CN106010606A - 一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置。它包括一分腔式回转筒体,所述分腔式回转筒体的一端为进料端，另一端为出料端；所述分腔式回转筒体的外壁上设有支撑装置和传动装置；所述分腔式回转筒体内部设有多个沿其轴向设置并将其分隔成多个独立的分割腔的分腔板；每个分割腔内均设有多组换热管。采用多腔回转式结构，多管间壁换热，热介质和粉煤分别由各个分割腔中的不同通道通过。经过该装置后，粉煤实现了定向热解，同时热解装置的体积和重量也可大大减小，可进一步降低造价。

Description

一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置。

背景技术

粉煤，一般泛指粒径小于20mm的小颗粒煤。近些年来，随着煤炭行业普遍采用大型机械化综合开采，由此造成粉煤在开采煤炭中占比可达60％左右。粉煤具有易于扬尘及污染、不便运输、易于氧化等缺点。因此，如何发挥及挖掘粉煤的经济价值，减少粉煤造成的污染，已成为一个亟待解决的问题。近些年来，由于煤炭清洁高效利用及节能减排等多方面的要求，粉煤低温热解技术因为工艺方法相对简单，投资较少，热能转化效率高，因而逐渐受到各方面的重视。

多年来，国内外不少单位对粉煤的加工利用开展了多方面的研究，进行了多种热解工艺和相关装备的开发。其中，各种形式的回转式热解装置也成为了一种应用较广的热解设备。随着粉煤热解生产线处理规模的不断加大，回转式热解设备的直径也不断增大，由此使得其体积庞大，制造、运输、安装及维修的难度也在不断加大，其经济性逐渐变差。导致回转式热解窑体积庞大的一个主要原因是，现行回转式热解窑，尤其是采用多加热管式的热解窑，其换热管多是围绕圆周方向在不同直径上分布，而热解时筒体截面上物料所占区域一般只有五分之一左右，且在筒体中部区域也有一个尺寸较大的空腔。这就造成了热解窑单位体积换热利用率低，而结构尺寸庞大。为提升回转式热解装置的综合性能和市场竞争力，亟需在原理结构及小型化上实现新的突破。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，采用多腔回转式结构，多管间壁换热，热介质和粉煤分别由各个腔中的不同通道通过。经过该装置后，粉煤实现了定向热解，同时热解装置的体积和重量也可大大减小，可进一步降低造价。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现:

一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，包括一分腔式回转筒体,所述分腔式回转筒体的一端为进料端，另一端为出料端；所述分腔式回转筒体的外壁上设有支撑装置和传动装置；所述分腔式回转筒体内部设有多个沿其轴向设置并将其分隔成多个独立的分割腔的分腔板；每个分割腔内均设有多组换热管。

优选的，所述分腔式回转筒体内还设有支撑管，所述支撑管设置于分腔式回转筒体的轴线上,分腔板的一侧边连接所述支撑管,分腔板的另一侧边连接所述分腔式回转筒体的内壁,由沿分腔式回转筒体的长度方向布置的分腔板将该分腔式回转筒体分成多个隔开设置的分割腔。

优选的，所述支撑管上设有卡槽，所述分腔板的侧边配合于卡槽内。

优选的，在每一分割腔内，沿分腔式回转筒体内壁周边均匀布置有多个换热管。

优选的，所述换热管的长度方向上均匀设置多个径向支板。

优选的，安装后的分腔式回转筒体与水平面具有倾斜夹角，倾斜夹角的度数为1～8°，且分腔式回转筒体的进料端高于出料端。

优选的，所述分腔式回转筒体的进料端连接排风集气箱和进料箱；排风集气箱的一端固定于所述分腔式回转筒体内，并连通所述换热管的出风口，另一端沿着分腔式回转筒体轴线的方向穿过进料箱后连接一排风箱；进料箱的上开口连接一下料溜槽，下料溜槽穿过进料箱延伸至分腔式回转筒体。

优选的，所述分腔式回转筒体的出料端连接进风集气箱和排料排气箱，所述排料排气箱套设于所述分腔式回转筒体的外壁上，所述进风集气箱一端固定于分腔式回转筒体内部，并与换热管的进风口相通，另一端凸出设置于分腔式回转筒体外部，凸出的部分连接一进风箱。

优选的，所述排风箱、排风集气箱、进料箱、进风箱、进风集气箱、排料排气箱以及分腔式回转筒体的轴线重合。

优选的，所述分腔式回转筒体、进风箱、排风箱、进料箱及排料排气箱的外表面设有隔热保温材料。

本发明的优点：

(1)本发明利用分腔式回转筒体结构，使热介质和粉煤分别由各个腔中的不同通道通过，实现了对分腔式回转筒体内空间的充分利用。同等处理量时，可明显减小分腔式回转筒体直径和重量，降低造价，提高市场竞争力。

