CN106554785A - 盘式反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式反应器，包括干燥或热解托盘(1)、用于驱动所述托盘(1)转动的旋转驱动装置和用于向所述托盘(1)内输送高温气体的配气装置，所述配气装置包括设置于所述托盘(1)下方并且能够随着所述托盘(1)一同旋转的配气单元和向所述配气单元供气的热风总管(2)，所述配气单元与所述托盘(1)上部空间连通，所述旋转驱动装置位于所述配气装置外部。本发明盘式反应器能够获得更高的干燥或热解温度，从而可以适应于更多煤种的热解提质需求，并且采用中央供气，可有效降低床层的高度。

Description

盘式反应器

技术领域

本发明涉及干燥或热解设备技术领域，具体地，涉及一种盘式反应器。

背景技术

褐煤是一种含水量高(一般占到20％～60％)、热值低(大约为2500～4500千卡/公斤)、挥发份高(大约40％～50％)的煤种(干燥无灰基)。在世界各地，褐煤有着广泛的分布，在我国，褐煤的存储量也非常丰富，大约占我国煤炭存储量的40％左右，主要分布在云南、内蒙古、东北、四川等省份。褐煤具有市场价值低、运输成本高、发电效率低和气化技术难度大的特点，因此此类煤的市场价值远低于优质煤，需要对其进行热解提质。采用气体热载体工艺热解褐煤可从中提取热解油并提质加工成优质油品，提取富氢气体供油品提质用，并制取高热值半焦供高效燃烧和气化过程用，稳定化处理后的半焦有利于长途运输并可大幅度节约运输成本。因此对此类煤种乃至所有高含水含油煤种的化工转化过程物料和能量的分级集成利用，无疑将显著提高煤炭的利用效率及经济效益。

现有技术中的干燥器或热解器(或称回转炉)等盘式反应器，通常都采用炉体顶端进料、底部或侧部通入高温气体以及料床居中旋转的基本结构。其中，物料通过进料管落入到旋转料床的外边缘部分，旋转料床上设有导流板，物料通过旋转料床的旋转并经由导流板的引导而从进入旋转托盘(料床)的中心部分，进而从位于旋转托盘中心部分的下料孔流出，进入下一级工艺设备中。其中，托盘需要获得稳定的旋转支撑和驱动，因此旋转驱动装置通常布置在炉体底部的混风腔室内，而混风腔室通入高温气体，为整个炉体的温度最高区域，因此整个反应器的操作温度受到混风腔室内的旋转驱动部件的高温耐受强度的严格限制。这样，就难以获得更高的干燥或热解温度，即不能适应更多的煤种需求。而且这种气室配气的结构，存在占用床底空间，难以支撑和扩大直径等问题，限制了旋转固定床的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的盘式反应器，能够获得更高的干燥或热解温度，从而可以适应于更多煤种的热解提质需求。

为了实现上述目的，本发明提供一种盘式反应器，包括干燥或热解托盘，所述盘式反应器还包括用于驱动所述托盘转动的旋转驱动装置和用于向所述托盘内输送高温气体的配气装置，所述配气装置包括设置于所述托盘下方并且能够随着所述托盘一同旋转的配气单元和向所述配气单元供气的热风总管，所述配气单元与所述托盘上部空间连通，所述旋转驱动装置位于所述配气装置外部。

优选地，所述配气单元包括连接管、气体分配管和喷管，所述气体分配管的进气口与所述连接管的上端连接，所述连接管的下端与所述热风总管可转动地连接，且在连接管与所述热风总管的连接处设置有密封结构，所述气体分配管的出气口通过喷管与所述托盘上部空间连通。

优选地，所述密封结构为水封槽。

优选地，所述热风总管位于所述托盘的中心位置的下方。

优选地，所述气体分配管有多根，多根所述气体分配管以所述连接管为中心呈放射状均布。

可选地，所述气体分配管上还设置有一端封闭、另一端与所述气体分配管连通的气体分配支管，所述气体分配支管通过所述喷管与所述托盘上部空间连通。

优选地，沿每根所述气体分配管的长度方向均设置有至少两根交错布置的所述气体分配支管。

优选地，所述气体分配管和/或气体分配支管的管径随着所述气体分配管和/或气体分配支管内流过的气体流量的减小而减小。

优选地，所述连接管可转动地支撑在固定支架上，所述连接管的上端通过多根固定杆与所述托盘的下表面连接，多根所述气体分配管和固定杆以所述连接管为中心呈放射状均布，所述气体分配管和固定杆间隔设置且均与所述托盘的下表面接触。

