CN108219808B - 一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉 - Google Patents

Abstract

本发明一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉涉及一种混煤热解炉，具体涉及一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，包括竖立炉体，所述竖立炉体上设置有下料管，炉体内中部从上至下依次设置有过滤除尘引流装置、第一导流伞、第二导流伞、第三导流伞；所述降尘室通过第一导流伞与过滤除尘引流装置相连通；本发明采用过滤除尘引流装置的颗粒夹层，对焦油煤气中固体颗粒起到过滤作用，利用热源气通过所述第二导流伞、第三导流伞内时，使煤受热发生分解，热解焦油煤气随着煤粒下移，通过导流板将热解气引至第三导流伞内，并最终到达过滤除尘引流装置，通过过滤除尘引流装置送至煤气净化系统，克服了混煤热解床层阻力大的影响。

Description

一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉

技术领域

本发明涉及一种混煤热解炉，具体涉及一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉。

背景技术

随着科技不断更新发展，现代化机械化采煤技术的应用，导致块煤严重不足，产生了大量混煤，陕北榆林是我国兰炭的故乡，兰炭产能与产量分别占据全国50%以上，然而目前榆林地区兰炭生产工艺应用最广泛的是SH2007型炉、SJ型炉、RNZL型炉三种。但是这三种炉型存在单炉规模较小，生产原料单一，煤气热值不高，只适合30-80mm以上块煤等缺点。

近年来，随着煤热解技术的快速发展，开发了很多热解炉型，然而针对混煤热解的技术开发较少，主要原因是混煤热解透气性较差，导致混煤受热不均匀，有夹生情况发生，同时混煤热解产生的焦油煤气带有大量固体颗粒，导致油品质量较差，所以开发一种解决混煤在竖立炉上热解透气性难题、煤气热值不高、焦油煤气中带尘问题具有十分重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，充分利用外燃内热或复合内热方式，在炉内设置新型内构件，使混煤在竖立炉热解过程中气固相发生错流，可有效解决20mm以下的混煤在竖立炉热解透气性差、煤气热值低、焦油煤气中含尘量大的问题。

本发明一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，包括竖立炉体，所述竖立炉体上设置有下料管，炉体内中部从上至下依次设置有过滤除尘引流装置、第一导流伞、第二导流伞、第三导流伞；

所述炉体内两侧从上至下依次设置有降尘室、第二导气腔、第一导气腔；所述降尘室通过第一导流伞与过滤除尘引流装置相连通；

所述过滤除尘引流装置下方设置有集气腔，所述第二导流伞包括上部第二导流伞和下部第二导流伞，所述集气腔通过上部第二导流伞与降尘室相连，集气腔通过下部第二导流伞与第二导气腔相连；

所述集气腔下方设置有布气腔，所述布气腔上设置有若干个进气孔，所述布气腔通过第三导流伞与第一导气腔相连；

所述第二导气腔和第一导气腔相互连通，且第一导气腔通过第三导流伞与布气腔连通。

优选地，过滤除尘引流装置包括导管及与导管相连的伞盖，所述伞盖背离导管的一面上连接有一中空气罩，所述伞盖和气罩之间设置有进料口，气罩内设置有一颗粒夹层，所述颗粒夹层包括数组气流夹板组成的左颗粒墙和右颗粒墙，所述左颗粒墙和右颗粒墙的一侧边相连形成V形颗粒夹层，左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线分别位于同一直线上，且左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线之间的夹角小于等于90度，每组气流夹板结构相同且从上至下设置；

相邻组气流夹板之间设置有间隙，该间隙为气流通道，所述气流通道将颗粒夹层和气罩及伞盖围成的区域与颗粒夹层外的区域连通；

每组气流夹板均包括若干对相对设置的斜板，每对斜板均呈倒八字形设置，且每对斜板之间的区域为物料通过区域，相邻组气流夹板上的物料通过区域相互连通形成物料通道，所述物料通道与进料口相连通，物料通道将气罩外且位于气罩上方的区域与气罩内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域连通；

所述气流通道和物料通道相互连通。

优选地，斜板与水平面形成的锐角均大于等于45度。

优选地，斜板为长条状斜板，斜板两端均与气罩固定相连。

优选地，第一导流伞、上部第二导流伞、下部第二导流伞及第三导流伞均包括多个导流伞，且第一导流伞、上部第二导流伞、下部第二导流伞及第三导流伞均设置为若干层，且第一导流伞、上部第二导流伞、下部第二导流伞及第三导流伞中相邻层的导流伞均错位设置。

