CN109575963A - 一种用于油砂热解的高效换热装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油砂热解的高效换热装置及其使用方法，包括外墙体，外墙体包覆加热腔体；支撑轴位于加热腔体中心，其两端固定于管板；料管穿过支撑板成组均匀布置在加热腔体内；支撑板等间距设置并错开45°固定于支撑轴上；迷宫密封环设置在外墙体与加热腔体之间；敲打装置固定于外墙体上端；具有提高传热效率和连续操作性强的优点。

Description

一种用于油砂热解的高效换热装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及油砂处理技术领域，特别涉及一种用于油砂热解的高效换热装置及其使用方法。

背景技术

油砂因其可炼化降解成各种石油制品，且已探明储量资源十分丰富，因而是最具有现实意义的石油替代能源。

目前油砂处理技术主要有：洗涤处理技术、有机溶剂提取技术、热解干馏技术。其中热解干馏技术产油率高，所制备的油品质好，易实现自动化、连续化生产。

然而现有油砂热解技术装置中存在诸多问题：加热装置对加热炉加热不均，传热效率低下；连续操作性不强，设备能耗较大，极大的降低了油砂热解效率，严重制约油砂产业的长足发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于油砂热解的高效换热装置，其解决了现有的加热装置热效率低下的问题，具有热效率高的优点。

本发明的另一目的是提供一种用于油砂热解的高效换热装置的使用方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于油砂热解的高效换热装置，包括外墙体和加热腔体，所述外墙体包覆加热腔体；

所述加热腔体内设置有用于油砂流动的料管。

进一步：所述加热腔体内还设置有支撑轴，支撑轴通过管板与加热腔体连接；

管板包括第一管板和第二管板，支撑轴的一端与第一管板连接，支撑轴的另一端与第二管板连接；

支撑轴上设置有若干支撑板；

料管依次穿过若干支撑板，料管的一端与第一管板固定，料管的另一端穿过第二管板。

进一步：所述支撑轴的两端分别设置有热介质流通孔，支撑轴的一端与第一管板连接，支撑轴的另一端与第二管板连接。

进一步：所述加热腔体内设置有敲打装置，敲打装置的上端与外墙体固定连接，敲打装置的下端可自由摆动，敲打装置与所述若干支撑板在同一平面内。

进一步：所述若干支撑板的边缘设置有若干第一拨片和第二拨片，若干第一拨片和第二拨片间隔分布在支撑板上。

进一步：所述两个支撑板为一组在同一平面内180°对称设置，每组支撑板等间距间隔并交错45°均匀布置在支撑轴上。

进一步：所述外墙体与加热腔体之间设置有迷宫密封环，迷宫密封环位于外墙体与加热腔体之间的热介质有效弥散夹层区内。

进一步：一种用于油砂热解得高效换热装置的使用方法：具体包括以下步骤：

1）油砂经加热腔体内的料管进入，油砂随加热腔体转动螺旋式前进；

2）热介质由外墙体进气口进入加热腔体，一部分弥散于加热腔体(2)中对进料区后段(温度高温段)料管内油砂进行加热。综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.油砂通过料管随着加热腔体转动螺旋式向前推进，增加了料管内油砂的受热行程，同时减缓油砂在料管内油砂的流动进度，提高了该加热装置的热效率；

2.通过管板设置于加热腔体两端，用于支撑轴和料管的固定和支撑；

3.通过支撑板间错位45°间隔安装，有效对热介质起到扰流作用，大幅度提高料管与热介质之间的热交换，进一步提高热效率。

4.通过敲打装置被支撑板上第一拨片托起后随加热腔体转动并与第一拨片脱离，其在重力作用下做单摆运动，当敲打装置重力势能完全转化为动能运动至最低点时，此时恰好与转动至此的第二拨片碰撞。从而震动支撑板，并将能量传递给料管，使料管内半粘态油砂与料管壁脱离，有效避免油砂粘结料管壁后流量减少而导致生产效率降低；

