CN107880912B - 一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 - Google Patents
一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107880912B CN107880912B CN201711289748.8A CN201711289748A CN107880912B CN 107880912 B CN107880912 B CN 107880912B CN 201711289748 A CN201711289748 A CN 201711289748A CN 107880912 B CN107880912 B CN 107880912B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiant tube
- pyrolysis furnace
- wear
- plate
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 49
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 4
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
- C10B47/18—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，包括：炉体、防磨损机构和辐射管，其中，所述防磨损机构固定安装于所述辐射管上部，所述辐射管分层设置于所述炉体内；所述辐射管的上部固定安装有所述防磨损机构；所述炉体内由上至下依次为：第一区、第二区和第三区，位于所述第二区的所述辐射管设有所述防磨损机构；本发明通过合理分区，对于炉膛内辐射管磨损严重区域，向辐射管管体表面加入防磨结构，保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量颗粒自上而下向下运动时，不直接冲刷辐射管管体表面，而冲刷焊接在管体外侧的防磨损机构上，解决了蓄热式快速热解炉装置运行中辐射管磨损问题。
Description
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉。
背景技术
相比于煤的直接燃烧、液化或者气化，煤热解将煤转化成固态、液态和气态产品，有较好的经济效益和社会效益，煤热解是煤气化、液化和燃烧等煤加工转化利用过程的初始阶段，也是极其重要的中间过程。现有煤热解工艺采用热载体加热式，工艺流程长，系统故障率较高。
目前，现有技术基于蓄热式高温空气燃烧技术，采用内部负载辐射管的快速热解炉从褐煤、长焰煤等低阶煤原料中提取人造石油、人造天然气资源，不仅能补充我国石油、天然气资源缺口，又能解决低阶煤炭体质和资源化利用这一世界难题。然而，热解炉在长周期运行过程中，其内煤粉颗粒的剧烈向下运动可能会引起热解炉中提供热源的关键部件辐射管出现严重的磨损现象。磨损会带消耗辐射管表面材料，造成辐射管材料大面积报废，降低辐射管使用寿命，造成不安全因素，重则影响快速热解炉装置的高效长周期安全稳定运行，造成较大的经济损失。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，通过合理分区，对于炉膛内辐射管磨损严重区域，向辐射管管体表面加入防磨结构，保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量颗粒自上而下向下运动时，不直接冲刷辐射管管体表面，而冲刷焊接在管体外侧的防磨损机构上，以解决蓄热式快速热解炉装置运行中辐射管磨损问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，其特征在于，包括：炉体、防磨损机构和辐射管，其中，
所述炉体内依次分为：第一区、第二区和第三区，所述第一区和所述第二区的空间分别占所述炉体的1/6-1/3，所述第二区的空间占所述炉体的1/3-2/3；所述第二区为热解炉中心区域，所述辐射管分层设置于所述炉体的第一区、第二区和第三区；
位于所述第二区的所述辐射管设有所述防磨损机构。
优选的，所述防磨损机构包括：导料板和抗磨板，其中，
两个所述导料板对称设置于所述辐射管上部，所述导料板的下端与所述辐射管连接，上端与所述抗磨板连接；
所述抗磨板包括弧形板部和直板部，所述直板部设置于所述弧形板部两侧，且与所述弧形板部相切。
优选的，所述导料板和所述抗磨板长度至少为辐射管长度的百分之九十。
优选的，所述第一区和所述第二区的空间占所述炉体的1/6-1/3，所述第二区的空间占所述炉体的1/3-2/3。
优选的，所述导料板上端与所述直板部焊接，下端与所述辐射管焊接。
优选的，所述两个导料板间的距离为所述辐射管外径的3/4-1。
优选的，所述导料板厚度为所述辐射管管体厚度的1/3-1/2，所述抗磨板厚度为所述导料板厚度的1.5-3倍。
优选的，所述导料板高度为所述辐射管管体外径的2/3-1。
优选的，所述直板部的长度为所述导料板高度的1/2-1。
优选的，所述导料板与所述直板部的夹角为100-150°。
优选的，两个所述直板部间形成的夹角为100-150°。
本发明的有益效果在于：
