CN106281381A - 转式辐射床 - Google Patents
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- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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Abstract
本发明提供了一种转式辐射床，通过设置辐射床筒体、辐射管和热风分配室，辐射床筒体绕其轴向可转动地设置，辐射床筒体的一端设置有进料装置，辐射床筒体的另一端设置有出料装置，热风分配室沿辐射床筒体的径向延伸并与辐射管的一端的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管的气流通道内，辐射管设置在辐射床筒体内部，辐射管的管腔形成物料流动通道，进入辐射管的气流通道内的热风在流动过程中通过辐射热量以对进入物料流动通道内的原料进行加热，有效提高了末煤的干馏效率，解决了现有技术中的原煤干馏设备工作效率较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭加工设备领域，具体而言，涉及一种转式辐射床
背景技术
末煤是颗粒直径小于25mm的统称，末煤是煤炭开采过程中产生的必须副产品。而在煤制油、煤制天然气、煤制甲醇以及低温、中温和高温制焦炭、煤气等原煤深加工技术领域，采用的原煤的颗粒直径基本在25mm以上，而对于颗粒直径小于25mm的末煤较难处理。因此，造成末煤大量堆积，无法产生经济效益，同时造成新的环保问题。
末煤热解能够实现末煤的清洁高效利用，现阶段热解按照加热方式有内热式和外热式，内热式工艺主要有立式炉工艺、固体热载体干馏工艺和循环流化床锅炉与热解耦合系统技术等。
立式炉干馏工艺产生的半焦性质不稳定，煤气热值低，利用价值低，单台设备的产能小；固体热载体干馏工艺、循环流化床锅炉和热解耦合系统产生的煤气热值高，半焦末较多，作为燃料需要粉化后燃烧，焦油灰分高，导致后续处理费用较高。
外热式工艺目前主要有外热式回转干馏工艺，该工艺能够产生煤焦油、半焦和高热值煤气，但其换热面积增加有限，只能通过增大窑皮面积增加换热面积，即窑的单机处理能力有限，且将窑体作为换热管，窑的直径无法增加，直径越大，窑体强度越差，换热和窑体直径限制其单机处理能力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转式辐射床，以解决现有技术中的原煤干馏设备工作效率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种转式辐射床，包括：辐射床筒体，绕其轴向可转动地设置，辐射床筒体的一端设置有进料装置，辐射床筒体的另一端设置有出料装置；辐射管，设置在辐射床筒体内部，辐射管的管腔形成物料流动通道，其中，辐射管的管壁上具有气流通道；热风分配室，热风分配室沿辐射床筒体的径向延伸并与辐射管一端的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管的气流通道内以对进入物料流动通道内的原料进行加热。
进一步地，热风分配室上设置有进气罩，进气罩的进气口朝向辐射床筒体的侧方开设并与热源连通。
进一步地，转式辐射床还包括：排气罩，与辐射管的气流通道连通，用于将辐射管的气流通道内经过换热后的热风排出。
进一步地，进气罩设置在辐射床筒体的出料端与出料装置之间，排气罩设置在辐射床筒体的进料端与进料装置之间。
进一步地，辐射床筒体横向布置，辐射床筒体靠近进料装置的一端的高度高于辐射床筒体靠近出料装置的一端的高度。
进一步地，辐射管沿辐射床筒体的轴向延伸。
进一步地，辐射管包括内壁和外壁，气流通道设置在内壁和外壁之间。
进一步地，辐射管为多个，各个辐射管沿辐射床筒体的径向相互套设在一起，其中，位于最内侧的辐射管的管腔为物料流动通道。
进一步地，转式辐射床还包括支撑挡板，辐射管安装在支撑挡板上，支撑挡板还包括支撑部，支撑部设置在相邻两个辐射管之间的间隙内。
进一步地，进料装置包括：螺旋进料器，螺旋进料器可转动地设置在辐射床筒体的进料端。
进一步地，螺旋进料器的位于辐射床筒体外侧的进料段的螺距小于螺旋进料器的位于辐射床筒体内侧的进料段的螺距。
