CN107936997A - 一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉 - 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
本发明涉及一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉，包括：管帽、安装部和辐射管，其中，设置于所述热解炉内的两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同；所述管帽为横截面呈椭圆状的弧形板；所述安装部设置在所述辐射管上，所述弧形板设置在所述安装部上，使得所述管帽位于所述辐射管上方，避免物料直接冲击所述辐射管。本发明避免了直接冲刷辐射管管壁，使得辐射管不受磨损，延长辐射管的使用寿命，降低热解炉检修的费用，减少热解炉在运行过程中的停炉次数，降低由辐射管磨损造成的安全隐患和经济损失，保证蓄热式快速热解炉的安全正常运行，延长了热解炉的运行周期。
Description
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉。
背景技术
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。目前，现有技术基于蓄热式高温空气燃烧技术，采用快速热解炉从褐煤、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。
目前，减缓磨损的方法主要有以下几种：第一，根据不同机理磨损选择不同的耐磨材料；第二，选择合适的润滑剂；第三，根据润滑状态（如流体润滑、边界润滑、固体润滑）的不同，选择合适的粗糙度将表面纹理化；第四，从机械结构、尺寸设计和安装调试角度设计尽量用大面积接触，减少接触应力，减少磨损；第五，采用表面升温和冷却的方法，如改善冷却条件，尽量降低摩擦面温度，或选用导热性能良好的材料，如增大润滑剂流量，增大强制散热面积和增添散热装置。上述方法虽然有一定效果，但均不能从根本上减弱磨损，起到防磨效果，当装置运行到一段时间后，依然会出现磨损行为，影响装置正常运行。
为了减弱其他设备磨损，一些专利从结构角度设计防磨结构减缓设备磨损。例如，关于锅炉磨损，设计了一种锅炉埋管防磨结构；关于沸腾燃烧炉磨损，设计了一种抗磨埋管，能降低沸腾燃烧锅炉在运行过程中降低高温物料在沸腾过程中对埋管的冲刷磨损。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量煤粉颗粒自上而下向下运动中，不直接冲刷辐射管管壁，而冲刷焊接在辐射管管壁外侧的管帽上，从而使辐射管不受磨损，延长辐射管的使用寿命，降低热解炉检修的费用，减少热解炉在运行过程中的停炉次数，降低由辐射管磨损造成的安全隐患和经济损失，保证蓄热式快速热解炉的安全正常运行，延长了热解炉的运行周期。管帽有助于增加炉膛内煤粉停留时间，使得炉膛内的物料和流场分布更加均匀，有利于增强热解炉内部辐射管与物料间的传热，以及热解反应的发生。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉，包括：管帽、安装部和辐射管，其中，
所述管帽为横截面呈椭圆状的弧形板；
所述安装部设置在所述辐射管上，所述弧形板设置在所述安装部上，使得所述管帽位于所述辐射管上方。
优选的，所述弧形板的表面设有磨砂，用于减小物料的下落速度。
优选的，所述安装部包括：矩形薄片，所述弧形板板部与所述矩形薄片的连接方式为焊接，所述矩形薄片与所述辐射管的连接方式为焊接。
优选的，设置于所述热解炉内的两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同。
优选的，所述辐射管分层横置于所述热解炉内。
优选的，所述热解炉为立式方形，高为12 m，顶部为1.4*3.0 m的长方形，底部为0.5*3 m的长方形。
优选的，所述热解炉内部排布55根辐射管，共排布22层，辐射管直径为200 mm，所述辐射管两两水平和垂直间距分别为410 mm。
优选的，所述管帽的长短轴为1~4mm，厚度为2~10 mm，长度为1~2.7 m；