（1）通过合理分区，对于炉膛内辐射管磨损严重区域，向辐射管管体表面加入防磨结构，保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量颗粒自上而下向下运动时，不直接冲刷辐射管管体表面，而冲刷焊接在管体外侧的防磨损机构上，解决了蓄热式快速热解炉装置运行中辐射管磨损问题。
（2）避免颗粒堆积在该区域辐射管管体上方区域，降低了管体的负荷，使得该区域辐射管在高温下的使用寿命延长至3年以上。
（3）对于磨损轻微的炉膛区域，直接采用无防磨结构的辐射管，使得炉膛内辐射管的热辐射效率达到最高，热解气产率增大了5%以上。
附图说明
图1为本发明分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉整体结构图。
图2为本发明防磨机构示意图。
其中，1、蓄热式快速热解炉 2、辐射管 3、防磨机构 2-1、辐射管管体 2-2、导料板2-3、抗磨板 A、第一区 B、第二区 C、第三区 R、辐射管管体外径 d1、辐射管管体厚度 H、导料板高度 d2、导料板厚度 L、直板部长度 r、弧形板部半径 d3、抗磨板厚度 D、两导料板水平间距。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面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。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要理解的是，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，图1为本发明分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉整体结构图，如图1所示，辐射管分层设置于蓄热式快速热解炉内，将蓄热式快速热解炉进行分区，由上至下依次为：第一区、第二区和第三区，位于所述第二区的所述辐射管设有所述防磨损机构，所述第二区为热解炉中心区域，所述辐射管分层设置于所述炉体的第一区、第二区和第三区。
发明人通过对连续运动两年（每年运行350天，每天运行24 h）后的蓄热式快速热解炉装置进行检修后发现，炉膛顶部和底部区域的辐射管管体磨损的厚度较小，均在0.1mm以下，而居于炉膛中心区域的辐射管管体出现严重磨损，辐射管磨损厚度均大于4 mm。主要原因是由于辐射管管体表面的磨损程度与冲蚀粒子的速度呈指数关系，冲蚀粒子速度增大，辐射管管体的磨损程度呈指数增大。蓄热式快速热解炉为典型的下行流化床，颗粒沿着炉膛顶部由上而下运动时，顶部颗粒相入口区域，颗粒速度较小，辐射管管体表面磨损较小。沿炉膛顶部向下运动，颗粒经历加速阶段，具有较高的动量，颗粒速度增大，当颗粒运动到达辐射管管体表面区域时，与管体表面发生强烈的碰撞作用，对管体表面进行冲刷，破坏材料表面特性，长期下去会使得管体表面出现严重的磨损现象，因此，该区域的辐射管管体表面的磨损较大。而由大量实验观察和模拟研究发现，在炉膛底部区域，随着颗粒热解反应的进行，生成更小粒径的半焦，颗粒浓度减小，颗粒速度变化不大，使得辐射管管体表面磨损反而减小。
因此，在本发明的一些具体的实施例中，蓄热式快速热解炉的第1区和第3区内辐射管可不加防磨结构，有利于辐射管管体表面向周围颗粒的辐射、传导和对流传热，而第2区内辐射管管体固定连接有防磨机构。
在本发明的一些优选的实施例中，第一区和第二区的空间分别占热解炉的1/6-1/3，第二区的空间占热解炉的1/3-2/3，当然，本发明对于热解炉内的空间的划分没有特别的限制，允许因为具体工作状况而划分。
通过合理分区，对于炉膛内辐射管磨损严重区域，向辐射管管体表面加入防磨结构，保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量颗粒自上而下向下运动时，不直接冲刷辐射管管体表面，而冲刷焊接在管体外侧的防磨损机构上，解决了蓄热式快速热解炉装置运行中辐射管磨损问题，同时，避免颗粒堆积在该区域辐射管管体上方区域，降低了管体的负荷，使得该区域辐射管在高温下的使用寿命延长至3年以上。对于磨损轻微的炉膛区域，直接采用无防磨结构的辐射管，使得炉膛内辐射管的热辐射效率达到最高，热解气产率增大了5%以上。
根据本发明的具体实施例，图2为本发明防磨机构示意图，如图2所示，防磨机构包括管体上方焊接的两个导料板和抗磨板。防磨机构具体为：两个导料板对称设置于辐射管上部，下端与辐射管连接，上端与抗磨板连接；抗磨板包括弧形板部和直板部，直板部设置于弧形板部两侧，且与所述弧形板部相切；在本发明的一些优选的实施例中，辐射管与导料板、导料板与防磨板间的连接方式采用焊接。
根据本发明的具体实施例，发明人经大量实验研究、生产实践以及模拟研究发现，为达到辐射管良好的防磨效果，导料板和抗磨板长度至少为辐射管管体长度的百分之九十，两导料板水平间距D为管体外径R的3/4-1。
根据本发明的具体实施例，为了在防止辐射管磨损的同时，达到良好的传热效果，导料板厚度为所述辐射管管体厚度的1/3-1/2，抗磨板受到颗粒碰撞和冲刷，为保证抗磨板在热解炉装置正常运行过程中能使用2~3年，且具有良好的传热效果，抗磨板厚度为导料板厚度的1.5-3倍。
根据本发明的具体实施例，为使导料板起到良好的导流作用，导料板高度为管体外径的2/3-1。抗磨板包括弧形板部和直板部，导料板与直板部的夹角为100-150°，两个直板部间形成的夹角为100-150°，直板部的长度为导料板高度的1/2-1，圆形连接部与直板部相切。
