CN106281382A - 转式辐射床 - Google Patents

Abstract

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；加热装置，加热装置的至少一部分设置在辐射床筒体内部，用于对进入辐射床筒体内的原料进行加热；应用本发明的技术方案的转式辐射床，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加热装置均匀加热干馏，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。

Description

转式辐射床

技术领域

本发明涉及煤炭加工领域，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来增加换热面积，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；加热装置，加热装置的至少一部分设置在辐射床筒体内部，用于对进入辐射床筒体内的原料进行加热。

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，加热装置包括：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；热风输送装置，与辐射管的气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至气流通道内以对进入物料流动通道内的原料进行加热以及将气流通道内经过换热后的热风排出。

进一步地，热风输送装置包括：进气罩，用于与热源连通；辐射床筒体内具有热风分配室，进气罩通过热风分配室与气流通道的一端连通，用于将热源产生的热风引导至气流通道内；排气罩，与气流通道的另一端连通，用于将气流通道内经过换热后的热风排出。

进一步地，出料装置包括：保温出焦筒体，设置在辐射床筒体内，其中，热风分配室为保温出焦筒体的外壁与辐射床筒体的内壁之间形成的环形间隙。

进一步地，进气罩与出料装置相邻设置，排气罩与进料装置相邻设置。

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，各个辐射管之间具有间隙，各个辐射管通过悬挂支架固定在辐射床筒体的内壁上。

进一步地，各个辐射管的两端均设置有支撑挡板，支撑挡板设置在相邻的两个辐射管之间以将相邻的两个辐射管之间的间隙与热风分配室隔离。

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，与辐射床筒体连通，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，设置在辐射床筒体与出料罩之间，出料罩通过保温出焦筒体与辐射床筒体内的物料流动通道连通，其中，保温出焦筒体与辐射床筒体固定连接并跟随辐射床筒体转动。

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，出料装置还包括：分料器，设置在出料罩处并位于荒煤气出口和半焦出口之间，用于将来自辐射床筒体的荒煤气和焦煤分离以使荒煤气由荒煤气出口排出以及使焦煤由半焦出口排出。

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和加热装置，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，加热装置的至少一部分设置在辐射床筒体内部，用于对进入辐射床筒体内的原料进行加热。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加热装置均匀加热干馏，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端部安装结构示意图。

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；36、分料器；40、加热装置；41、辐射管；42、热风输送装置；421、进气罩；422、热风分配室；423、排气罩；50、悬挂支架；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和加热装置40，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；加热装置40的至少一部分设置在辐射床筒体10内部，用于对进入辐射床筒体10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和加热装置40，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，加热装置40的至少一部分设置在辐射床筒体10内部，用于对进入辐射床筒体10内的原料进行加热。从而能够通过进料装置20向辐射床筒体10内连续进料，末煤在辐射床筒体10内由加热装置40均匀加热干馏，经过干馏后的煤气和煤渣由出料装置30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，为了使物料在由进料装置20进入辐射床筒体10后能够以一定速度顺着辐射床筒体10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与水平方向保持一定的角度形成一定的坡度，使物料随着辐射床筒体10的转动而流动。

为了达到更好的干馏效果，可选地，加热装置40包括：辐射管41和热风输送装置42，辐射管41设置在辐射床筒体10内并沿辐射床筒体10的轴向延伸从而增大与物料的换热面积；热风输送装置42与辐射管41连通，用于将热源产生的热风引导至辐射管41从而将热风的热量均匀辐射到物料上，对物料进行干馏；同时，热风输送装置42还将经过换热后的热风排出。

可选地，辐射管41为多个，多个辐射管41通过悬挂支架50固定连接在辐射床筒体10的内壁上，各个辐射管沿辐射床筒体的径向相互套设在一起，相邻的两个辐射管41之间具有间隙从而便于散热，每个辐射管41包括内壁和外壁，在内壁和外壁之间气流通道设置，该气流通道为环形腔体，位于最内侧的辐射管41的管腔为物料流动通道12，进入物料流动通道12内的物料的流动方向与热风沿辐射管41的气流通道的流动方向相反。