优选地，导流伞均包括中空柱状弧形伞顶和引流板，伞顶的开口朝向炉体底部，所述引流板从伞顶的开口伸入伞顶内，并通过分流板与伞顶相连，所述分流板呈四分之一圆弧状。

优选地，降尘室内设置有第一除尘折流板和第二除尘折流板，所述第一除尘折流板和第二除尘折流板平行设置，在降尘室内形成蜿蜒气流通道，所述蜿蜒气流通道的一端与第一导流伞连通，另一端与上部第二导流伞连通。

或者优选地，还包括一排料室，所述排料室设置在炉体内底部，且位于第三导流伞下方。

或者优选地，还包括分解室，所述分解室设置在炉体内底部，且位于第三导流伞下方，所述分解室上设置有若干个炭化进气孔，

优选地，分解室设置为若干个。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用过滤除尘引流装置的颗粒夹层，对焦油煤气中固体颗粒起到过滤作用，且采用气固两相错流方式，利用热源气通过所述第二导流伞、第三导流伞内时，使煤受热发生分解，热解焦油煤气随着煤粒下移，通过导流板将热解气引至第三导流伞内，并依次通过第一导气腔、第二导气腔、下部第二导流伞、集气腔、上部第二导流伞、除尘室、第一导流伞，并最终到达过滤除尘引流装置，通过过滤除尘引流装置送至煤气净化系统，通过这种方式可有效解决混煤热解透气性难题，克服了混煤热解床层阻力大的影响。

本发明在炉体下部设置排料室，通过外燃内热式可有效提高煤气热值，为后续煤气利用提供了用途。

本发明可在炉体下部设置分解室，从而实现外燃与内燃相结合的方式进行混煤热解，大大提高了混煤热解效率。

本发明设置降尘室，可将热解气进行阻挡，降低热解气流速，使热解气中固体颗粒自然降落，随煤逐步下移，从而达到除尘效果。

附图说明

图1为本发明炉体内下部设置排料室的结构示意图。

图2为过滤除尘引流装置结构示意图。

图3为颗粒夹层示意图。

图4为颗粒夹层正视图。

图5为导流伞结构示意图。

图6为图1中导流伞左视图。

图7为本发明炉体内下部设置分解室的结构示意图。

附图标记说明：1-竖立炉体，2-过滤除尘引流装置，201-导管，202-伞盖，203-气罩，204-颗粒夹层，205-气流通道，3-下料管，4-降尘室，401-第一除尘折流板，402第二除尘折流板，5-集气腔，6-下部第二导流伞，601-伞顶，602-分流板，603-引流板，7-第一导气腔，701-出尘口，702-排气口，8-布气腔，9-排料室，10-分解室，1001-炭化进气孔，11-第一导流伞，12-第三导流伞,13-第二导气腔。

具体实施方式

本发明一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，包括竖立炉体1，所述竖立炉体1上设置有下料管3，炉体内中部从上至下依次设置有过滤除尘引流装置2、第一导流伞11、第二导流伞、第三导流伞12；

所述炉体内两侧从上至下依次设置有降尘室4、第二导气腔13、第一导气腔7；所述降尘室4通过第一导流伞11与过滤除尘引流装置2相连通；

所述过滤除尘引流装置2下方设置有集气腔5，所述第二导流伞包括上部第二导流伞和下部第二导流伞6，所述集气腔5通过上部第二导流伞与降尘室4相连，集气腔5通过下部第二导流伞6与第二导气腔13相连；

所述集气腔5下方设置有布气腔8，所述布气腔8上设置有若干个进气孔，所述布气腔8通过第三导流伞12与第一导气腔7相连，

所述第二导气腔13和第一导气腔7相互连通，且第一导气腔7通过第三导流伞12与布气腔8连通，第二导气腔13通过出尘口701与第一导气腔7相连，且第一导气腔7通过排气口与排料室9相互连通。

过滤除尘引流装置2包括导管201及与导管201相连的伞盖202，所述伞盖202背离导管201的一面上连接有一中空气罩203，所述伞盖202和气罩203之间设置有进料口，气罩203内设置有一颗粒夹层204，所述颗粒夹层204包括数组气流夹板组成的左颗粒墙和右颗粒墙，所述左颗粒墙和右颗粒墙的一侧边相连形成V形颗粒夹层204，左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线分别位于同一直线上，且左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线之间的夹角小于等于90度，每组气流夹板结构相同且从上至下设置；