根据本发明的具体实施例，辐射管管体、导料板和抗磨板的材料为钢材，当然，本发明对于其材料没有特别限制，只要达到良好的导热、防磨效果即可。
实施例一
立式方形蓄热式快速热解炉高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。辐射管管体直径R为200mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。煤粉颗粒粒径分布如表1所示。
首先，对热解炉进行分区，第1区为第1-4层辐射管所在区域，第2区为第5~20层辐射管所在区域，第3区为第21、22层辐射管所在区域；然后，向第2区内辐射管管体上表面加入防磨结构。防磨损机构包括管体上方焊接的两个导料板和抗磨板。抗磨板焊接在两个导料板上方，导料板下端与管体焊接，且两导料板对称分布在管体上方两侧。导料板和抗磨板长度为2.7 m。导料板厚度d2为5 mm，抗磨板厚度d3为10 mm。导料板高度H为100 mm，两导料板水平间距D为200 mm。抗磨板包括弧形板部和直板部。直板部与导料板的夹角为120°，两块直板部的长度L为86.60 mm，弧形板部的半径r为50 mm。管体、导料板和抗磨板材料为Cr28Ni48w5。辐射管表面平均温度为950℃，炉膛第1区平均温度为750℃，炉膛第2区平均温度为850℃，反应压力为1.5 kPa。煤粉和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为1.5t/h，70 Nm3/h。反应后的焦油产率为1.25%，热解水及杂质产率为7.47%，提质煤产率为52.77%，热解气产率为38.51%。热解炉装置可正常运行3年以上。
实施例一的对比例一
未加入防磨损机构的蓄热式低阶煤快速热解炉。
立式方形蓄热式快速热解炉的高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。
辐射管管体直径R为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。煤粉颗粒粒径分布如表1所示。辐射管表面平均温度为950℃，炉膛第1区和第3区平均温度为750℃，第2区平均温度为850℃，反应压力为1.5 kPa。煤粉和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为1.5 t/h，70 Nm3/h。装置连续运行1年后检修发现，第5-20层辐射管磨损厚度达到6 mm以上，而整个辐射管的厚度仅有10 mm，因此，煤粉颗粒自上而下冲刷磨损严重影响辐射管使用寿命，装置运行周期只有1年。
实施例一的对比例二
部分加入防磨损机构的蓄热式低阶煤快速热解炉。
立式方形蓄热式快速热解炉高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。
辐射管管体直径R为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。煤粉颗粒粒径分布如表1所示。辐射管表面平均温度为950℃，炉膛第1区和第3区平均温度为750℃，第2区平均温度为850℃，反应压力为1.5 kPa。煤粉和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为1.5 t/h，70 Nm3/h。
热解炉内第6~19层辐射管所在区域辐射管管体上表面加入防磨损机构。防磨损机构包括管体上方焊接的两个导料板和抗磨板。抗磨板焊接在两个导料板上方，导料板下端与管体焊接，且两导料板对称分布在管体上方两侧。导料板和抗磨板长度为2.7 m。导料板厚度d2为5 mm，抗磨板厚度d3为10 mm。导料板高度H为100 mm，两导料板水平间距D为200mm。抗磨板包括弧形板部和直板部。直板部与导料板的夹角为120°，直板部的长度L为86.60mm，弧形板部的半径r为50 mm。装置连续运行1年后检修发现，第5层和第20层辐射管磨损厚度达到6 mm以上，而整个辐射管的厚度仅有10 mm，因此，煤粉颗粒自上而下冲刷磨损严重影响辐射管使用寿命，装置运行周期只有1年。
表一煤粉颗粒粒径分布表
| Diameter (mm) | ＜0.18 | 0.18~0.25 | 0.25~0.355 | 0.355~0.71 | 0.71~1 | 1~2 | 2~3 | ＞3 |
| Percentage (%) | 0.69 | 0.69 | 1.38 | 6.7 | 10.24 | 54.48 | 12.72 | 13.1 |
实施例二
立式方形蓄热式快速热解炉高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。辐射管管体直径R为200mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。木屑颗粒粒径分布如表2所示。
首先，对热解炉进行分区，第1区为第1~5层辐射管所在区域，第2区为第6~19层辐射管所在区域，第1区为第20~22层辐射管所在区域；然后，向第2区内辐射管管体上表面加入防磨损机构。防磨损机构包括管体上方焊接的两个导料板和抗磨板。抗磨板焊接在两个导料板上方，导料板下端与管体焊接，且两导料板对称分布在管体上方两侧。导料板和抗磨板长度为2.7 m。导料板厚度d2为5 mm，抗磨板厚度d3为10 mm。导料板高度H为100 mm，两导料板水平间距D为200 mm。抗磨板包括弧形板部和直板部。直板部与导料板的夹角为120°，直板部的长度L为86.60 mm，弧形板部的半径r为50 mm。管体、导料板和抗磨板材料为Cr28Ni48w5。
