的一些具体实施例，例如，如图1所示，炉底包括：第一炉底5和第二炉底7，第一炉底5和第二炉底7上下间隔设置，且第二炉底7设在第一炉底5的下方，第一炉底5和第二炉底7均水平设置，其中物料4放置在第一炉底5上，多个连通孔形成在第一炉底5上，第二炉底7和第一炉底5之间限定出炉底空间6。进一步地，第一炉底5和第二炉底7的内端和外端之间分别通过炉底侧壁相连。可选地，第一炉底5为分布细孔(即连通孔)的钢板，但不限于此。

可选地，每个连通孔为圆形孔，每个连通孔的直径d满足：10mm≤d≤50mm。当然，连通孔还可以为椭圆形孔、长圆形孔、多边形孔等。可以理解的是，连通孔的具体形状及尺寸等可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。

根据本发明实施例的辐射管加热转底炉，以上下出气口(炉膛出口9和炉底出口10)交替出气方式，迫使高温气流穿透物料4层，强化高温气流与物料4内部的对流换热，以达到物料4内部的快速升温热解目的，有利于提高物料4热解速率。

根据本发明实施例的辐射管加热转底炉的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种辐射管加热转底炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体包括中空环形腔体，所述腔体内限定出炉膛空间，所述腔体的底部为可转动的炉底，所述炉底为中空环形结构，所述炉底内限定出炉底空间，所述炉底空间和所述炉膛空间之间通过多个连通孔连通；

辐射管，所述辐射管设在所述炉膛空间内；以及

强化换热装置，所述强化换热装置设在所述炉体上，所述强化换热装置构造成使所述炉体内的气流通过所述多个连通孔穿过放置在所述炉底上的物料从所述炉膛空间流向所述炉底空间或从所述炉底空间流向所述炉膛空间，

所述强化换热装置包括：与所述炉膛空间相通的炉膛出口、与所述炉底空间相通的炉底出口、切换装置以及风机，所述切换装置具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述炉膛出口相通，所述第二接口与所述炉底出口相通，所述第一接口和所述第二接口可切换地与所述第三接口相通，所述风机与所述第三接口相连。

2.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，进一步包括：

第一气液分离装置，所述第一气液分离装置设在所述炉膛出口和所述第一接口之间，所述第一气液分离装置用于对从所述炉膛出口排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至所述第一接口；

第二气液分离装置，所述第二气液分离装置设在所述炉底出口和所述第二接口之间，所述第二气液分离装置用于对从所述炉底出口排出的气流进行气液分离并将分离出的气体输送至所述第二接口。

3.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述炉膛出口处设有第一压力装置，所述炉底出口处设有第二压力装置，

当所述第一压力装置检测到的所述炉膛出口处的压力高于所述第二压力装置检测到的所述炉底出口处的压力时，所述第二接口与所述第三接口导通以使所述炉膛空间内的气流适于向下穿过所述炉底上的物料通过多个连通孔进入所述炉底空间并从所述炉底出口流出；当所述第一压力装置检测到的所述炉膛出口处的压力低于所述第二压力装置检测到的所述炉底出口处的压力时，所述第一接口与所述第三接口导通以使所述炉底空间内的气流适于通过多个连通孔向上穿过所述炉底上的物料进入所述炉膛空间并从所述炉膛出口流出。

4.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述切换装置为三通换向阀。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，每个所述连通孔为圆形孔，每个所述连通孔的直径d满足：10mm≤d≤50mm。

6.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述炉膛空间内的压力P满足：0Pa＜P≤300Pa。

7.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述炉底的内周侧壁与所述炉体的内周侧壁间隔开，所述炉底的内周与所述炉体的内周之间通过内环水封槽密封连接，

所述炉底的外周侧壁与所述炉体的外周侧壁间隔开，所述炉底的外周与所述炉体的外周之间通过外环水封槽密封连接。

8.根据权利要求1所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述炉底包括：

第一炉底，其中所述多个连通孔形成在所述第一炉底上；和

第二炉底，所述第二炉底设在所述第一炉底的下方，所述第二炉底和所述第一炉底之间限定出所述炉底空间。

9.根据权利要求8所述的辐射管加热转底炉，其特征在于，所述第一炉底为钢板。