5.通过在外墙体与加热腔体之间设置迷宫密封环，以阻碍热介质经外墙体与加热腔体之间夹层快速流失，有效提高了热介质利用率。

附图说明

图1是实施例的结构示意图，示意出了整个装置的具体结构组成，其中图中的箭头为热介质流向；

图2是实施例图1所示油砂热装置A-A向截面示意图，示意出了拨片的具体结构以及安装位置。

图中，1、外墙体；11、出气口；12、进气口；2、加热腔体；21、出口孔；22、入口孔；3、支撑轴；31、流通孔；4、管板；41、第一管板；42、第二管板；5、支撑板；51、第一拨片；52、第二拨片；6、料管；7、敲打装置；8、迷宫密封环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种用于油砂热解的高效换热装置，如图1所示，包括外墙体1，外墙体1为保温砖砌墙，其包覆热介质，外墙体1的左端上部设有出气口11，右端下部设有进气口12，外墙体1内包覆有加热腔体2，加热腔体2的左端设置有热介质出口孔21，加热腔体2的右端设置有热介质入口孔22；

加热腔体2内设置有支撑轴3，支撑轴3通过管板4与加热腔体2连接；

管板4包括第一管板41和第二管板42，加热腔体2的一端与第一管板41连接，加热腔体2的另一端与第二管板42连接；

支撑轴3上设置有若干支撑板5；

若干支撑板5上穿设有料管6，料管6的一端与第一管板41固定，料管6的另一端穿过第二管板42。

本实施例中油砂经加热腔体2内的料管6进入，油砂随加热腔体2转动螺旋式向前推进。

热介质由外墙体1的进气口12进入加热腔体2，一部分弥散于加热腔体2中对进料区后端料管6内油砂进行加热，热介质一部分经支撑轴3中心快速流向进料区前端对料管6内油砂进行加热，从而高效地对料管6前后端同时进行热交换，热介质经加热腔体2与料管6内油砂完成热交换后，经引风机从外墙体1的出气口11流出。

料管6随着加热腔体2转动呈螺旋式向前推进，增加了料管6的加热路程，同时减缓油砂在料管6内油砂的流动进度，热介质经加热腔体2与料管6内油砂完成热交换后，经引风机从外墙体1的出气口流出。

油砂通过料管6随着加热腔体2转动呈螺旋式向前推进，增加了料管6内油砂受热行程，同时减缓油砂在料管6内油砂的流动进度，提高了该加热装置的热效率。

实施例2

在实施例1或2或3的基础上，参照图1，支撑轴3设置在加热腔体2中心位置，其两端固定于管板4上。

在本实施例中，支撑轴3位于加热腔体2中心，使得加热腔体2在转动过程更加平稳，增加加热腔体2的稳定性。

实施例3

在实施例1或2或3或4的基础上，参照图1，支撑轴3的两端分别开设有热介质流通孔31，支撑轴3的一端与第一管板41连接，支撑轴3的另一端与第二管板42连接。

在本实施例中，热介质由外墙体1进气口12流入加热腔体2后，可由支撑轴3一端的流通孔31经自身中心快速从另一端流出，从而对进料区前端的料管6内的油砂实现快速热交换。

实施例4

在实施例1或2或3或4或5的基础上，参照图1和图2，加热腔体2内设置有敲打装置7，敲打装置7的上端与外墙体1固定连接，敲打装置7的下端可自由摆动，敲打装置7与若干支撑板5在同一平面内。

在本实施例中，加热腔体2转动带动支撑轴3转动，支撑轴3转动带动支撑板5转动，支撑板5转动托起击打装置，击打装置被托起后在重力的作用下做单摆运动，当敲打装置7重力势能完全转化为动能运动至最低点时，击打装置与支撑板5发生碰撞，支撑板5发生震动，支撑板5将震动传递给料管6，使料管6内半粘态油砂与料管6壁脱离，从而使热交换不充分的半粘态油砂不黏结于料管6壁，保证了料管6内油砂流通量，进而保证了油砂连续化生产，同时使得油砂加热的更加均匀充分。