如图2所示，各个辐射管41的两端均设置有支撑挡板60，支撑挡板60设置在相邻的两个辐射管41之间以将相邻的两个辐射管之间的间隙与热风输送装置42隔离。保证热风只沿辐射管41的气流通道流动。

可选地，热风输送装置42包括：进气罩421、热风分配室422和排气罩423，进气罩421的一端与热源连通用于引入热风，进气罩421的另一端通过热风分配室422与辐射管41的气流通道的一端连通，热风分配室422为一个环形腔室并与各个辐射管41的一端相对应，将热源产生的热风引导至辐射管41的气流通道内对物料流动通道12内的物料进行加热干馏；排气罩423与辐射管41的气流通道的另一端连通，用于将气流通道内经过换热后的热风排出。

可选地，进气罩421与出料装置30相邻设置，排气罩423与进料装置20相邻设置，即热风的流动流动方向与物料在辐射床筒体10的物料流动通道12内的流动方向相反，进入辐射管41的气流通道内的热风沿与物料相反的方向在辐射管41的气流通道内流动从而向辐射床筒体10内散发热量将进入辐射床筒体10的原料进行干馏，通过逆向流动能够达到更好的换热效果。经过换热后的热风由排气罩423排出。

为了保证热能的充分利用，减少流量的流失，可选地，在辐射床筒体10的内壁上设置有保温层11，保温层11位于辐射床筒体10的内壁与辐射管41之间。保温层11能够有效减小热风流动过程中的热量流失。

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423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，将物料由进料口进入螺旋进料器21，螺旋进料器21转动时将物料输送至辐射床筒体10内。

为了提高保证螺旋进料器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圈，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，辐射床筒体10的一端与出料罩31转动连接，辐射床筒体10的另一端可转动地设置在排气罩423上，辐射床筒体10与出料罩31和排气罩423之间均设置有转动密封部件用于将辐射床筒体10内部密封。可选地，转动密封圈为鱼鳞片密封，唇性密封，双柔性密封或其他形式填料密封。

出料罩31与辐射床筒体10内部连通，其中，出料罩31上设置有荒煤气出口32和半焦出口33，且荒煤气出口32朝向辐射床筒体10的上侧设置并与除尘设备连通，半焦出口33朝向辐射床筒体10的下侧设置并与熄焦设备连通，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，在辐射床筒体10与出料罩31之间设置保温出焦筒体34，保温出焦筒体34位于设置在辐射床筒体10的内部，保温出焦筒体34的外壁与辐射床筒体10的内壁之间形成环形的热风分配室422。出料罩31通过保温出焦筒体34与辐射床筒体10的物料流动通道12连通，其中，保温出焦筒体34与辐射床筒体10固定连接并跟随辐射床筒体10转动，可选地，保温出焦筒体34的内壁上设置有导料螺旋35，随着保温出焦筒体34的转动，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。

为了使荒煤气和半焦在出料罩31内能够顺利地分离，从而分别由荒煤气出口32和半焦出口33排出，可选地，在荒煤气出口32和半焦出口33之间的辐射床筒体10内还设置有分料器36，分料器36跟随辐射床筒体10一起转动，荒煤气和半焦传送到分料器36上后，荒煤气透过分料器36上的筛孔向上流动，并由荒煤气出口32排放至除尘设备中；半焦透过分料器36上的筛孔向下流动，并由半焦出口33排放至熄焦设备中。

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41、悬挂支架50、热风分配室422、保温出焦筒体34、出料罩31、分料器36、进气罩421和排气罩423。

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，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41主要将热风热量传递给煤，热气与煤逆向流动；悬挂支架50用于辐射管41的支撑，可承受高温；热风分配室422与至少一个辐射管41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41，辐射管41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的罩体与辐射床筒体10的连接处设置密封；分料器36有专门的热风通道，能够使由进气罩421进入的热风通过并经由热风分配室422进入辐射管41内。分料器36上有专门的半焦和荒煤气进口，半焦和荒煤气进入分料器36后，在重力作用下分离，荒煤气从荒煤气出口32去往除尘设备，半焦从半焦出口33去往熄焦设备；进气罩421与热风炉连接，与分料器36连接，高温烟气从热风入口进入到热风分配室后均匀进入到辐射管41；排气罩423使换热后烟气在罩内汇集，然后从排气罩423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423具有旋转动密封，排气罩423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41的数量至少为1个，辐射管41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41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41在辐射床筒体10内呈圆环状分布。悬挂支架50与辐射管41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422与至少一个辐射管41连通，热风分配室422温度为800-1000℃，热风分配室422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在热风分配室422内部，热风分配室422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，分料器36内部有保温棉，保温棉内部有耐磨金属内胆，从轴向方向看，与齿轮外观相似，分料器36内部沿着径设置有至少2个出口，多则2xN个出口。

