CN108373927A - 一种干馏炉内气体汇集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干馏炉内气体汇集装置及方法，所述气体汇集装置包括汇集主管及多个汇集伞；所述汇集主管竖直吊装在干馏炉的干馏室内，其顶部与炉顶集气系统连接，底部开口；沿汇集主管的高向及周向设有多个汇集伞，汇集伞的一端与汇集主管固定连接，另一端向外下方延伸；汇集伞的横截面为“人”字形；在汇集主管与各汇集伞连接处的正下方，且靠近汇集伞根部的汇集主管上分别开设水滴形孔洞，水滴形孔洞的两侧边分别靠近汇集伞的2个内侧面；汇集主管与汇集伞的内表面分别喷涂无机陶瓷纳米涂层。本发明能够有效防止堵塞情况的发生，使干馏产生的荒煤气快速、顺畅地导出，保障外热式低阶粉煤干馏炉生产的安全性和稳定性，保证焦油产率。

Description

一种干馏炉内气体汇集装置及方法

技术领域

本发明涉及低阶粉煤干馏技术领域，尤其涉及一种用于低阶粉煤干馏的干馏炉内气体汇集装置及方法。

背景技术

低阶煤即煤化程度低的煤，该煤种品质低，在我国分布广，产量大。在低阶煤开采过程中会产生大量的粉煤(粒度在13mm以下的煤)。利用外热式低阶粉煤干馏炉对低阶粉煤进行干馏时，干馏炉内产生的荒煤气必须要穿过粉煤料层才能被导出。当荒煤气穿过粉煤料层时，由于粉煤的密度大、间隙小，粉煤料层会对荒煤气的流动形成较大的阻力，使得荒煤气难以及时从干馏室内排出，从而引起干馏室内压力过高，严重时会对干馏炉墙造成损害。另外，干馏产生的带有轻质焦油成分的荒煤气在干馏室内如不能被及时导出，会引起高温裂解，这将降低荒煤气中轻质焦油成分，降低焦油产率，从而降低干馏炉的整体收益。目前，在低阶粉煤干馏炉内常采用在干馏室的适当位置设置集气装置的方式，将荒煤气从干馏室内导出。因此，集气装置是低阶粉煤干馏炉的核心设备，不设置集气装置，低阶粉煤干馏就无法实现。

现有的集气装置常见形式是圆形的裙摆式(如申请号为201510468064.9的中国专利公开的一种“炭化室内集气装置”)，由于本身结构的限制，集气管上的荒煤气入口不可能设计地很大，在生产实践中发现，集气管上的荒煤气入口很快会被荒煤气中携带的粉尘完全堵死，从而使集气装置失去了荒煤气收集和导出的功能。

经分析，由于干馏室内的煤料是从上向下运动的，干馏室内的煤料温度也是自上而下逐渐升高的，因此干馏室内上部的煤料温度较低(低于水的露点)。当集气装置收集的高温荒煤气由下向上向上运动时，荒煤气和集气装置的上段内壁发生热交换，荒煤气中大量的水蒸气和一小部分焦油冷凝为液态。这些液态物质具有很强的粘结性，与荒煤气中携带的粉尘一起粘结在集气装置的内壁上。随着时间的推移，集气装置的进气口甚至内部逐渐被粘结物堵死，集气装置便失去了荒煤气收集和导出的功能，从而影响干馏炉生产的安全运行，同时也降低了焦油的产率，降低了干馏炉的整体收益。

发明内容

本发明提供了一种干馏炉内气体汇集装置及方法，能够有效防止堵塞情况的发生，使干馏产生的荒煤气快速、顺畅地导出，保障外热式低阶粉煤干馏炉生产的安全性和稳定性，保证焦油产率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种干馏炉内气体汇集装置，包括汇集主管及多个汇集伞；所述汇集主管竖直吊装在干馏炉的干馏室内，其顶部与炉顶集气系统连接，底部开口；沿汇集主管的高向及周向设有多个汇集伞，汇集伞的一端与汇集主管固定连接，另一端向外下方延伸；汇集伞的横截面为“人”字形；在汇集主管与各汇集伞连接处的正下方，且靠近汇集伞根部的汇集主管上分别开设水滴形孔洞，水滴形孔洞的两侧边分别靠近汇集伞的2个内侧面；汇集主管与汇集伞的内表面分别喷涂无机陶瓷纳米涂层。

所述汇集伞沿汇集主管高向交错设置或呈螺旋形设置。

所述汇集伞与水平面之间的夹角α1＝12°～15°。

所述汇集伞的两侧面之间夹角α2≤60°。

一种干馏炉内气体汇集方法，包括：

1)干馏炉中，煤料在干馏室内向下方运动时，安装在干馏室中部的汇集主管上的多个汇集伞对煤料产生扰动，使煤料受热均匀；

2)煤料干馏后产生的荒煤气中含有煤气、水蒸气、气态焦油和固态粉尘，荒煤气在流动过程中被收集到汇集伞的下方、由汇集伞与煤线形成的菱形通道内，再通过汇集主管上的水滴形孔洞进入汇集主管内；

3)进入汇集主管的荒煤气向上经炉顶集气系统导出干馏炉，而荒煤气中夹带的固态粉尘及气体冷凝后的液滴分离出来，由于汇集主管和汇集伞的内表面均喷涂了无机陶瓷纳米涂层，荒煤气中的粉尘、液滴无法附着在上述表面，而是沿上述表面滑落，通过汇集主管的下端开口汇入下部的煤料中，并被向下运行的煤料带走。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在汇集主管上高低错落地设有多个汇集伞，能够对煤料在干馏室内向下运动时产生扰动，有利于加快干馏速度，提高生产效率；

2)通过设置汇集伞，将炉内各处荒煤气快速地进行收集；汇集伞自身及其整体设置的角度不仅能够保证其结构强度，还有利于荒煤气沿一定坡度顺利进入汇集主管内；

3)汇集伞根部的汇集主管上设水滴形孔洞，且水滴形孔洞在汇集伞下方开设的面积尽可能大，从而将汇集伞收集的荒煤气顺畅地导入汇集主管中，防止荒煤气入口被粉尘堵死；

4)汇集伞及汇集主管内表面均喷涂无机陶瓷纳米涂层，该涂层具有耐高温、防腐蚀、表面致密光滑的特点，且具有优异的防结焦性能，荒煤气中的粉尘和液滴无法附着在汇集伞和汇集主管的内壁上，从而避免堵塞，保证气体汇集装置的使用寿命和功能。

附图说明

图1是本发明所述一种干馏炉内气体汇集装置的主视图。

图2是图1中的A向视图。

图中：1.汇集主管 2.汇集伞 3.无机陶瓷纳米涂层 4.煤料 5.干馏室 6.水滴形孔洞 7.煤线

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明所述一种干馏炉内气体汇集装置，包括汇集主管1及多个汇集伞2；所述汇集主管1竖直吊装在干馏炉的干馏室5内，其顶部与炉顶集气系统连接，底部开口；沿汇集主管1的高向及周向设有多个汇集伞2，汇集伞2的一端与汇集主管1固定连接，另一端向外下方延伸；汇集伞2的横截面为“人”字形；在汇集主管1与各汇集伞2连接处的正下方，且靠近汇集伞2根部的汇集主管1上分别开设水滴形孔洞6，水滴形孔洞6的两侧边分别靠近汇集伞2的2个内侧面；汇集主管1与汇集伞2的内表面分别喷涂无机陶瓷纳米涂层3。

所述汇集伞2沿汇集主管1高向交错设置或呈螺旋形设置。

所述汇集伞2与水平面之间的夹角α1＝12°～15°。

所述汇集伞2的两侧面之间夹角α2≤60°。

一种干馏炉内气体汇集方法，包括：

1)干馏炉中，煤料4在干馏室5内向下方运动时，安装在干馏室5中部的汇集主管1上的多个汇集伞2对煤料4产生扰动，使煤料4受热均匀；

2)煤料4干馏后产生的荒煤气中含有煤气、水蒸气、气态焦油和固态粉尘，荒煤气在流动过程中被收集到汇集伞2的下方、由汇集伞2与煤线7形成的菱形通道内，再通过汇集主管1上的水滴形孔洞6进入汇集主管1内；

3)进入汇集主管1的荒煤气向上经炉顶集气系统导出干馏炉，而荒煤气中夹带的固态粉尘及气体冷凝后的液滴分离出来，由于汇集主管1和汇集伞2的内表面均喷涂了无机陶瓷纳米涂层3，荒煤气中的粉尘、液滴无法附着在上述表面，而是沿上述表面滑落，通过汇集主管1的下端开口汇入下部的煤料4中，并被向下运行的煤料4带走。

本发明中，在汇集主管1及汇集伞2内壁上喷涂无机陶瓷纳米涂层3的原理，是受到一种自然界植物——猪笼草的启发，猪笼草的内壁极光滑，任何掉落的昆虫都无法爬出来。本发明所述无机陶瓷纳米涂层3的表面极光滑，也就是说它的表面势能非常低，当物体堆积在它的表面达到一定质量，其表面势能不足以克服堆积物体本身的重力时，物体就会从它的表面滑落。汇集主管1的下端开口，顺着内壁滑落的粉尘和液滴会掉落到气体汇集装置下方的煤料4上，被向下运行的煤料4带走。本发明所述无机陶瓷纳米涂层3是市售产品，其具有耐高温(～1000℃)、耐腐蚀、使用寿命长的性能。为使该无机陶瓷纳米涂层3牢固地附着在汇集主管1和汇集伞2的内表面，汇集主管1和汇集伞2在组焊制作完成后表面先进行了喷砂处理，使喷涂的无机陶瓷纳米涂层能够在汇集主管1和汇集伞2的内表面牢固附着，从而保证其耐用度。

为使汇集到汇集伞2内的荒煤气顺畅地进入汇集主管1，同时汇集主管1上的荒煤气入口不会被粉尘堵死，在汇集伞2根部的汇集主管1上开设水滴形孔洞6。这种水滴形孔洞6能够减小气体运行的阻力，由于水滴形孔洞6开设的面积足够大(相比现有的裙摆式集气装置的入口大很多)，使得携带粉尘的荒煤气在此处能够很顺畅地进入汇集主管1，避免了堵塞现象。

为使汇集到汇集伞2内的荒煤气顺利地进入汇集主管1，同时考虑到气体汇集装置本身的结构强度等因素，经过反复论证及试验摸索，将汇集伞2与水平面的夹角α1确定在12°～15°，这样既兼顾了汇集伞2外部的煤料4向下顺行，又兼顾了汇集伞2内部荒煤气向上顺行，同时兼顾了气体汇集装置本身的结构强度。

为使干馏室5内的煤料4不停留在汇集伞2的顶部，汇集伞2本身的尖顶角度α2≤60°(小于低阶粉煤的安息角)，从而防止炉内结渣。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种干馏炉内气体汇集装置，其特征在于，包括汇集主管及多个汇集伞；所述汇集主管竖直吊装在干馏炉的干馏室内，其顶部与炉顶集气系统连接，底部开口；沿汇集主管的高向及周向设有多个汇集伞，汇集伞的一端与汇集主管固定连接，另一端向外下方延伸；汇集伞的横截面为“人”字形；在汇集主管与各汇集伞连接处的正下方，且靠近汇集伞根部的汇集主管上分别开设水滴形孔洞，水滴形孔洞的两侧边分别靠近汇集伞的2个内侧面；汇集主管与汇集伞的内表面分别喷涂无机陶瓷纳米涂层。

2.根据权利要求1所述的一种干馏炉内气体汇集装置，其特征在于，所述汇集伞沿汇集主管高向交错设置或呈螺旋形设置。

3.根据权利要求1所述的一种干馏炉内气体汇集装置，其特征在于，所述汇集伞与水平面之间的夹角α1＝12°～15°。

4.根据权利要求1所述的一种干馏炉内气体汇集装置，其特征在于，所述汇集伞的两侧面之间夹角α2≤60°。

5.一种干馏炉内气体汇集方法，其特征在于，包括：

1)干馏炉中，煤料在干馏室内向下方运动时，安装在干馏室中部的汇集主管上的多个汇集伞对煤料产生扰动，使煤料受热均匀；

2)煤料干馏后产生的荒煤气中含有煤气、水蒸气、气态焦油和固态粉尘，荒煤气在流动过程中被收集到汇集伞的下方、由汇集伞与煤线形成的菱形通道内，再通过汇集主管上的水滴形孔洞进入汇集主管内；

3)进入汇集主管的荒煤气向上经炉顶集气系统导出干馏炉，而荒煤气中夹带的固态粉尘及气体冷凝后的液滴分离出来，由于汇集主管和汇集伞的内表面均喷涂了无机陶瓷纳米涂层，荒煤气中的粉尘、液滴无法附着在上述表面，而是沿上述表面滑落，通过汇集主管的下端开口汇入下部的煤料中，并被向下运行的煤料带走。