相邻组气流夹板之间设置有间隙，该间隙为气流通道205，所述气流通道205将颗粒夹层204和气罩203及伞盖202围成的区域与颗粒夹层204外的区域连通；

每组气流夹板均包括若干对相对设置的斜板，每对斜板均呈倒八字形设置，且每对斜板之间的区域为物料通过区域，相邻组气流夹板上的物料通过区域相互连通形成物料通道，所述物料通道与进料口相连通，物料通道将气罩203外且位于气罩203上方的区域与气罩203内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域连通；所述气流通道和物料通道相互连通。斜板与水平面形成的锐角均大于等于45度。斜板为长条状斜板，斜板两端均与气罩固定相连。

第一导流伞11、上部第二导流伞、下部第二导流伞6及第三导流伞12均包括多个导流伞，且第一导流伞11、上部第二导流伞、下部第二导流伞6及第三导流伞12均设置为若干层，所述上部第二导流伞和下部第二导流相邻层的导流伞均错位设置。

导流伞均包括中空柱状弧形伞顶601和引流板603，伞顶601的开口朝向炉体底部，所述引流板603从伞顶601的开口伸入伞顶601内，并通过分流板602与伞顶601相连，所述分流板602呈四分之一圆弧状，且分流板602弯曲方向均朝同一方向。

降尘室4内设置有第一除尘折流板401和第二除尘折流板402，所述第一除尘折流板401和第二除尘折流板402平行设置，在降尘室4内形成蜿蜒气流通道，所述蜿蜒气流通道的一端与第一导流伞11连通，另一端与上部第二导流伞连通。

还包括一排料室9，所述排料室9设置在炉体内底部，且位于第三导流伞12下方。

或者是去掉排料室9，将排料室9替换成分解室10，所述分解室10设置在炉体内底部，且位于第三导流伞12下方，所述分解室10上设置有若干个炭化进气孔1001，分解室10设置为若干个。

实施例1

参见图1，针对20mm以下混煤，本发明包括下料管3，过滤除尘引流装置2，降尘室4，集气腔5，第一导流伞11、上部第二导流伞、下部第二导流伞6及第三导流伞12，导气腔，布气腔8和排料室9。

所述竖立炉顶端设置有两个下料管3，竖立炉内部上端设置有一个过滤除尘引流装置2，所述过滤除尘引流装置2连接导流伞，所述第一导流伞11另一端连接降尘室4，所述过滤除尘引流装置2下端是集气腔5，所述第二导气腔13设置于所述降尘室4下端，所述第二导流伞包括上部第二导流伞和下部第二导流伞6，所述集气腔5通过上部第二导流伞与降尘室4相连，集气腔5通过下部第二导流伞6与第二导气腔13相连，所述集气腔5下方设置有布气腔8，所述布气腔8上设置有若干个进气孔，所述布气腔8通过第三导流伞12与第一导气腔7相连，所述第二导气腔13和第一导气腔7相互连通，且第一导气腔7通过第三导流伞12与布气腔8连通。所述竖立炉下端连接排料室9。

参加图2，本案例中设置一个过滤除尘引流装置2，混煤经下料管3进入竖立炉内后，经过所述过滤除尘引流装置2，伞盖202朝向下料筒的一面为弧面，所述颗粒夹层204包括数组气流夹板组成的左颗粒墙和右颗粒墙，所述左颗粒墙和右颗粒墙的一侧边相连形成V形颗粒夹层204，每组气流夹板均包括若干对相对设置的斜板，每对斜板均呈倒八字形设置，斜板与水平面形成的锐角均大于等于45度，

气流通道205和物料通道相互连通，所述伞盖202起到分料作用，伞盖202上端连接导管201，导管201横截面为圆形，所述气罩203横截面为矩形，且由下而上横截面逐渐增加。混煤经下料管3进入竖立炉内后，经过所述过滤除尘引流装置2，混煤经伞盖202分开后下落，部分混煤进入物料通道，并从物料通道中流出至气罩203内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域，混煤继续下移至填充满热解炉，待热解开始后，热解煤焦油气与煤下移方向相反，逆向上升至颗粒夹层204中，并进入气流通道205中，气流通道205与物料通道相互连通，同时物料通道中有混煤下落，热解煤焦油气中固体随混煤沿物料通道下落，从而对气流通道205中的热解煤焦油气中固体进行过滤除尘达到对煤焦油气净化的作用。