实施例5

在实施例1或2或3或4或5或6的基础上，参照图2，若干支撑板5的边缘设置有若干第一拨片51和第二拨片52，若干第一拨片51和第二拨片52间隔分布在支撑板5上。

在本实施例中，第一拨片51和第二拨片52方便击打装置与支撑板5的接触，加热腔体2转动过程中，敲打装置7被支撑板5上第一拨片51托起后随加热腔体2转动并与第一拨片51脱离，其在重力作用下做单摆运动，当敲打装置7重力势能完全转化为动能运动至最低点时，此时恰好与转动至此的第二拨片52碰撞。

实施例6

在实施例1或2或3或4或5或6或7的基础上，参照2，两个支撑板5为一组在同一平面内180°对称设置，每组支撑板5等间距间隔并交错45°均匀布置在支撑轴3上。

在本实施例中，支撑板5在支撑轴3上间隔错位45°布置，对热介质在加热腔体2内形成扰流，从而使热介质与料管6热交换更加完全和充分。

实施例7

在实施例1或2或3或4或5或6或7或8的基础上，参照图1，外墙体1与加热腔体2之间设置有迷宫密封环8，迷宫密封环8位于外墙体1与加热腔体2之间的热介质有效弥散夹层区内。

在本实施例中，加热腔体2内的热介质部分会流失，流失的热介质流经迷宫密封环8时，迷宫密封环8阻挡热介质，从根本上避免热介质经外墙体1与加热腔体2之间的夹层快速流失而造成热介质与料管6热交换不完全，进而大幅提升热介质利用率。

实施例8

在实施例1的基础上，一种用于油砂热解的高效换热装置，如图1所示，包括外墙体1，外墙体1内包覆加热腔体2，加热腔体2内设置有支撑轴3，支撑轴3位于加热腔体2中心，支撑轴3通过管板4与加热腔体2连接。

参照图2，料管6穿过支撑板5且均匀布置在加热腔体2内，支撑板5等间距设置并错开45°且固定于支撑轴3上。

参照图1和图2，迷宫密封环8设置在外墙体1与加热腔体2之间，加热腔体2内设置有敲打装置7，敲打装置7的一端与外墙体1固定，敲打装置7的另一端可自由摆动，敲打装置7与所述若干支撑板5在同一平面内。

本发明的工作原理是：油砂经加热腔体2左端进料口进入料管6随加热腔体2转动而螺旋式向前推进。

热介质由外墙体1进气口12进入加热腔体2，一部分弥散于加热腔体2中对进料区后段(温度高温段)料管6内油砂进行加热，一部分经支撑轴3中心快速流向进料区前段(温度低温段)对料管6内油砂进行加热，从而高效地对料管6前后段同时进行热交换。

外墙体1与加热腔体2之间设置迷宫密封环8，有效防止墙体与加热腔体2之间夹层热介质快速流失，进而大幅提升热介质利用率。

热介质经加热腔体2与料管6内油砂完成热交换后，经引风机从外墙体1出气口11流出。

参照图1和图2，支撑轴3上固定支撑板5，在转动过程中支撑板5的第一拨片51拨动并托起敲打装置7。随加热腔体2的转动，敲打装置7与支撑板5的第一拨片51脱离后做单摆运动，运动至最低点时撞击第二拨片52，通过支撑板5将震动传递给料管6，从而使料管6内半粘态油砂与管壁脱离，保证了料管6内油砂流通量，进而保证了油砂连续化生产。

支撑板5组间错位45°间隔安装。热介质由进气口12通过加热腔体2从出气口11流出，在热介质流通路径上，支撑板5有效对热介质起到扰流作用，大幅度提高料管6与热介质之间的热交换，进一步提高热效率，增强换热效果。

外墙体1与加热腔体2通过摩擦套相接触，加热腔体2两端由两个支撑装置支撑，加热腔体2水平设置于外墙体1内。

通过摩擦套减小加热腔体2与外墙体1之间的摩擦，延长外墙体1和加热腔体2的使用寿命。

两个支撑装置可以使的加热腔体2更加平稳。

实施例9

一种用于油砂热解得高效换热装置的使用方法：具体包括以下步骤：

1）油砂经加热腔体2左端进料口进入料管6随加热腔体2转动而螺旋式向前推进，减缓油砂的推进速度，使得油砂加热更加均匀和充分，提高传热效率。

2）热介质由外墙体1进气口12进入加热腔体2，一部分弥散于加热腔体2中对进料区后段(温度高温段)料管6内油砂进行加热，一部分经支撑轴3中心快速流向进料区前段(温度低温段)对料管6内油砂进行加热，从而高效地对料管6前后段同时进行热交换。