优选地，所述连接管可转动地支撑在固定支架上，所述气体分配管通过固定件与所述托盘的底部固定连接，所述气体分配管与所述托盘的下表面存在间隙。

优选地，所述气体分配管和所述连接管之间设置有多个斜支撑，所述斜支撑的上端和下端分别与所述气体分配管和所述连接管连接。

优选地，所述旋转驱动装置包括固定套装在所述连接管上的从动链轮、驱动件、设置在驱动件输出轴上的主动链轮和安装在所述从动链轮和主动链轮上的链条。

可选地，所述托盘的底部设置有环形支撑件，所述气体分配管通过所述环形支撑件连接在所述托盘上，所述环形支撑件通过至少两个转轮支撑。

本发明与现有技术的不同之处在于本发明的盘式反应器通过将用于驱动盘式反应器的旋转驱动装置设置在配气装置外部，因此配气装置内可以通入更高温度的气体，而不会对旋转驱动装置产生影响，所以能够使盘式反应器获得更高的干燥或热解温度，从而可以适应于更多煤种的热解提质需求。

并且配气装置随着托盘一起旋转，热风总管位于托盘的中心位置且向配气装置供气，能够实现向托盘提供热风的同时，可有效节约配气装置所占用的床底空间，降低床层的高度。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种实施方式的盘式反应器的结构示意图(主视)；

图2是图1所示的盘式反应器的结构示意图(俯视)；

图3是本发明的另一种实施方式的盘式反应器的结构示意图(主视)。

附图标记说明

1 托盘 2 热风总管

3 气体分配管 4 喷管

5 气体分配支管 6 连接管

7 密封结构 8 环形支撑件

9 转轮 10 斜支撑

11 从动链轮 12 减速电机

13 固定件 14 外滚环座圈

15 横支撑 16 内滚环座圈

17 滚动轴承 18 固定件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

适当参见图1和图2，本发明基本实施方式的盘式反应器可以包括干燥或热解托盘1、用于驱动所述托盘1转动的旋转驱动装置和用于向所述托盘1内输送高温气体的配气装置。在所述托盘1的上方设置有顶盖，顶盖上设置有用于进料的进料口，托盘1上设置有出料口(出料口可以设置在托盘的中部或边缘等不同的位置)。顶盖与托盘1可转动地密封连接，连接方式可以采用水封连接，水封可以保证托盘1转动时顶盖固定不动。

所述配气装置包括设置于所述托盘1下方并且能够随着所述托盘1一同旋转的配气单元和向所述配气单元供气的热风总管2，所述配气单元与所述托盘1上部空间连通，用于驱动所述托盘1转动的旋转驱动装置位于所述配气装置外部。

本发明的盘式反应器在使用时，通过设置在配气装置外部的旋转驱动装置驱动托盘1旋转，设置在托盘1下方的配气装置随托盘1一同旋转，同时通过热风总管2向配气装置提供高温气体，高温气体经配气装置进入托盘1的上部空间，实现盘式反应器的托盘1上的物质的干燥或热解。

本发明中，所述配气单元包括连接管6、气体分配管3和喷管4，所述气体分配管3的进气口与所述连接管6的上端连接，所述连接管6的下端与所述热风总管2可转动地连接，且在连接管6与所述热风总管2的连接处设置有密封结构7，所述气体分配管3的出气口通过喷管4与所述托盘1上部空间连通，喷管4可以向托盘1的上部空间输送热风。本实施方式中，所述气体分配管3与所述连接管6也可以采用一体结构。

其中所述密封结构7优选使用水封槽，从而达到降低成本、使用可靠的目的。所述水封槽包括固定安装在热风总管2上的环形水槽，在该环形水槽内充有密封用水。

参考图1，所述连接管6的下端插入所述密封用水下部，所述热风总管2的出口端的管壁向内弯折呈环形，并插入环形水槽的密封用水内，其中热风总管2的管壁上可以设置连接杆用于固定连接水封槽，连接杆可设置多个，并围绕热风总管2的弯折端均布。

作为另一种连接管与水封槽的连接结构，参考图3，环形水槽固定密封套装在热风总管2的上端外壁上，在连接管6上固定套装有下端敞口、上端设置有安装孔的圆柱形盒体，连接管6的下端穿过所述盒体上的安装孔并与安装孔密封固定连接。盒体的底部插入所述水封槽内的密封用水中，并且连接管6的底端插入所述热风总管2内。

由于热风总管2是固定不动的，为了避免环形水槽内的水在连接管6转动时出现扰动，所述连接管6的下端可以通过旋转接头转动地连接有导气管，所述导气管的下端插入环形水槽的密封用水内，此时连接管6的下端位于环形水槽的上方。

本发明中所使用的密封结构7也可以其他密封件，如柔性石墨密封圈等。

由于配气装置随托盘1一同旋转，可解决现有技术中固定的配气装置和转动的托盘1之间难于连接的问题。

所述热风总管2优选位于所述托盘1的中心位置的下方，以使本发明的盘式反应器作用力分布更加均衡。

为了使进入托盘1的上部空间的高温气体分布更加均匀，如图2所示，所述气体分配管3有多根，多个所述气体分配管3以所述连接管6为中心呈放射状均布。优选地，所述气体分配管3上还设置有一端封闭、另一端与所述气体分配管3连通的气体分配支管5，所述气体分配支管5通过所述喷管4与所述托盘1上部空间连通。

更优选地，沿每根所述气体分配管3的长度方向均设置有至少两根交错布置的所述气体分配支管5。

通过设置多个呈放射状均布的气体分配管3，以及交错布置的所述气体分配支管5，能够使高温气体从托盘1的下部均匀的进入托盘1的上部，从而提高托盘1内的物品的干燥或热解的效果。

为了使每个喷管4喷出的高温气体的流量基本相同，所述气体分配管3和/或气体分配支管5的管径随着所述气体分配管3和/或气体分配支管5内流过的气体流量的减小而减小。具体的，在气体分配管3上，与气体分配支管5的连接处的后方(以气体流动方向来判断，后方是指气体流动方向的下游)，气体分配管3的管径减小，管径的减小方式可以通过锥形管来实现连续变径。

在本发明的一种实施方式中，如图1、图2所示，所述托盘1的底部设置有环形支撑件8，环形支撑件8的截面形状可以是方形或楔形。所述气体分配管3通过所述环形支撑件8连接在所述托盘1上，所述环形支撑件8通过至少两个转轮9支撑，所述旋转驱动装置能够驱动至少一个所述转轮9旋转，以使所述环形支撑件8在所述至少两个转轮9上转动。本实施方式中，转轮9的数量优选为4个，4个所述转轮9围绕托盘1的旋转轴线均布，其中旋转驱动装置可以采用减速电机12，减速电机12的输出轴与所述转轮9的转轴传动连接。根据所需转矩的大小，可以在两个或多个转轮9处设置减速电机。本实施方式适用于托盘尺寸较大和/或托盘载重较大的情况。

作为上述实施方式的变形，可以在固定支架(固定安装在地基上的支架)上固定安装环形轨道，在所述托盘1和/或配气单元上设置能够在所述环形轨道上滚动或滑动的多个支撑轮，旋转驱动装置用于驱动所述支撑轮在所述环形轨道上滚动或滑动。旋转驱动装置可以包括减速电机、固定安装在减速电机的输出轴上的齿轮和固定套装在托盘1上的外齿圈，外齿圈与齿轮啮合。通过控制减速电机的输出轴转动，齿轮随之转动，驱动与齿轮啮合的外齿圈转动，从而带动托盘1旋转。其中环形轨道和支撑轮用于转动地支撑所述托盘，多个支撑轮围绕托盘的旋转轴线均布，每个支撑轮均能够在环形轨道上转动或滑动。每个支撑轮均通过连接架连接在托盘和/或气体分配管上。当支撑轮的连接架与气体分配管不连接时，气体分配管可以固定在托盘的底部。

本领域技术人员应当知晓，旋转驱动装置也可以直接采用减速电机，此时减速电机固定在托盘上，且减速电机的输出轴与一个支撑轮的轮轴传动连接。

上述的环形支撑件8和转轮9的配合，以及所述环形轨道和支撑轮的配合可以根据所述托盘1的大小设置多组，提供多点支撑，使托盘1受力均衡，提高盘式反应器的工作稳定性。其中每个环形支撑件8或每个环形轨道均同轴。本发明采用旋转配气、多点支撑结构解决了配气不均匀，占用床底空间，难以支撑和扩大直径等问题。

在本发明的另一个实施方式中，所述连接管6可转动地支撑在固定支架(固定安装在地基上的支架)上。具体地，参考图3，在固定支架上固定安装有固定件13，固定件13固定安装有外滚环座圈14，在连接管6上固定套装有横支撑15，所述横支撑15上固定安装有内滚环座圈16，外滚环座圈14和内滚环座圈16之间通过能够承受轴向力的水平的滚动轴承17支撑。

其中连接管6、气体分配管3和托盘1的连接方式可以采用以下两种方式：

所述连接管6的上端通过多根固定杆(可以将部分气体分配管设为实心作为固定杆)与所述托盘1的下表面连接，多个根所述气体分配管3和固定杆围绕以所述连接管6为中心呈放射状均布。所述气体分配管3和固定杆间隔设置且均与所述托盘1的下表面接触。气体分配管3和固定杆的数量可以均为18根。

或者，如图3所示，所述气体分配管3通过固定件18与所述托盘1的底部固定连接，所述气体分配管3与所述托盘1的下表面存在间隙。

为了使本发明的结构更加稳定，所述气体分配管3和所述连接管6之间设置有多个斜支撑10，所述斜支撑10的上端和下端分别与所述气体分配管3和所述连接管6连接。所述斜支撑10可以三角形板，每根气体分配管3或者固定杆均与一个斜支撑10连接。

在本实施方式中，所述旋转驱动装置包括固定套装在所述连接管6上的从动链轮11、驱动件、设置在驱动件输出轴上的主动链轮和安装在所述从动链轮11和主动链轮上的链条。当托盘1需要旋转时，通过驱动件驱动主动链轮转动，安装在主动链轮上的链条驱动从动链轮转动，从而带动连接管6转动，由于连接管6与托盘1固定连接，因此托盘1随之转动。本实施方式适用于托盘尺寸较小的情况，以在不另外安装支撑结构的情况下仅利用配气装置为托盘提供足够稳定的支撑。

作为本发明的另一个优选实施方式，图3所示的盘式反应器也可以在托盘的底部沿周向设置相互配合的环形支撑件和转轮，从而能够为托盘同时提供中心支撑(热风总管2)和周向支撑。

本发明的盘式反应器具有以下优点：

1、采用中央供气，管道结构简单，降低了床层的高度；

2、气体分配管和/或气体分配支管采用变径结构，使热风分配更加均匀；

3、可设置多点支撑结构，方便干燥或热解托盘规模放大。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种盘式反应器，包括干燥或热解托盘(1)，其特征在于，所述盘式反应器还包括用于驱动所述托盘(1)转动的旋转驱动装置和用于向所述托盘(1)内输送高温气体的配气装置，所述配气装置包括设置于所述托盘(1)下方并且能够随着所述托盘(1)一同旋转的配气单元和向所述配气单元供气的热风总管(2)，所述配气单元与所述托盘(1)上部空间连通，所述旋转驱动装置位于所述配气装置外部。

2.根据权利要求1所述的盘式反应器，其特征在于，所述配气单元包括连接管(6)、气体分配管(3)和喷管(4)，所述气体分配管(3)的进气口与所述连接管(6)的上端连接，所述连接管(6)的下端与所述热风总管(2)可转动地连接，且在连接管(6)与所述热风总管(2)的连接处设置有密封结构(7)，所述气体分配管(3)的出气口通过喷管(4)与所述托盘(1)上部空间连通。

3.根据权利要求2所述的盘式反应器，其特征在于，所述密封结构(7)为水封槽。

4.根据权利要求1所述的盘式反应器，其特征在于，所述热风总管(2)位于所述托盘(1)的中心位置的下方。

5.根据权利要求2所述的盘式反应器，其特征在于，所述气体分配管(3)有多根，多根所述气体分配管(3)以所述连接管(6)为中心呈放射状均布。

6.根据权利要求5所述的盘式反应器，其特征在于，所述气体分配管(3)上还设置有一端封闭、另一端与所述气体分配管(3)连通的气体分配支管(5)，所述气体分配支管(5)通过所述喷管(4)与所述托盘(1)上部空间连通。

7.根据权利要求6所述的盘式反应器，其特征在于，沿每根所述气体分配管(3)的长度方向均设置有至少两根交错布置的所述气体分配支管(5)。

8.根据权利要求6所述的盘式反应器，其特征在于，所述气体分配管(3)和/或气体分配支管(5)的管径随着所述气体分配管(3)和/或气体分配支管(5)内流过的气体流量的减小而减小。

9.根据权利要求2所述的盘式反应器，其特征在于，所述连接管(6)可转动地支撑在固定支架上，所述连接管(6)的上端通过多根固定杆与所述托盘(1)的下表面连接，多根所述气体分配管(3)和固定杆以所述连接管(6)为中心呈放射状均布，所述气体分配管(3)和固定杆间隔设置且均与所述托盘(1)的下表面接触。

10.根据权利要求2所述的盘式反应器，其特征在于，所述连接管(6)可转动地支撑在固定支架上，所述气体分配管(3)通过固定件与所述托盘(1)的底部固定连接，所述气体分配管(3)与所述托盘(1)的下表面存在间隙。

11.根据权利要求9或10所述的盘式反应器，其特征在于，所述气体分配管(3)和所述连接管(6)之间设置有多个斜支撑(10)，所述斜支撑(10)的上端和下端分别与所述气体分配管(3)和所述连接管(6)连接。

12.根据权利要求11所述的盘式反应器，其特征在于，所述旋转驱动装置包括固定套装在所述连接管(6)上的从动链轮(11)、驱动件、设置在驱动件输出轴上的主动链轮和安装在所述从动链轮(11)和主动链轮上的链条。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的盘式反应器，其特征在于，所述托盘(1)的底部设置有环形支撑件(8)，所述气体分配管(3)通过所述环形支撑件(8)连接在所述托盘(1)上，所述环形支撑件(8)通过至少两个转轮(9)支撑。