本发明使用工艺方法如下：

混煤经下料管3进入竖立炉内，经过所述过滤除尘引流装置2，伞盖202朝向下料筒的一面为弧面，所述颗粒夹层204由对称倾斜设置的气流夹板组成，两个气流夹板一侧边相连形成V形颗粒夹层204，所述气流夹板上设置气流通道205和物料通道，且气流通道205和物料通道相互连通，所述伞盖202起到分料作用，伞盖202上端连接导管201，导管201横截面为圆形，所述气罩203横截面为矩形，且由下而上横截面逐渐增加。混煤经下料管3进入竖立炉内后，经过所述过滤除尘引流装置2，混煤经伞盖202分开后下落，部分混煤进入物料通道，并从物料通道中流出至气罩203内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域，随后将外热源气经布热腔输送入炉内，热源气进入第三导流伞12内，被第三导流伞12的导流伞上分流板602阻挡，热源气经过第三导流伞12时，将所述第三导流伞12周围的混煤加热，混煤受热发生分解，由于混煤与热源气发生错流，当混煤热解产生的热解气随煤粒下移至第三导流伞12中引流板603时，热解气被引流板603引至导流伞中，随热源进入第一导气腔7内，第一导气腔7与第二导气腔13底部连同，热源气进入第二导气腔13，热源气和热解气随着下部第二导流伞6进入集气腔5，进入集气腔5后的热源和热解气经上部第二导流伞进入降尘室4，降尘室4与过滤除尘引流装置2通过第一导流伞11连接，最终热解气经第一除尘折流板401和第二除尘折流板402后进入过滤除尘引流装置2中，随气流通道205送至煤气净化系统。固体产物随着重力作用进入排料室9，最后被送出。

实施例2

参见图7，针对20mm以下混煤，本发明包括：下料管3，过滤除尘引流装置2，降尘室4，集气腔5，第一导流伞11、上部第二导流伞、下部第二导流伞6及第三导流伞12，导气腔，布气腔8和分解室10。

将布热腔下端设置为内燃内热花墙，所述花墙上设置有布气孔。

本发明工艺方法如下：

混煤经下料管3进入竖立炉内，经过所述过滤除尘引流装置2，伞盖202朝向下料筒的一面为弧面，所述颗粒夹层204包括数组气流夹板组成的左颗粒墙和右颗粒墙，所述左颗粒墙和右颗粒墙的一侧边相连形成V形颗粒夹层204，每组气流夹板均包括若干对相对设置的斜板，每对斜板均呈倒八字形设置，斜板与水平面形成的锐角均大于等于45度，气流通道205和物料通道相互连通，所述伞盖202起到分料作用，伞盖202上端连接导管201，导管201横截面为圆形，所述气罩203横截面为矩形，且由下而上横截面逐渐增加。混煤经下料管3进入竖立炉内后，经过所述过滤除尘引流装置2，混煤经伞盖202分开后下落，部分混煤进入物料通道，并从物料通道中流出至气罩203内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域，随后将外热经布热腔输送入炉内，同时在分解室10的花墙中布气孔输入煤气和空气与煤发生热解反应，分解室10中混煤发生热解产生热解气上升至第三导流伞12中的导流板，热解气随第三导流伞12中引流板603进入第三导流伞12内，另外布热腔内的热源气进入第三导流伞12内，被导流伞中分流板602阻挡，将第三导流伞12周围的混煤加热，混煤受热发生分解，产生的热解产物经第三导流伞12中的引流板603引至导流伞中，随热源进入第一导气腔7内，第一导气腔7与第二导气腔13底部连同，热源气经第一导气腔7所述孔进入第二导气腔13，热源气和热解气随着第二导流伞进入集气腔5，进入集气腔5后的热源和热解气经第二导流伞进入第二导气腔13内，经第二导流伞进入降尘室4，降尘室4与过滤除尘引流装置2通过第一导流伞11连接，最终热解气经夹套层后随气流通道205送至煤气净化系统。固体产物随着重力作用继续下移，最后被送出。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于过滤除尘引流装置2中颗粒夹层204可设置为竖直形状，混煤受热发生分解，产生的热解气通过第一导流伞11进入气罩203内，热解气水平进入颗粒夹层204中的气流通道205，或者是先在气罩203内上升后再水平进入颗粒夹层204的气流通道205中，所述分解室10头部设置为弧形，所述第一导气腔7不设置斜板，并直接与第二导气腔13相连。

混煤经下料管3进入竖立炉内，热源气经布气腔8输入，热源通过在导流伞内输送，逐步将导流三周围煤加热分解，最后得到热解固体产品和热解气。

显然上述实施例并非对实施方式所进行的限定，对于所述领域普通技术人员来说，在上述说明的基础上还能够做出其它不同形式的变化或者变动，这里无法对所有实施方式予以列举。而由此所引伸的显而易见的变化或者变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，包括竖立炉体（1），其特征在于，所述竖立炉体（1）上设置有下料管（3），炉体内中部从上至下依次设置有过滤除尘引流装置（2）、第一导流伞（11）、第二导流伞、第三导流伞（12）；

所述炉体内两侧从上至下依次设置有降尘室（4）、第二导气腔（13）、第一导气腔（7）；所述降尘室（4）通过第一导流伞（11）与过滤除尘引流装置（2）相连通；

所述过滤除尘引流装置（2）下方设置有集气腔（5），所述第二导流伞包括上部第二导流伞和下部第二导流伞（6），所述集气腔（5）通过上部第二导流伞与降尘室（4）相连，集气腔（5）通过下部第二导流伞（6）与第二导气腔（13）相连；

所述集气腔（5）下方设置有布气腔（8），所述布气腔（8）上设置有若干个进气孔，所述布气腔（8）通过第三导流伞（12）与第一导气腔（7）相连；

所述第二导气腔（13）和第一导气腔（7）相互连通，且第一导气腔（7）通过第三导流伞（12）与布气腔（8）连通。

2.如权利要求1所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述过滤除尘引流装置（2）包括导管（201）及与导管（201）相连的伞盖（202），所述伞盖（202）背离导管（201）的一面上连接有一中空气罩（203），所述伞盖（202）和气罩（203）之间设置有进料口，气罩（203）内设置有一颗粒夹层（204），所述颗粒夹层（204）包括数组气流夹板组成的左颗粒墙和右颗粒墙，所述左颗粒墙和右颗粒墙的一侧边相连形成V形颗粒夹层（204），左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线分别位于同一直线上，且左颗粒墙和右颗粒墙上每组气流夹板的中心线之间的夹角小于等于90度，每组气流夹板结构相同且从上至下设置；

相邻组气流夹板之间设置有间隙，该间隙为气流通道（205），所述气流通道（205）将颗粒夹层（204）和气罩（203）及伞盖（202）围成的区域与颗粒夹层（204）外的区域连通；

每组气流夹板均包括若干对相对设置的斜板，每对斜板均呈倒八字形设置，且每对斜板之间的区域为物料通过区域，相邻组气流夹板上的物料通过区域相互连通形成物料通道，所述物料通道与进料口相连通，物料通道将气罩（203）外且位于气罩（203）上方的区域与气罩（203）内且位于左颗粒墙和右颗粒墙下方的区域连通；

所述气流通道和物料通道相互连通。

3.如权利要求2所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述斜板与水平面形成的锐角均大于等于45度。

4.如权利要求3所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述斜板为长条状斜板，斜板两端均与气罩固定相连。

5.如权利要求1所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述第一导流伞（11）、上部第二导流伞、下部第二导流伞（6）及第三导流伞（12）均包括多个导流伞，且第一导流伞（11）、上部第二导流伞、下部第二导流伞（6）及第三导流伞（12）均设置为若干层，且第一导流伞（11）、上部第二导流伞、下部第二导流伞（6）及第三导流伞（12）中相邻层的导流伞均错位设置。

6.如权利要求5所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述导流伞均包括中空柱状弧形伞顶（601）和引流板（603），伞顶（601）的开口朝向炉体底部，所述引流板（603）从伞顶（601）的开口伸入伞顶（601）内，并通过分流板（602）与伞顶（601）相连，所述分流板（602）呈四分之一圆弧状。

7.如权利要求1所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述降尘室（4）内设置有第一除尘折流板（401）和第二除尘折流板（402），所述第一除尘折流板（401）和第二除尘折流板（402）平行设置，在降尘室（4）内形成蜿蜒气流通道，所述蜿蜒气流通道的一端与第一导流伞（11）连通，另一端与上部第二导流伞连通。

8.如权利要求1-7任意一项所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，还包括一排料室（9），所述排料室（9）设置在炉体内底部，且位于第三导流伞（12）下方。

9.如权利要求1-7任意一项所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，还包括分解室（10），所述分解室（10）设置在炉体内底部，且位于第三导流伞（12）下方，所述分解室（10）上设置有若干个炭化进气孔（1001）。

10.如权利要求9所述一种气固两相错流的内热式竖立混煤热解炉，其特征在于，所述分解室（10）设置为若干个。