(2)分腔式的回转筒体结构，还大大提高了热解装备的运行弹性，有助于提高运行率。正如，当其中个别分隔腔内发生泄漏，无法进行热解作业时，可暂时封堵故障通道，其它通道仍可正常进行热解作业。

附图说明

图1为本发明热解装置的剖面示意图；

图2为图1中沿Ⅰ-Ⅰ方向的剖面结构示意图；

图3为图1中沿Ⅱ-Ⅱ方向的剖面结构示意图；

图中，1—排风箱；2—进料箱；3—下料溜槽；4—排风集气箱；5—支撑装置；6—传动装置；7—分腔式回转筒体；8—排料排气箱；9—进风箱；10—进风集气箱；11-换热管；12—分腔板；13—支撑管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

请参考图1至图3,本发明提供的一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置,包括一分腔式回转筒体7,所述分腔式回转筒体7的一端为进料端，另一端为出料端。所述分腔式回转筒体7的外壁上设有支撑装置5和传动装置6,所述支撑装置5用以支撑分腔式回转筒体7,所述传动装置6用以带动分腔式回转筒体7回转。所述分腔式回转筒体7内部设有多个沿其轴向设置并将其分隔成多个独立的分割腔的分腔板12；每个分割腔内均设有多组换热管11。

其中,所述支撑装置5和所述传动装置6可选用现有回转窑惯用的支撑装置和传动装置。

工作原理：

待热解的粉煤经进料端送至分腔式回转筒体7的各个分割腔中，分腔式回转筒体7旋转过程中，粉煤在各个分割腔中逐步向出料端移动。同时在此过程中，热风通过换热管11表面将热量传至待热解的粉煤，使粉煤逐步受热升温至400～550℃发生热解，其挥发成分逐步脱出。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2和图3所示，所述分腔式回转筒体7内还设有支撑管13，所述支撑管13设置于分腔式回转筒体7的轴线上。每一分腔板12的一侧边连接所述支撑管13,分腔板12的另一侧边连接所述分腔式回转筒体7的内壁,这样就使得在分腔式回转筒体7和支撑管13之间，由沿分腔式回转筒体7的长度方向布置的分腔板12将该分腔式回转筒体7分成4～10个隔开设置的小区域,也称分割腔，这种分隔方式，结构简单，方便施工。

工作时，所述换热管11为热风的通道；在分腔式回转筒体7和支撑管13之间的分隔腔内，且在换热管11外部则为粉煤的通道，使热介质和粉煤分别由各个腔中的不同通道通过，实现了对分腔式回转筒体7内空间的充分利用。同等处理量时，可明显减小分腔式回转筒体7直径和重量，降低造价，提高市场竞争力。

实施例3

在实施例2的基础上，所述支撑管13上设有卡槽，所述分腔板12的侧边配合于卡槽内，从而将支撑管13与所述分腔板12连接起来。当然，本发明并不局限于这种连接方式，也可以是本领域已知的非刚性连接方式，比如套管连接，采用非刚性连接方式，具有动态补偿的间隙，可以克服热环境下的热膨胀。

实施例4

在实施例2的基础上，如图2和图3所示，在每一个区域内，沿分腔式回转筒体7内壁周边均匀布置有5～40个换热管11，由于分腔式回转筒体7做回转运动,所以大多数的粉煤会发生离心运动,从而集中在分腔式回转筒体7内壁附近,所以将换热管11布置在分腔式回转筒体7内壁周边,这样可以使换热管11与所述粉煤更好的换热,换热效率更高。所述换热管11的壁厚可在2～5mm,长度为20～40m,在这个厚度和长度范围内,热阻小，热量向外传递的更充分，速度更快。

实施例5

在实施例2的基础上，由于换热管11的长度一般较大，为了增强换热管11的支撑刚性，防止换热管11下垂，所述换热管11的长度方向上均匀设置多个径向支板，径向支板可以一端固定在换热管11上，另一端固定在分腔式回转筒体7的内壁上。

实施例6

在实施例1的基础上，安装后的分腔式回转筒体7与水平面具有倾斜夹角，倾斜夹角的度数为1～8°，且分腔式回转筒体7的进料端高于出料端。这样，在分腔式回转筒体7回转过程中，由于分腔式回转筒体7的倾斜和旋转作用，粉煤分别在各腔的不同通道内均由进料端向出料端移动。

实施例7

在实施例1的基础上，如图1所示，所述分腔式回转筒体7的进料端连接排风集气箱4和进料箱2；排风集气箱4的一端连接于所述分腔式回转筒体7内，并连通所述换热管11的出风口，另一端沿着分腔式回转筒体7轴线的方向穿过进料箱2后连接一排风箱1；进料箱2的上开口连接一下料溜槽3，下料溜槽3穿过进料箱2延伸至分腔式回转筒体7内。

所述分腔式回转筒体7的出料端连接进风集气箱10和排料排气箱8，所述排料排气箱8套设于所述分腔式回转筒体7的外壁上，所述进风集气箱10一端固定于分腔式回转筒体7内部，并与换热管11的进风口相通，另一端凸出设置于分腔式回转筒体7外部，凸出的部分连接一进风箱9。

所述排风箱1、排风集气箱4、进料箱2、进风箱9、进风集气箱10、排料排气箱8以及分腔式回转筒体7的轴线重合，这样可减少偏心，避免间隙的产生，便于系统的密封。

工作时，待热解的粉煤经由与进料箱2连接的下料溜槽3，将粉煤送至分腔式回转筒体7的各个分割腔中。在传动装置6的驱动下，分腔式回转筒体7旋转。由于分腔式回转筒体7的进料端高于出料端，在旋转过程中，粉煤在各个通道中逐步向出料端移动。同时在此过程中，热风先由进风箱9送入进风集气箱10，之后通过各换热管11后再进入排风集气箱4，经由排风箱1排出。热风通过换热管11表面将热量传至待热解的煤，使其逐步受热升温至400～550℃发生热解，其挥发分逐步脱出。脱出的热解气通过排料排气箱8的上部出口排至下一工序。到达出料端的半焦由排料排气箱8内筒体沿周向上间隔设置的开孔向下排出，并送至下步工序。

实施例8

在实施例1的基础上，所述分腔式回转筒体7、进风箱9、排风箱1、进料箱2及排料排气箱8的外表面设有隔热保温材料，所述隔热保温材料可采用硅酸铝毡等，以减少系统热损失及防止人员烫伤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：包括一分腔式回转筒体(7),所述分腔式回转筒体(7)的一端为进料端，另一端为出料端；所述分腔式回转筒体(7)的外壁上设有支撑装置(5)和转动装置(6)；所述分腔式回转筒体(7)内部设有多个沿其轴向设置并将其分隔成多个独立的分割腔的分腔板(12)；每个分割腔内均设有多组换热管(11)。

2.根据权利要求1所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述分腔式回转筒体(7)内还设有支撑管(13)，所述支撑管(13)设置于分腔式回转筒体(7)的轴线上,分腔板(12)的一侧边连接所述支撑管(13),分腔板(12)的另一侧边连接所述分腔式回转筒体(7)的内壁,由沿分腔式回转筒体(7)的长度方向布置的分腔板(12)将该分腔式回转筒体(7)分成多个隔开设置的分割腔。

3.根据权利要求2所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述支撑管(13)上设有卡槽，所述分腔板(12)的侧边配合于卡槽内。

4.根据权利要求1所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：在每一分割腔内，沿分腔式回转筒体(7)内壁周边均匀布置有多个换热管(11)。

5.根据权利要求1所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述换热管(11)的长度方向上均匀设置多个径向支板。

6.根据权利要求1所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：安装后的分腔式回转筒体(7)与水平面具有倾斜夹角，倾斜夹角的度数为1～8°，且分腔式回转筒体(7)的进料端高于出料端。

7.根据权利要求1所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述分腔式回转筒体(7)的进料端连接排风集气箱(4)和进料箱(2)；排风集气箱(4)的一端固定于所述分腔式回转筒体(7)内，并连通所述换热管(11)的出风口，另一端沿着分腔式回转筒体(7)轴线的方向穿过进料箱(2)后连接一排风箱(1)；进料箱(2)的上开口连接一下料溜槽(3)，下料溜槽(3)穿过进料箱(2)延伸至分腔式回转筒体(7)。

8.根据权利要求7所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述分腔式回转筒体(7)的出料端连接进风集气箱(10)和排料排气箱(8)，所述排料排气箱(8)套设于所述分腔式回转筒体(7)的外壁上，所述进风集气箱(10)一端固定于分腔式回转筒体(7)内部，并与换热管(11)的进风口相通，另一端凸出设置于分腔式回转筒体(7)的外部，凸出的部分连接一进风箱(9)。

9.根据权利要求8所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述排风箱(1)、排风集气箱(4)、进料箱(2)、进风箱(9)、进风集气箱(10)、排料排气箱(8)以及分腔式回转筒体(7)的轴线重合。

10.根据权利要求8所述的多腔回转间壁式多管换热粉煤热解装置，其特征在于：所述分腔式回转筒体(7)、进风箱(9)、排风箱(1)、进料箱(2)及排料排气箱(8)的外表面设有隔热保温材料。