优选的，所述管帽顶端到所述辐射管中心的垂直距离为150~300 mm。优选的，所述管帽与辐射管两侧面通过垂直的矩形薄片焊接，矩形薄片高度为10-60 mm，厚度为2-10 mm。
本发明的有益效果在于：
（1）避免了直接冲刷辐射管管壁，使得辐射管不受磨损，延长辐射管的使用寿命，降低热解炉检修的费用，减少热解炉在运行过程中的停炉次数，降低由辐射管磨损造成的安全隐患和经济损失，保证蓄热式快速热解炉的安全正常运行，延长了热解炉的运行周期。
（2）椭圆形管帽有助于增加炉膛内煤粉停留时间，使得炉膛内的物料和分布更加均匀，有利于增强热解炉内部辐射管与物料间的传热，以及热解反应的发生。
（3）通过向炉膛内辐射管管壁上方区域焊接管帽，有效地阻止了从煤粉入口下落的煤粉颗粒直接冲刷辐射管管壁，而冲刷焊接在辐射管管壁外侧的管帽上，避免辐射管管壁直接被煤粉颗粒冲刷而引起的辐射管磨损。
附图说明
图1为本发明具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉整体结构示意图。
图2为本发明防磨损辐射管结构示意图。
其中，1、蓄热式快速热解炉 2、加管帽的辐射管 2-1、管帽 2-2、辐射管 3、入料口4、出料口。
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，本发明提供了一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉，图1为本发明具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉整体结构示意图，如图1所示,包括管帽、安装部和辐射管，其中，设置于所述热解炉内的两两所述辐射管间的水平和垂直距离根据需要设置；图2为本发明防磨损辐射管结构示意图，如图2所示，所述管帽为横截面呈椭圆状的弧形板；所述安装部设置在所述辐射管上，所述弧形板设置在所述安装部上，使得所述管帽位于所述辐射管上方。避免物料直接冲击所述辐射管，所述弧形板的表面设有磨砂，用于减小物料的下落速度。
由此，本发明的具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量煤粉颗粒自上而下向下运动中，不直接冲刷辐射管管壁，而冲刷焊接在辐射管管壁外侧的管帽上，从而使辐射管不受磨损，延长辐射管的使用寿命，降低热解炉检修的费用，减少热解炉在运行过程中的停炉次数，降低由辐射管磨损造成的安全隐患和经济损失，保证蓄热式快速热解炉的安全正常运行，延长了热解炉的运行周期。管帽有助于增加炉膛内煤粉停留时间，使得炉膛内的物料和流场分布更加均匀，有利于增强热解炉内部辐射管与物料间的传热，以及热解反应的发生。
根据本发明的具体实施例，所述安装部包括：矩形薄片等，所述直板部与所述矩形薄片的连接方式为焊接，所述矩形薄片与所述辐射管的连接方式为焊接。当然，本发明对于上述结构的具体连接作特别限制，允许采用多种方式实现二者之间的有效固定，例如，卡接等。
根据本发明的具体实施例，如图1所示，设置于所述热解炉内的两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同，具体的设置方式为辐射管横置于所述热解炉内，管帽位于所述辐射管的上部，下落的物料冲刷在椭圆形的管帽上，避免了辐射管的磨损，同时，由于两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同，在一定程度上使得下落的物料能够均匀的分布在所述热解炉的底部。
在本发明的一些优选的实施例中，所述热解炉为立式方形，高为12 m，顶部为1.4*3.0 m的长方形，底部为0.5*3 m的长方形，所述热解炉内部排布55根辐射管，共排布22层，辐射管直径为200 mm，所述辐射管两两水平和垂直间距分别为410 mm；所述管帽的长短轴为1~4mm，厚度为2~10 mm，长度为1~2.7 m；所述管帽顶端到所述辐射管中心的垂直距离为150~300 mm；所述管帽与辐射管两侧面通过垂直的矩形薄片焊接，矩形薄片高度为10-60mm，厚度为2-10 mm。
实施例一
将椭圆形管帽通过矩形薄片焊接在辐射管上，将辐射管设置于立式方形热解炉内，使得两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同。其中：