辐射管表面平均温度为500℃，炉膛第1区和第3区平均温度为350℃，第2区平均温度为400℃，反应压力为2.0 kPa。木屑和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为3 t/h，80 Nm3/h。反应后的焦油产率为3.25%，热解水及杂质产率为27.47%，提质煤产率为32.77%，热解气产率为36.51%。辐射管运行四年最大磨损厚度仅达到2 mm，热解炉装置可正常运行4年以上。
实施例二的对比例一：
未加入防磨损机构的蓄热式木屑快速热解炉。
立式方形蓄热式快速热解炉高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。
辐射管管体直径R为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。木屑颗粒粒径分布如表2所示。辐射管表面平均温度为500℃，炉膛第1区和第3区平均温度为350℃，第2区平均温度为400℃，反应压力为1.5 kPa。木屑和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为1.5 t/h，70 Nm3/h。装置连续运行1年后检修发现，第6~19层辐射管磨损厚度达到3 mm以上。装置连续运行2年后检修发现，第6~19层辐射管磨损厚度达到7 mm以上，而整个辐射管的厚度仅有10 mm，因此，木屑颗粒自上而下冲刷磨损严重影响辐射管使用寿命，装置运行周期只有2年。
实施例二的对比例二：
部分加入防磨损机构的蓄热式木屑快速热解炉。
立式方形蓄热式快速热解炉高为10.05 m，顶部为2.5*3.0 m的长方形，底部为1.0*3.0 m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层，第1层辐射管距离热解炉顶部垂直距离为0.4 m，第22层辐射管距离热解炉底部垂直距离为1.25 m。
辐射管管体直径R为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为420 mm。辐射管长度为5.8 m，厚度d1为10 mm。木屑颗粒粒径分布如表2所示。辐射管表面平均温度为500℃，炉膛第1区和第3区平均温度为350℃，第2区平均温度为400℃，反应压力为1.5 kPa。
木屑和氮气均从热解炉顶部均匀进料，进料量分别为1.5 t/h，70 Nm3/h。热解炉内第7~18层辐射管所在区域辐射管管体上表面加入防磨结构。防磨损机构包括管体上方焊接的两个导料板和抗磨板。抗磨板焊接在两个导料板上方，导料板下端与管体焊接，且两导料板对称分布在管体上方两侧。导料板和抗磨板长度为2.7 m。导料板厚度d2为5 mm，抗磨板厚度d3为10 mm。导料板高度H为100 mm，两导料板水平间距D为200 mm。抗磨板包括弧形板部和直板部。直板部与导料板的夹角为120°，直板部的长度L为86.60 mm，弧形板部的半径r为50 mm。
装置连续运行1年后检修发现，第6层和第19层辐射管磨损厚度达到3 mm以上。装置连续运行2年后检修发现，第6层和第19层辐射管磨损厚度达到8 mm以上，而整个辐射管的厚度仅有10 mm，因此，木屑颗粒自上而下冲刷磨损严重影响辐射管使用寿命，装置运行周期只有2年。
表2木屑粒径分布表
| Diameter (mm) | ＜0.18 | 0.18~0.25 | 0.25~0.355 | 0.355~0.71 | 0.71~1 | 1~2 | 2~3 | ＞3 |
| Percentage (%) | 0.69 | 2.69 | 3.38 | 8.7 | 6.24 | 50.48 | 16.72 | 11.1 |
综上所述本发明的分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，通过合理分区，对于炉膛内辐射管磨损严重区域，向辐射管管体表面加入防磨结构，保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量颗粒自上而下向下运动时，不直接冲刷辐射管管体表面，而冲刷焊接在管体外侧的防磨结构上，解决了蓄热式快速热解炉装置运行中辐射管磨损问题，同时，避免颗粒堆积在该区域辐射管管体上方区域，降低了管体的负荷，使得该区域辐射管在高温下的使用寿命延长至3年以上。对于磨损轻微的炉膛区域，直接采用无防磨结构的辐射管，使得炉膛内辐射管的热辐射效率达到最高，热解气产率增大了5%以上。
在本发明的描述中，需要理解的是，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必针对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一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
Claims (8)
1.一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉，其特征在于，包括：炉体、防磨损机构和辐射管，其中，