可选地，进气罩421分别与热风炉和热风分配室422连通，进气罩421需要做内部保温处理，进气罩421与辐射床筒体10的延伸方向一致。

可选地，排气罩423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423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 (19)

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)；

加热装置(40)，所述加热装置(40)的至少一部分设置在所述辐射床筒体(10)内部，用于对进入所述辐射床筒体(10)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。

3.根据权利要求1所述的转式辐射床，其特征在于，所述加热装置(40)包括：

辐射管(41)，设置在辐射床筒体(10)内部，所述辐射管(41)的管腔形成物料流动通道(12)，其中，所述辐射管(41)的管壁上具有气流通道；

热风输送装置(42)，与所述辐射管(41)的所述气流通道连通，用于将热源产生的热风引导至所述气流通道内以对进入所述物料流动通道(12)内的原料进行加热以及将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，所述热风输送装置(42)包括：

进气罩(421)，用于与热源连通；所述辐射床筒体(10)内具有热风分配室(422)，所述进气罩(421)通过所述热风分配室(422)与所述气流通道的一端连通，用于将热源产生的热风引导至所述气流通道内；

排气罩(423)，与所述气流通道的另一端连通，用于将所述气流通道内经过换热后的热风排出。

5.根据权利要求4所述的转式辐射床，其特征在于，所述出料装置(30)包括：

保温出焦筒体(34)，设置在所述辐射床筒体(10)内，其中，所述热风分配室(422)为所述保温出焦筒体(34)的外壁与所述辐射床筒体(10)的内壁之间形成的环形间隙。

6.根据权利要求4所述的转式辐射床，其特征在于，所述进气罩(421)与所述出料装置(30)相邻设置，所述排气罩(423)与所述进料装置(20)相邻设置。

7.根据权利要求3所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射管(41)沿所述辐射床筒体(10)的轴向延伸。

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(41)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。

9.根据权利要求8所述的转式辐射床，其特征在于，所述辐射管(41)为多个，各个所述辐射管(41)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(41)的管腔为所述物料流动通道(12)。

10.根据权利要求9所述的转式辐射床，其特征在于，各个所述辐射管(41)之间具有间隙，各个所述辐射管(41)通过悬挂支架(50)固定在所述辐射床筒体(10)的内壁上。

11.根据权利要求4所述的转式辐射床，其特征在于，各个所述辐射管(41)的两端均设置有支撑挡板(60)，所述支撑挡板(60)设置在相邻的两个所述辐射管(41)之间以将相邻的两个所述辐射管(41)之间的间隙与所述热风分配室(422)隔离。

12.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)可转动地设置所述辐射床筒体(10)的进料端。

13.根据权利要求12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。

14.根据权利要求3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)，与所述辐射床筒体(10)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)。

15.根据权利要求14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。

16.根据权利要求14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)，设置在所述辐射床筒体(10)与所述出料罩(31)之间，所述出料罩(31)通过所述保温出焦筒体(34)与所述辐射床筒体(10)内的所述物料流动通道(12)连通，其中，所述保温出焦筒体(34)与所述辐射床筒体(10)固定连接并跟随所述辐射床筒体(10)转动。

17.根据权利要求16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)。

18.根据权利要求14所述的转式辐射床，其特征在于，所述出料装置(30)还包括：

分料器(36)，设置在所述出料罩(31)处并位于所述荒煤气出口(32)和所述半焦出口(33)之间，用于将来自所述辐射床筒体(10)的荒煤气和焦煤分离以使荒煤气由所述荒煤气出口(32)排出以及使焦煤由所述半焦出口(33)排出。

19.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)。