进一步地，出料装置包括：出料罩，出料罩与物料流动通道连通，其中，出料罩上设置有荒煤气出口和半焦出口。
进一步地，辐射床筒体横向布置，荒煤气出口朝向辐射床筒体的上侧设置，半焦出口朝向辐射床筒体的下侧设置。
进一步地，出料装置还包括：保温出焦筒体，保温出焦筒体的一端穿过热风分配室与辐射床筒体内的物料流动通道连通，保温出焦筒体的另一端与出料罩连通。
进一步地，保温出焦筒体的内壁上设置有导料螺旋。
进一步地，辐射床筒体的内壁上设置有保温层。
应用本发明的技术方案的转式辐射床，通过设置辐射床筒体、辐射管和热风分配室，辐射床筒体绕其轴向可转动地设置，辐射床筒体的一端设置有进料装置，辐射床筒体的另一端设置有出料装置，热风分配室沿辐射床筒体的径向延伸并与辐射管的一端的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管的气流通道内，辐射管设置在辐射床筒体内部，辐射管的管腔形成物料流动通道，进入辐射管的气流通道内的热风在流动过程中通过辐射热量以对进入物料流动通道内的原料进行加热。从而能够通过进料装置向辐射床筒体内连续进料，末煤在辐射床筒体内由辐射管均匀加热干馏，经过干馏后的煤气和煤渣由出料装置连续排出，从而有效提高了末煤的干馏效率，解决了现有技术中的原煤干馏设备工作效率较低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例可选的一种转式辐射床的结构示意图；
图2是根据本发明实施例可选的一种转式辐射床的辐射管的安装结构示意图；以及
图3是根据本发明实施例可选的一种转式辐射床的辐射管的另一安装结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、辐射床筒体；11、保温层；12、物料流动通道；20、进料装置；21、螺旋进料器；30、出料装置；31、出料罩；32、荒煤气出口；33、半焦出口；34、保温出焦筒体；35、导料螺旋；40、辐射管；50、热风分配室；51、进气罩；52、排气罩；60、支撑挡板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明实施例的转式辐射床，如图1所示，包括：辐射床筒体10、辐射管40和热风分配室50，辐射床筒体10绕其轴向可转动地设置，辐射床筒体10的一端设置有进料装置20，辐射床筒体10的另一端设置有出料装置30；辐射管40设置在辐射床筒体10内部，辐射管40的管腔形成物料流动通道12，其中，辐射管40的管壁上具有气流通道；热风分配室50，热风分配室50沿辐射床筒体10的径向延伸并与辐射管40一端的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管40的气流通道内以对进入物料流动通道12内的原料进行加热。
应用本发明的技术方案的转式辐射床，通过设置辐射床筒体10、辐射管40和热风分配室50，辐射床筒体10绕其轴向可转动地设置，辐射床筒体10的一端设置有进料装置20，辐射床筒体10的另一端设置有出料装置30，热风分配室50沿辐射床筒体10的径向延伸并与辐射管40的一端的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管40的气流通道内，辐射管40设置在辐射床筒体10内部，辐射管40的管腔形成物料流动通道12，进入辐射管40的气流通道内的热风在流动过程中通过辐射热量以对进入物料流动通道12内的原料进行加热。从而能够通过进料装置向辐射床筒体内连续进料，末煤在辐射床筒体内由辐射管均匀加热干馏，经过干馏后的煤气和煤渣由出料装置连续排出，从而有效提高了末煤的干馏效率，解决了现有技术中的原煤干馏设备工作效率较低的问题。
具体实施时，辐射床筒体10横向布置，为了使进入辐射床筒体10内的物料能够随辐射床筒体10的转动而顺畅地由进料装置20一端向出料装置30一端流动，可选地，辐射床筒体10靠近进料装置20的一端的高度高于辐射床筒体10靠近出料装置30的一端的高度，从而使辐射床筒体10相对于水平方向形成一定的倾角，在辐射床筒体10内部形成一定的坡度，使物料能够由进料装置20一端顺畅地向出料装置30一端流动。
可选地，为了避免热风的进入对出料造成影响，可选地，热风分配室50上设置有进气罩51，进气罩51和热风分配室50均与辐射床筒体10垂直设置，进气罩51朝向辐射床筒体10的侧方开设并与热源连通，热风由侧方进入热风分配室50。在辐射管40另一端设置有与辐射管40连通的排气罩52，排气罩52用于将辐射管40内经过换热后的热风排出。可选地，进气罩51靠近出料装置30设置，排气罩52靠近进料装置20设置，从而使热风的流动方向与物料的流动方向相反，形成对流以增大换热面积，提高干馏的效率。
可选地，辐射床筒体10的两端可转动安装在进气罩51和排气罩52上，辐射床筒体10与进气罩51和排气罩52通过转动密封部件进行转动密封以防止热风漏出。
为了提高辐射管40的换热面积，可选地，辐射管40沿辐射床筒体10的内壁的周向布置并沿辐射床筒体10的轴向延伸。每个辐射管40均包括内壁和外壁，内壁和外壁之间形成环形的气流通道，由热风分配室50进入的热风沿辐射管40的内壁和外壁之间的气流通道流动。
可选地，辐射管40为多个，各个辐射管40沿辐射床筒体10的径向相互套设在一起，其中，位于最内侧的辐射管40的管腔为物料流动通道12。物料进入辐射床筒体10后沿最内侧的辐射管40的管腔流动，从而与热风辐射管40的气流通道内的热风辐射的热量进行换热干馏形成荒煤气和半焦。
为了将各个辐射管40进行有效固定，可选地，如图2和图3所示，各个辐射管40的两端均通过支撑挡板60固定安装在辐射床筒体10的两端。支撑挡板60还包括支撑部，支撑部设置在相邻两个辐射管40之间的间隙内将邻两个辐射管40之间的间隙与热风分配室50隔离，支撑挡板60不仅起到支撑辐射管40的作用，还能将相邻的两个辐射管40之间的缝隙密封，使热风只通过辐射管40的内壁和外壁之间的气流通道流动。
为了能够实现快速连续进料，可选地，进料装置20包括：螺旋进料器21，螺旋进料器21穿过排气罩52并可转动地设置辐射床筒体10的进料端，螺旋进料器21的上方设置有进料口，将物料由进料口投入螺旋进料器21，螺旋进料器21转动时将物料输送至辐射床筒体10内。
为了保证螺旋进料器21与辐射床筒体10之间的密封性，可选地，螺旋进料器21的位于辐射床筒体10外侧的进料段的螺距小于螺旋进料器21的位于辐射床筒体10内侧的进料段的螺距，从而使外侧进料段的末煤的填充率高，内侧进料段的末煤的填充率低，起到一定的密封作用。另外，为了进一步提高密封效果，可选地，在螺旋进料器21与辐射床筒体10之间还设置有转动密封部件，从而实现更好的密封效果。
进一步地，出料装置30包括：出料罩31，出料罩31与辐射床筒体10连通，其中，出料罩31上设置有荒煤气出口32和半焦出口33，荒煤气出口32和半焦出口33相对设置，且荒煤气出口32沿辐射床筒体10的径向向上与除尘设备连通，半焦出口33沿辐射床筒体10的径向向下与熄焦设备连通。末煤在辐射床筒体10内干馏后形成半焦和荒煤气，荒煤气沿荒煤气出口32向上流动并进入除尘设备进行除尘，半焦由半焦出口33排出进入熄焦设备进行冷却。
为了便于干馏后形成的半焦由半焦出口33排出，可选地，出料装置30还包括：保温出焦筒体34，保温出焦筒体34的一端穿过热风分配室50与辐射床筒体10连通，保温出焦筒体34的另一端与出料罩31连通，保温出焦筒体34与出料罩31和热风分配室50之间均采用转动密封部件进行密封。
保温出焦筒体34与辐射床筒体10为一体设置并跟随辐射床筒体10一起转动，保温出焦筒体34的内壁上设置有导料螺旋35，导料螺旋35将辐射床筒体10内完成干馏的半焦逐渐推送到半焦出口33处，并由半焦出口33排出；辐射床筒体10内干馏形成的荒煤气直接穿过保温出焦筒体34并由荒煤气出口32排出。
为了防止热风能量的损耗，可选地，如图2和图3所示，在辐射床筒体10的内壁上设置有保温层11，通过保温层11能够最大限度减小热量的流失，从而提高干馏效率。
根据本发明实施例的转式辐射床，主要包括：螺旋进料器21、辐射床筒体10、保温层11、辐射管40、支撑挡板60、热风分配室50、保温出焦筒体34、出料罩31、进气罩51和排气罩52。
螺旋进料器21进口与辐射床筒体10连接，直接将物料送入辐射床筒体10内部。辐射床筒体10采用卧式布置，旋转过程中将物料由出料罩31排出，末煤在辐射床筒体10内吸收热量，发生一系列反应生成半焦和荒煤气；保温层11用于辐射床筒体10与外界绝热，可最大限度降低热量外泄；辐射管40主要将热风热量传递给煤，热气与煤逆向流动；支撑挡板60用于辐射管40的支撑，可承受高温；热风分配室50与至少一个辐射管40连通，并靠近辐射床筒体10的出料端，能将热风均匀送给辐射管40，辐射管40沿着辐射床筒体10轴向延伸；保温出焦筒体34用于煤在辐射床筒体10内反应完成后，在保温出焦筒体34旋转作用下，使煤进入到保温出焦筒体34，在此过程中半焦与荒煤气一起流动；出料罩31的罩体整体呈圆柱状，与保温出焦筒体34连接，其轴向方向设置有荒煤气出口32和半焦出口33，出料罩31的罩体与保温出焦筒体34的连接处设置密封。进气罩51与热风炉连接，高温烟气从进气罩51进入到热风分配室50后均匀进入到辐射管40；排气罩52使换热后烟气在罩内汇集，然后从排气罩52顶部的烟气口去往后续烟气处理设备，螺旋进料器21与排气罩52具有旋转动密封，排气罩52与辐射床筒体10转动连接，具有旋转动密封。
可选地，螺旋进料器21螺距前小后大从而使螺旋进料器21进口段煤填充率高，出料端煤填充率低，后端采用大螺距，小螺距可保证螺旋进料端料比较充实，隔绝回转窑与料仓，避免窑内的气体反窜到料仓，造成膨料现象。能封住辐射床筒体10内部蒸汽或者煤气，具有一定的密封。
可选地，辐射床筒体10采取卧式倾斜布置，斜度在1％-4％之间，辐射床筒体10呈圆筒状结构，其旋转转速最高为5r/min。
可选地，保温层11的保温材料优先选用轻型纤维棉和纤维模块，其次选用陶瓷纤维喷涂和纤维棉搭配。
可选地，辐射管40的数量至少为1个，辐射管40为圆环形结构，材质根据高低温度变化，材料依次变化，高温端优先选用耐高温不锈钢材料，低温端选用碳钢材料，辐射管40与辐射床筒体10的连接处，在出料高温端其采用永久焊接方式，在进料低温端为密封滑动式连接方式，辐射管40在辐射床筒体10内呈圆环状分布。支撑挡板60与辐射管40的布置方式相似，根据温度变化，进行相应的选择。
可选地，热风分配室50与至少一个辐射管40连通，热风分配室50温度为800-1000℃，热风分配室50内四周用砌筑保温棉。
可选地，保温出焦筒体34内部为保温棉，保温棉内部为耐磨金属内胆，保温出焦筒体34与辐射床筒体10连接，固体物料在保温出焦筒体34内停留时间至少5min，保温出焦筒体34内设置导料螺旋35，导料螺旋35为耐高温耐磨材料，将固体物料扬起，其倾斜角度在15-45°之间。保温出焦筒体34穿过热风分配室50设置，热风分配室50可确保固体产物半焦不降温，挥发物可深度挥发。
可选地，出料罩31内部为保温棉，保温棉内层设置耐磨金属内胆，出料罩31上部设置有荒煤气出口32，底部设置有半焦出口33。出料罩31顶部设置1个挡板，挡板与出料罩31立式墙壁具有夹角，该夹角小于45°。
可选地，进气罩51分别与热风炉和热风分配室50连通，进气罩51需要做内部保温处理，进气罩51与辐射床筒体10的延伸方向一致。
可选地，排气罩52内部有保温棉作为隔热材料，隔热材料外部有耐磨金属内胆，其作为烟气汇集箱，排气罩52上部设置有烟气出口，即换热后的烟气从此处去往烟气处理系统或者煤干燥系统。
与现有热解设备技术对比，本实施例的转式辐射床具有以下优点：
1可适用于大型工业化生产，单机年处理能力最高可达120万吨，适宜于进行工业化的热解，而且不受煤种限制，可进行多种煤的热解处理。
2转式辐射床热解工艺可以由半焦热风炉或燃气热风炉与辐射管热解窑串联组合而成，系统简单，工艺结构合理；热解方法采用间接加热方式，多组辐射管保证物料充分热解，煤气热值高，半焦质量稳定，焦油品味较高。
3相对于外热式转窑或转炉，其设备换热面积足，设备结构紧促，布局合理。
4可组合多种新工艺系统为实现煤、油、气的多联产工艺创造条件。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种转式辐射床，其特征在于，包括：
辐射床筒体(10)，绕其轴向可转动地设置，所述辐射床筒体(10)的一端设置有进料装置(20)，所述辐射床筒体(10)的另一端设置有出料装置(30)；
辐射管(40)，设置在所述辐射床筒体(10)内部，所述辐射管(40)的管腔形成物料流动通道(12)，其中，所述辐射管(40)的管壁上具有气流通道；
热风分配室(50)，所述热风分配室(50)沿所述辐射床筒体(10)的径向延伸并与所述辐射管(40)一端的所述气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至所述辐射管(40)的所述气流通道内以对进入所述物料流动通道(12)内的原料进行加热。
2.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述热风分配室(50)上设置有进气罩(51)，所述进气罩(51)的进气口朝向所述辐射床筒体(10)的侧方开设并与所述热源连通。
3.根据权利要求2所述的转式辐射床，其特征在于，所述转式辐射床还包括：
排气罩(52)，与所述辐射管(40)的所述气流通道连通，用于将所述辐射管(40)的所述气流通道内经过换热后的热风排出。
4.根据权利要求3所述的转式辐射床，其特征在于，所述进气罩(51)设置在所述辐射床筒体(10)的出料端与所述出料装置(30)之间，所述排气罩(52)设置在所述辐射床筒体(10)的进料端与所述进料装置(20)之间。
5.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射床筒体(10)横向布置，所述辐射床筒体(10)靠近所述进料装置(20)的一端的高度高于所述辐射床筒体(10)靠近所述出料装置(30)的一端的高度。
6.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射管(40)沿所述辐射床筒体(10)的轴向延伸。
7.根据权利要求6所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射管(40)包括内壁和外壁，所述气流通道设置在所述内壁和外壁之间。
8.根据权利要求7所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射管(40)为多个，各个所述辐射管(40)沿所述辐射床筒体(10)的径向相互套设在一起，其中，位于最内侧的所述辐射管(40)的管腔为所述物料流动通道(12)。
9.根据权利要求8所述的转式辐射床，其特征在于，所述转式辐射床还包括支撑挡板(60)，所述辐射管(40)安装在所述支撑挡板(60)上，所述支撑挡板(60)还包括支撑部，所述支撑部设置在相邻两个所述辐射管(40)之间的间隙内。
10.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述进料装置(20)包括：
螺旋进料器(21)，所述螺旋进料器(21)可转动地设置在所述辐射床筒体(10)的进料端。
11.根据权利要求10所述的转式辐射床，其特征在于，所述螺旋进料器(21)的位于所述辐射床筒体(10)外侧的进料段的螺距小于所述螺旋进料器(21)的位于所述辐射床筒体(10)内侧的进料段的螺距。
12.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述出料装置(30)包括：
出料罩(31)，所述出料罩(31)与物料流动通道(12)连通，其中，所述出料罩(31)上设置有荒煤气出口(32)和半焦出口(33)。
13.根据权利要求12所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射床筒体(10)横向布置，所述荒煤气出口(32)朝向所述辐射床筒体(10)的上侧设置，所述半焦出口(33)朝向所述辐射床筒体(10)的下侧设置。
14.根据权利要求12所述的转式辐射床，其特征在于，所述出料装置(30)还包括：
保温出焦筒体(34)，所述保温出焦筒体(34)的一端穿过所述热风分配室(50)与所述辐射床筒体(10)内的所述物料流动通道(12)连通，所述保温出焦筒体(34)的另一端与所述出料罩(31)连通。
15.根据权利要求14所述的转式辐射床，其特征在于，所述保温出焦筒体(34)的内壁上设置有导料螺旋(35)。
16.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射床筒体(10)的内壁上设置有保温层(11)。
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