所述炉体内依次分为：第一区、第二区和第三区，所述第一区和所述第三区的空间分别占所述炉体的1/6-1/3，所述第二区的空间占所述炉体的1/3-2/3；所述第二区为热解炉中心区域，所述辐射管分层设置于所述炉体的第一区、第二区和第三区；
仅位于所述第二区的所述辐射管设有所述防磨损机构；
所述防磨损机构包括：导料板和抗磨板，其中，
两个所述导料板对称设置于所述辐射管上部，所述导料板的下端与所述辐射管连接，上端与所述抗磨板连接；
所述抗磨板包括弧形板部和直板部，所述直板部设置于所述弧形板部两侧，且与所述弧形板部相切；
所述导料板厚度为所述辐射管管体厚度的1/3-1/2，所述抗磨板厚度为所述导料板厚度的1.5-3倍。
2.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述导料板和所述抗磨板长度至少为辐射管长度的百分之九十。
3.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述导料板上端与所述直板部焊接，下端与所述辐射管外表面焊接。
4.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述两个导料板间的距离为所述辐射管外径的3/4-1。
5.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述导料板高度为所述辐射管管体外径的2/3-1。
6.根据权利要求1或5所述的热解炉，其特征在于，所述直板部的长度为所述导料板高度的1/2-1。
7.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述导料板与所述直板部的夹角为100-150°。
8.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，两个所述直板部间形成的夹角为100-150°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711289748.8A CN107880912B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711289748.8A CN107880912B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107880912A CN107880912A (zh) | 2018-04-06 |
| CN107880912B true CN107880912B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=61773115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711289748.8A Active CN107880912B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107880912B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0166994A1 (en) * | 1984-06-05 | 1986-01-08 | Nippon Steel Corporation | Gas separation module |
| JP2002302682A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Nippon Steel Corp | ガス化設備のチャー冷却装置 |
| CN2863797Y (zh) * | 2006-02-22 | 2007-01-31 | 张家港海陆锅炉有限公司 | 干熄焦锅炉中的换热管 |
| CN101776415A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-14 | 清华大学 | 一种锅炉的复合清灰防磨装置 |
| CN106479545A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-08 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种移动床热解反应器 |
| CN106520155A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种快速热解反应器 |
| CN106753487A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-31 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种蓄热式热解反应器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102585863B (zh) * | 2012-02-21 | 2014-01-15 | 西峡龙成特种材料有限公司 | 筒套型煤物质分解装置 |
-
2017
- 2017-12-08 CN CN201711289748.8A patent/CN107880912B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0166994A1 (en) * | 1984-06-05 | 1986-01-08 | Nippon Steel Corporation | Gas separation module |