所述立式方形蓄热式快速热解炉高为12 m，顶部为1.4*3.0 m的长方形，底部为0.5*3m的长方形，内部排布55根辐射管，共排布22层；所述立式方形蓄热式快速热解炉内辐射管直径为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为410 mm；所述立式方形蓄热热解炉内煤粉颗粒粒径分布较宽，颗粒粒径范围集中在0.18-3 mm之间，50%左右的颗粒粒径在1-2 mm之间；所述管帽顶端到辐射管中心的垂直距离为200 mm，管帽厚度为2 mm，管帽长度为2.7m；长短轴为2mm；管帽与辐射管两侧面通过垂直的矩形薄片焊接，矩形薄片高度为60 mm，厚度为2 mm。
实施例二
将椭圆形管帽通过矩形薄片焊接在辐射管上，将辐射管设置于立式圆柱形热解炉内，使得两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同。其中：
所述立式圆柱形蓄热式快速热解炉高为30 m，直径为30 m，内部排布100根辐射管，共排布10层；热解炉内辐射管的直径为200 mm，辐射管两两水平和垂直间距分别为410 mm；所述立式圆柱形蓄热热解炉内煤粉颗粒粒径分布较宽，颗粒粒径范围集中在0.18~3 mm之间，50%左右的颗粒粒径在1~2 mm之间；所述管帽顶端到辐射管中心的垂直距离为300 mm，管帽厚度为4 mm，管帽长度为27 m；长短轴为3mm；管帽与辐射管两侧面通过垂直的矩形薄片焊接，矩形薄片高度为60 mm，厚度为4 mm
综上所述本发明的具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉保证了蓄热式快速热解炉运行过程中，炉膛内大量煤粉颗粒自上而下向下运动中，不直接冲刷辐射管管壁，而冲刷焊接在辐射管管壁外侧的管帽上，从而使辐射管不受磨损，延长辐射管的使用寿命，降低热解炉检修的费用，减少热解炉在运行过程中的停炉次数，降低由辐射管磨损造成的安全隐患和经济损失，保证蓄热式快速热解炉的安全正常运行，延长了热解炉的运行周期。管帽有助于增加炉膛内煤粉停留时间，使得炉膛内的物料和流场分布更加均匀，有利于增强热解炉内部辐射管与物料间的传热，以及热解反应的发生。。
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 (10)
1.一种具有防磨损辐射管的蓄热式快速热解炉，其特征在于，包括：管帽、安装部和辐射管，其中，
所述管帽为横截面呈椭圆状的弧形板；
所述安装部设置在所述辐射管上，所述弧形板板设置在所述安装部上，使得所述管帽位于所述辐射管上方。
2.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述弧形板的表面设有磨砂，用于减小物料的下落速度。
3.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述安装部包括：矩形薄片，所述弧形板板部与所述矩形薄片的连接方式为焊接，所述矩形薄片与所述辐射管的连接方式为焊接。
4.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，设置于所述热解炉内的两两所述辐射管间的水平和垂直距离相同。
5.根据权利要求1所述的热解炉，其特征在于，所述辐射管分层横置于所述热解炉内。
6.根据权利要求2所述的热解炉，其特征在于，所述热解炉为立式方形，高为12 m，顶部为1.4*3.0 m的长方形，底部为0.5*3 m的长方形。
7.根据权利要求6所述的热解炉，其特征在于，所述热解炉内部排布55根辐射管，共排布22层，辐射管直径为200 mm，所述辐射管两两水平和垂直间距分别为410 mm。
8.根据权利要求6所述的热解炉，其特征在于，所述管帽的长短轴为1~4mm，厚度为2~10mm，长度为1~2.7 m。
9.根据权利要求6所述的热解炉，其特征在于，所述管帽顶端到所述辐射管中心的垂直距离为150~300 mm。
10.根据权利要求6所述的热解炉，其特征在于，所述管帽与辐射管两侧面通过垂直的矩形薄片焊接，矩形薄片高度为10-60 mm，厚度为2-10 mm。
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