3）热介质由外墙体1进气口12流入加热腔体2后，可由支撑轴3一端的流通孔31经自身中心快速从另一端流出，从而对进料区前端的料管6内的油砂实现快速热交换。

4）加热腔体2转动带动支撑轴3转动，支撑轴3上固定支撑板5，在转动过程中支撑板5的第一拨片51拨动并托起敲打装置7。随加热腔体2的转动，敲打装置7与支撑板5的第一拨片51脱离后做单摆运动，运动至最低点时撞击第二拨片52，通过支撑板5将震动传递给料管6，从而使料管6内半粘态油砂与管壁脱离，保证了料管6内油砂流通量，进而保证了油砂连续化生产。

5）支撑板5组间错位45°间隔安装。热介质由进气口12通过加热腔体2从出气口11流出，在热介质流通路径上，支撑板5有效对热介质起到扰流作用，大幅度提高料管6与热介质之间的热交换，进一步提高热效率，增强换热效果。

6）热介质弥散流经迷宫密封环8，有效防止墙体与加热腔体2之间夹层热介质快速流失，进而大幅提升热介质利用率。

本发明针对油砂热交换问题，提出了一种新的更为经济和高效的油砂换热装置，以便于应用和推广。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“ 第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：包括外墙体(1)和加热腔体(2)，所述外墙体(1)包覆加热腔体(2)；

所述加热腔体(2)内设置有用于油砂流动的料管(6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：所述加热腔体(2)内还设置有支撑轴(3)，所述支撑轴(3)通过管板(4)与加热腔体(2)连接；

所述管板(4)包括第一管板(41)和第二管板(42)，所述支撑轴(3)的一端与第一管板(41)连接，所述支撑轴(3)的另一端与第二管板(42)连接；

所述支撑轴(3)上设置有若干支撑板(5)；

所述料管(6)依次穿过若干支撑板(5)，所述料管(6)的一端与所述第一管板(41)固定，所述料管(6)的另一端穿过所述第二管板(42)。

3.根据权利要求2所述的一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：所述支撑轴(3)的两端分别设置有热介质流通孔(31)，所述支撑轴(3)的一端与第一管板(41)连接，所述支撑轴(3)的另一端与第二管板(42)连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：所述加热腔体(2)内设置有敲打装置(7)，所述敲打装置(7)的上端与外墙体(1)固定连接，所述敲打装置(7)的下端可自由摆动，所述敲打装置(7)与所述若干支撑板(5)在同一平面内。

5.根据权利要求4所述的一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：所述若干支撑板(5)的边缘设置有若干第一拨片(51)和第二拨片(52)，所述若干第一拨片(51)和第二拨片(52)间隔分布在支撑板(5)上。

6.根据权利要求2所述的一种用于油砂热解的高效换热装置，其特征在于：所述两个支撑板(5)为一组在同一平面内180°对称设置，所述每组支撑板(5)等间距间隔并交错45°均匀布置在支撑轴(3)上。

7.根据权利要求1所述的一种用于油砂热解得高效换热装置，其特征在于：所述外墙体(1)与加热腔体(2)之间设置有迷宫密封环(8)，所述迷宫密封环(8)位于外墙体(1)与加热腔体(2)之间的热介质有效弥散夹层区内。

8.基于权利要求1所述的一种用于油砂热解得高效换热装置的使用方法：具体包括以下步骤：

1）油砂经加热腔体(2)内的料管(6)进入，油砂随加热腔体(2)转动螺旋式前进；

2）热介质由外墙体(1)进气口(12)进入加热腔体(2)，一部分弥散于加热腔体(2)中对进料区后段(温度高温段)料管(6)内油砂进行加热。