| JP2002302682A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Nippon Steel Corp | ガス化設備のチャー冷却装置 |
| CN2863797Y (zh) * | 2006-02-22 | 2007-01-31 | 张家港海陆锅炉有限公司 | 干熄焦锅炉中的换热管 |
| CN101776415A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-14 | 清华大学 | 一种锅炉的复合清灰防磨装置 |
| CN106479545A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-08 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种移动床热解反应器 |
| CN106520155A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种快速热解反应器 |
| CN106753487A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-05-31 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种蓄热式热解反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107880912A (zh) | 2018-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105542863B (zh) | 一种外热辐射蓄热式油页岩干馏炉 | |
| CN107875977A (zh) | 一种高压螺旋快速热解反应装置 | |
| CN203319929U (zh) | 碳物质振动热解塔 | |
| CN107880912B (zh) | 一种分区防辐射管磨损的蓄热式快速热解炉 | |
| WO2016110252A1 (zh) | 一种再生催化剂冷却方法及其设备 | |
| CN104634134A (zh) | 流化床冷却器、冷却方法及煤加氢气化系统 | |
| CN201361585Y (zh) | 一种旋风分离器组件及流化床装置 | |
| CN101451069B (zh) | 一种旋风分离器组、流化床装置及油页岩的干馏方法 | |
| CN101475815B (zh) | 一种油页岩类物质的干馏方法和流化床干馏装置 | |
| CN112080296B (zh) | 废旧轮胎制备热解油气工艺系统 | |
| CN111676036B (zh) | 一种生物质热解反应器及其工作方法 | |
| CN104100968A (zh) | 一种带有整体倾斜中心筒的循环流化床锅炉旋风分离器 | |
| CN206143127U (zh) | 一种内置除尘装置的热解反应器 | |
| CN105925285A (zh) | 粉煤快速热解装置 | |
| CN203229495U (zh) | 下吸式固定床连续气化炉水冷炉排系统 | |
| CN207659388U (zh) | 一种超细粉快速热解反应系统 | |
| CN207659391U (zh) | 一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉 | |
| CN107859993B (zh) | 一种循环流化床锅炉底渣冷却结构及方法 | |
| CN202983653U (zh) | 丁烯氧化脱氢制丁二烯流化床反应器 | |
| CN208104294U (zh) | 一种具有防磨损辐射管的热解炉 | |
| CN206637615U (zh) | 循环流化床锅炉n型返料阀 | |
| CN104498070A (zh) | 一种油页岩烟气混合式热载体干馏工艺 | |
| CN107974262A (zh) | 一种超细粉快速热解反应系统及方法 | |
| CN212375230U (zh) | 一种用于混合芳烃制备丙烯的提升管回炼装置 | |
| CN112871094B (zh) | 流化床反应器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20201119 Address after: 102209 226, 2nd floor, building 71, 30 Litang Road, Changping District, Beijing Applicant after: Beijing Hengfeng Yaye Technology Development Co.,Ltd. Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town kamis Road No. 18 building 201 room 2 Applicant before: BEIJING SHENWU POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |