CN109097073A - 一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉 - Google Patents

一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉 Download PDF

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刘明会
许泽华
王春江
杜志敏
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    • C10B39/00Cooling or quenching coke
    • C10B39/02Dry cooling outside the oven

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Abstract

本发明公开了一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,包括炉体,炉体上布置有若干滚圈,滚圈分别由托轮装置和挡托轮装置支撑;在炉体中段外部设有带动炉体在挡托轮装置和托轮装置上连续转动的传动装置;炉体头部设进料机构和进料密封,炉体前段设有水淋冷却夹套,炉体后段外部为出料机构;在炉体与出料机构之间设有鱼鳞密封结构;在炉体内设有冷却系统,冷却系统与炉体尾部的旋转接头连通,通过进料机构将兰炭送入炉体内冷却区,通过冷却系统管束内冷却循环水换热,完成对炉体内的兰炭间接冷却熄焦。该回转冷却炉采用连续间接冷却兰炭,使兰炭中基本不含水分,提高了兰炭的品质,保护了环境,节约了能源,用户在再使用时无需再干燥。

Description

一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉
技术领域
本发明涉及一种工业化兰炭(半焦)生产过程中将兰炭(半焦)进行干法冷却熄焦的回转冷却炉。
背景技术
兰炭,又称作半焦,可广泛应用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和城市居民洁净用煤等生产生活领域;生产兰炭(半焦)的同时副产焦油和焦炉煤气。目前国内用于工业化生产兰炭(半焦)的主要方法是内热式直立炭化炉热裂解制备兰炭,它是目前运用最广泛、规模最大、最多的一种热裂解原煤制备兰炭的工艺。该种工艺对兰炭(半焦)冷却处理时主要采用水封湿法熄焦。
目前国内工业化生产兰炭(半焦)运用最广泛、规模最大、最多的热裂解原煤制备兰炭的方法是内热式直立炭化炉热裂解制备兰炭,该种工艺对兰炭(半焦)冷却处理时主要采用水封湿法熄焦,该种熄焦方法在熄焦时会产生大量的高温废水和蒸汽,且废水和蒸汽中含有的有害成分会污染环境,同时在熄焦过程中消耗了一部分兰炭(半焦)的潜热,影响兰炭(半焦)的质量,限制兰炭的使用,产品含水量较高,增加了运输成本,用户在再使用时还需进行再干燥。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种用于兰炭生产过程中将高温兰炭进行干法冷却处理的回转冷却炉。该回转冷却炉采用连续间接冷却兰炭(半焦),炽热兰炭(半焦)与冷却介质不直接接触,从而使兰炭(半焦)中基本不含水分,冷却介质中不含有害成分,同时没有有害气体产生,提高了兰炭(半焦)的品质,保护了环境,节约了能源,用户在再使用时无需再干燥。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,包括炉体,炉体上布置有若干滚圈,滚圈分别由托轮装置和挡托轮装置支撑;在炉体中段外部设有带动炉体在挡托轮装置和托轮装置上连续转动的传动装置;炉体头部设进料机构和进料密封,炉体后段外部为出料机构;在炉体与出料机构之间设有鱼鳞密封结构;在炉体内设有冷却系统,冷却系统与炉体尾部的旋转接头连通,通过进料机构将兰炭送入炉体内冷却区,通过冷却系统管束内冷却循环水换热,完成对炉体内的兰炭间接冷却熄焦。
对于上述技术方案,本发明还有进一步优选的方案:
进一步,所述冷却系统包括中心管,和沿中心管分布的进水环管和回水环管,进水环管和回水环管分别连通延伸至炉体内腔的进水管束和回水管束,进水管束和回水管束在炉体内均布,并由固定在炉体上的管架活动支撑,每排管架分为数块交错排列在炉体内壁。
进一步,所述旋转接头与中心管连通,旋转接头通过旋转接头支架支撑,在回水环管接有不凝气排放阀。
进一步,在炉体后段的出料机构包括出料箱,在安装出料箱部位开有炉体出料开口,在炉体出料开口内侧设有挡料板,在出料箱两侧与炉体之间设有鱼鳞密封。
进一步,所述鱼鳞密封包括与出料箱和炉体密封环板相连的柔性垫,弹簧片位于柔性垫外侧,一端通过压板Ⅱ连接在出料箱上,另一端通过压板Ⅰ与耐磨块连接;耐磨块在弹簧片的作用下紧密贴合在炉体密封环板上;压板Ⅰ外部用钢丝绳穿过环型螺母内孔缠绕,钢丝绳两端加有配重块。
进一步,所述水淋冷却夹套由水夹套上半部和水夹套下半部组成,进水口、喷淋管固定在水夹套上半部上,在水夹套下半部开有出水口;在所述水淋冷却夹套水淋部位设有挡水板。
进一步,所述进料密封采用机械密封的结构,包括与炉体前端板连接的动环支撑架,动环支撑架上连接动环,静环与所述动环和密封面紧密贴合,在密封面上开有油槽,在静环两侧开有加油孔;静环通过静环支撑架连接,静环支撑架与支架用支撑杆连接,气缸固定在支架上,在静环支撑架与支架之间装有补偿器;静环与动环下设置导向板。
进一步,所述进料密封采用自螺旋的方式进料,包括冷却夹套,冷却夹套上设有冷却介质进出口,冷却夹套顶端设有物料的进料口;冷却夹套内腔设有自螺旋,自螺旋尾部通过连接件连接固定法兰和固定筋板固定在炉体上;冷却夹套与炉体之间通过机械密封进行密封。
进一步,在进料密封前端部设有通入惰性气体的置换气入口。
进一步,所述炉体的前端内部设有导料螺旋。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)该回转冷却炉采用间接冷却方式,兰炭(半焦)与冷却介质不接触,保证了兰炭(半焦)被冷却后基本不含水,保证冷却介质不被污染,提高了兰炭(半焦)品质。
2)该回转冷却炉采用内部换热系统的同时在炉体前段采用水淋冷却,加快刚进入炉体的高温物料的冷却速度。
3)在设备炉头采用补偿器、机械密封密封组合,出料端采用鱼鳞密封,使设备具有良好的密封性,减少了环境污染,保证了设备运行的安全性。
4)自螺旋式的进料机构,内壳体和外壳体之间形成冷却夹套,提前对进入炉体的物料进行冷却,降低进入炉体的物料温度,提高冷却效率。
5)在炉体内装有列管式换热系统,该系统由数圈同心排列的冷却管和尾部分水管组成,保证有足够的换热面积来冷却物料,在炉体外部进行水淋冷却,以加快刚进入炉体的高温物料的冷却速度。
6)出料箱底部排出固体物料,出料箱两侧设有鱼鳞密封结构的出料密封,防止粉尘泄漏。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的不当限定,在附图中:
图1是本发明密闭的内布置列管冷却的回转炉的结构示意图;
图2是筒体装置、加热系统结构示意图;
图3是鱼鳞密封结构示意图;
图4是水淋夹套结构示意图;
图5是进料密封结构示意图;
图6是自螺旋式进料机构结构示意图。
图中附图标记表示为:1、进料溜管;2、进料密封;3、水淋冷却夹套;4、滚圈Ⅰ;5、大齿圈;6、炉体;7、滚圈Ⅱ;8、鱼鳞密封;9、出料箱;10、旋转接头;11、旋转接头支架;12、出料口;13、托轮装置;14、传动装置;15、挡托轮装置;16、挡水板;17、导料螺旋;18、管架;19、回水管束;20、进水管束;21、炉体密封环板;22、炉体出料开口;23、挡料板;24、中心管;25、不凝气排放阀;26、回水环管;27、进水环管;28、弯头Ⅰ;29、弯头Ⅱ;30、耐磨块;31、压板Ⅰ;32、弹簧片;33、柔性垫;34、环型螺母;35、压板Ⅱ;36、钢丝绳;37、配重块;38、进水口;39、喷淋管;40、水夹套上半部;41、水夹套下半部;42、出水口;43、动环支撑架;44、动环;45、油槽;46、加油孔;47、静环;48、静环支撑架;49、补偿器;50、支架;51、气缸;52、置换气入口;53、轴套;54、循环冷却介质进口;55、外壳体;56、内壳体;57、进料口;58、自螺旋;59、导向板;60、固定筋板;61、固定法兰;62、连接件;63、循环冷却介质出口。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
如附图1所示,该设备的主体是炉体6,在炉体6上按照等弯矩原则设置有滚圈Ⅰ4和滚圈Ⅱ7,它们分别由托轮装置13和挡托轮装置15托起,共同支撑炉体6及操作重量;大齿圈5通过与传动装置14上的小齿轮啮合传动,带动炉体6转动;炉体6前端为进料密封2,其上设有进料溜管1;出料箱9位于炉体6后段,其上设有出料口12;出料箱9两侧与炉体6之间采用鱼鳞密封8的密封结构;在炉体6内设有冷却系统,在炉体6的尾端设有旋转接头10及其支撑装置旋转接头支架11。冷却系统与炉体6尾部的旋转接头10连通,通过进料机构将兰炭送入炉体6内冷却区,通过冷却系统管束内冷却循环水换热,完成对炉体内的兰炭间接冷却熄焦。
如附图2所示,为了使物料的快速进入冷却区,不使物料在炉体前端堆积,在炉体6的前端内部设计了导料螺旋17。
冷却系统包括中心管24,和沿中心管24分布的进水环管27和回水环管26,进水环管27和回水环管26分别连通延伸至炉体6内腔的进水管束20和回水管束19,进水管束20和回水管束19在炉体内均布;在炉体6内布置有数排管架18,用来支撑换热系统的进水管束20、回水管束19,管路为回路设置;管束材料为耐热材料。每排管架18分为数块交错排列在炉体内壁,与管束活动连接,消除管束的热胀冷缩,并可以保证物料在炉体内的运动流畅。在炉体前段外部水淋部位设有挡水板16,用来防止外部水淋水沿炉体流出;炉体在安装出料箱部位开有炉体出料开口22,在其后设有挡料板23,以避免物料进入换热系统环管区。
换热系统在炉体6内,换热系统主要由进水管束20、回水管束19、回水环管26、进水环管27、中心管24等组成。中心管24与炉体6尾部法兰连接,进水管束20通过进水环管27与中心管24连接,回水管束19通过回水环管26与中心管24连接,进水管束20、回水管束19与弯头Ⅰ28、弯头Ⅱ29连接形成回路,冷却水通过中心管24进出换热系统。回水环管26接有不凝气排放阀25,以便随时排放冷却水中的蒸汽。进水管束20、回水管束19在管架18活动支撑以便热胀冷缩时能自由伸缩。
在炉体6的炉体出料开口22外部装有出料箱9,冷却后的兰炭(半焦)通过炉体出料开口22进入出料箱9后由出料口12流出进入下道工序;出料箱9两侧与炉体6之间通过鱼鳞密封8来密封。
如附图3所示,鱼鳞密封8主要由耐磨块30、压板Ⅰ31、弹簧片32、柔性垫33、环型螺母34、压板Ⅱ35、钢丝绳36、配重块37等组成。弹簧片32一边通过压板Ⅰ31、环型螺母34与耐磨块30连接,另一边由压板Ⅱ35连接在出料箱9上,耐磨块30在弹簧片32的作用下紧密贴合在炉体密封环板21上,压板Ⅰ31外部用钢丝绳36穿过环型螺母34内孔缠绕,钢丝绳36两端加有配重块37来调节耐磨块30与密封环板21之间的贴合,既要保证密封性能又不能使耐磨块30磨损过快;在弹簧片32与耐磨块30、出料箱9之间设有一层柔性垫33,以达到更好的密封效果。
如附图4所示,由于物料刚进入炉体6时温度高,为了使物料快速降温,在一个实施例中,在炉体6外部前段部分设有水淋冷却夹套3,冷却水通过进水口38进入喷淋管39,对炉体6外表面喷淋冷却;水淋冷却夹套3由水夹套上半部40和水夹套下半部41组成,进水口38、喷淋管39固定在水夹套上半部40上,在水夹套下半部41开有出水口42,保证冷却水的回流。
如附图5所示,进料密封2安装在炉体6前端,其采用机械密封类的结构。具体结构是动环支撑架43与炉体6前端板连接在一起,动环44连接在动环支撑架43上,静环47与静环支撑架48连接在一起,静环支撑架48与支架50用支撑杆连接,气缸51固定在支架50上,在静环支撑架48与支架50之间装有补偿器49,用来吸收由于炉体受热膨胀产生的伸长;在炉体受热伸长稳定后,安装在静环支撑架48上的气缸51给静环47一定的反方向推力,使静环47与动环44始终紧贴,而静环47两侧开的加油孔46和密封面上开的油槽45,保证了润滑系统自动供给的润滑脂在静环47与动环44两密封面之间形成良好的润滑和密封,保证密封的安全可靠。静环47与动环44下设置导向板59,防止物料进入补偿器49及静环47与动环44密封面,影响密封效果。
附图6所示,作为本发明的另一种实施方式,进料机构亦可采用自螺旋式进料,该自螺旋式进料物料从进料口57进入进料机构内部,再利用炉体6回转运动带动自螺旋58推动物料进入炉体内部,不需要单独设置传动装置;该自螺旋式进料设有内壳体56和外壳体55,内外壳体组成冷却夹套,利用循环冷却介质对进料密封进行冷却,循环冷却介质进口54和循环冷却介质出口63;进料螺旋轴采用空心轴结构,可从置换气入口52通入惰性气体置换炉体6内的空气,保证安全;自螺旋58一端采用轴套53支撑板结构,另一端通过连接件62使炉体6前端板的固定筋板60和固定法兰61连接起来,固定连接在炉体6前端板上;该进料机构依然采用机械密封类的结构,结构原理同附图5。
需要说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,凡在本发明的精神、原则和宗旨之内,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行同等替换,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:包括炉体(6),所述炉体(6)上布置有若干滚圈,所述滚圈分别由托轮装置(13)和挡托轮装置(15)支撑;在所述炉体(6)中段外部设有带动炉体(6)在所述挡托轮装置(13)和所述托轮装置(15)上连续转动的传动装置(14);所述炉体(6)头部设进料机构和进料密封(2),所述炉体(6)后段外部为出料机构;在所述炉体(6)与所述出料机构之间设有鱼鳞密封(8)结构;在所述炉体(6)内设有冷却系统,所述冷却系统与炉体(6)尾部的旋转接头(10)连通,通过进料机构将兰炭送入所述炉体(6)内冷却区,通过冷却系统管束内冷却循环水换热,完成对所述炉体内的兰炭间接冷却熄焦。
2.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述冷却系统包括中心管(24),和沿所述中心管(24)分布的进水环管(27)和回水环管(26),所述进水环管(27)和所述回水环管(26)分别连通延伸至炉体(6)内腔的进水管束(20)和回水管束(19),所述进水管束(20)和所述回水管束(19)在炉体内均布,并由固定在所述炉体(6)上的管架(18)活动支撑,每排管架(18)分为数块交错排列在所述炉体(6)内壁。
3.根据权利要求2所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述旋转接头(10)与所述中心管(24)连通,所述旋转接头(10)通过旋转接头支架(11)支撑,在回水环管(26)接有不凝气排放阀(25)。
4.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:在炉体(6)后段的出料机构包括出料箱(9),在安装出料箱部位开有炉体出料开口(22),在所述炉体出料开口(22)内侧设有挡料板(23),在所述出料箱(9)两侧与所述炉体(6)之间设有鱼鳞密封(8)。
5.根据权利要求4所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述鱼鳞密封(8)包括与所述出料箱(9)和炉体密封环板(21)相连的柔性垫(33),弹簧片(32)位于所述柔性垫(33)外侧,一端通过压板Ⅱ(35)连接在出料箱(9)上,另一端通过压板Ⅰ(31)与耐磨块(30)连接;所述耐磨块(30)在弹簧片(32)的作用下紧密贴合在炉体密封环板(21)上;所述压板Ⅰ(31)外部用钢丝绳(36)穿过环型螺母(34)内孔缠绕,所述钢丝绳(36)两端加有配重块(37)。
6.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:在炉体(6)前段进一步设有水淋冷却夹套(3),所述水淋冷却夹套(3)由水夹套上半部(40)和水夹套下半部(41)组成,进水口(38)、喷淋管(39)固定在水夹套上半部(40)上,在水夹套下半部(41)开有出水口(42);在所述水淋冷却夹套(3)水淋部位设有挡水板(16)。
7.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述进料密封(2)采用机械密封的结构,包括与炉体(6)前端板连接的动环支撑架(43),动环支撑架(43)上连接动环(44),静环(47)与所述动环(44)和密封面紧密贴合,在密封面上开有油槽(45),在静环(47)两侧开有加油孔(46);静环(47)通过静环支撑架(48)连接,静环支撑架(48)与支架(50)用支撑杆连接,气缸(51)固定在支架(50)上,在静环支撑架(48)与支架(50)之间装有补偿器(49);静环(47)与动环(44)下设置导向板(59)。
8.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述进料机构采用自螺旋式进料或溜管进料;所述自螺旋式进料包括冷却夹套,冷却夹套上设有冷却介质进出口,冷却夹套顶端设有物料的进料口(57);冷却夹套内腔设有自螺旋(58),自螺旋(58)尾部通过连接件(62)连接固定法兰(61)和固定筋板(60)固定在炉体(6)上;冷却夹套与炉体(6)之间通过机械密封进行密封。
9.根据权利要求8所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:在所述自螺旋式进料前端部设有通入惰性气体的置换气入口(52)。
10.根据权利要求1所述的用于兰炭干法熄焦的回转冷却炉,其特征在于:所述炉体(6)的前端内部设有导料螺旋(17)。
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