CN109913251A - 一种用于固体物料热解反应的l型干馏炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉,包括竖直设置的干馏工段和水平设置的燃烧工段,干馏工段的顶部设置有加料装置和气体收集装置,燃烧工段为链条炉,燃烧工段的入口与干馏工段的出口连接,燃烧工段沿炉排移动的方向分为加温段、燃烧段和冷却段,冷却段的出口设置有废渣收集装置以及进气装置,进气装置通入氧气。L型干馏炉从一端放入固体物料及另一端通入氧气,固体物料在燃烧炉中与氧气相遇、反应,使固体物料中的碳转化为可利用的一氧化碳,高温的一氧化碳再进入干馏工段对固体物料进行干馏,且由于氧气被消耗完,干馏工段中的有机气体和一氧化碳不会被消耗,从而能被尽可能多的收集到。

Description

一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉
技术领域
本发明涉及褐煤、油页岩、厨余垃圾等有机物资源综合利用技术领域,具体涉及一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉。
背景技术
世界上的油页岩资源极其丰富,气储量折算成页岩油高达4500多亿t,其中美国页岩油探明储量高达3000亿t,几乎占世界的70%,其他拥有丰富页岩油储量的国家依次为俄罗斯、扎伊尔、巴西、加拿大、约旦、摩洛哥、澳大利亚、中国等。需要指出的是中国因勘探程度很低,故探明储量不多,预测的油页岩资源量高达7000亿t。目前油页岩的开采方法主要有露天开采和地下开采。干馏方法分为地上干馏和地下干馏。美国油页岩协会(NOSA)在美国第30届油页岩大会中发型的《Oil Shale》提示人们:用于油页岩开采消耗的能源要远大于所产出的能源。
具有同样问题的资源还包括褐煤、厨余垃圾等有机物,褐煤是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强,在空气中容易风化,不易储存和运输,燃烧时对空气污染严重。由于优质煤几乎被采空,褐煤已成为我国主要使用的煤,但由于褐煤的煤化程度太低,造成燃烧时会有大量的黑灰飘在空中,如果不经过洗煤处理和提炼,大量使用劣势褐煤会导致我国雾霾问题日益严重。
现有技术中,对上述资源的提炼处理有抚顺炉、新疆的宝明炉等。这类炉子为直立炉,油页岩或褐煤在炉子上半部(干馏段)被热气加热干燥干馏。产生的页岩油、焦油蒸气自炉子上部逸出,油页岩及褐煤转化成半焦,进入炉子下半部(发生段),与自炉底进入的空气、蒸汽相遇而气化燃烧。因为直立炉上下相通,炉子发生段燃烧能够将油页岩及褐煤在干馏段产生的有机气体也点燃,使干馏产生的有机气体被消耗,从有机气体的化工利用来讲浪费极大,挥发份中的有机气体没有得到更高价值的利用。且油页岩和褐煤干馏后半焦的利用不彻底,固定碳有所浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使固体物料热解反应完全,且能够收集到尽量多的干馏出的有机气体及转换出更多一氧化碳,提高固体物料的利用价值。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉,包括竖直设置的干馏工段和水平设置的燃烧工段,所述干馏工段的顶部入口设置有加料装置和气体收集装置,所述燃烧工段的入口与所述干馏工段的下部出口连接,所述燃烧工段包括链条炉,所述链条炉的炉排沿燃烧工段的入口向出口移动,所述燃烧工段沿炉排移动的方向分为加温段、燃烧段和冷却段,所述冷却段的出口设置有废渣收集装置以及进气装置,所述进气装置通入氧气,L型干馏炉从两端放入固体物料及通入氧气,固体物料在燃烧工段中与氧气相遇、反应产生热量及高温二氧化碳,消耗氧气及固体物料中的固定碳,高温二氧化碳与未燃烧的固体物料中的固定碳反应生成一氧化碳,使固体物料中的碳转化为可利用的一氧化碳,高温的一氧化碳进入干馏工段对固体物料进行干馏,由于氧气被消耗完,干馏炉中的有机气体和一氧化碳不会被消耗,从而能被尽可能多的收集到。
作为优选的,所述进气装置通入的气体还包括二氧化碳,保证转化出尽量多的一氧化碳。
作为优选的,所述燃烧工段还包括设置在所述燃烧段和加温段上方的锅炉,使热量得到充分利用。
作为优选的,所述燃烧段与加温段之间的上方设置有火焰监测器及温度传感器,方便检测炉内燃烧情况。
作为优选的,所述加温段、燃烧段和冷却段均设置有气体红外检测仪,方便得知炉内气体转化情况。
作为优选的,所述干馏工段底部设置有炉底网格,所述炉底网格下方的干馏工段侧壁上设置有下料刮板,所述下料刮板与所述炉底网格抵接,使固体物料得到充分干馏。
作为优选的,所述炉底网格包括水平网格和倾斜网格,所述倾斜网格位于所述下料刮板正上方,所述水平网格与所述下料刮板抵接,保证固体物料能够被完全收集。
作为优选的,所述炉排下方设置有链条推杆,所述链条推杆从所述干馏工段底部延伸至所述冷却段出口,保证落下的固体物料全部经过燃烧处理。
作为优选的,所述气体收集装置连接有引风机,一方面是炉膛保持微负压形成良好的燃烧循环,另一方面通过气体流速的改变,进一步帮助L型干馏炉燃烧工段的温度控制。
作为优选的,所述干馏工段上部、燃烧工段中部及燃烧工段与干馏工段的连接处均设置有二氧化碳进气管,能够进行消防灭火,保证生产安全。
本发明的一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉与现有技术相比的有益效果是,能够使固体物料分解完全,能够得到尽量多的干馏出的有机气体及转换出更多一氧化碳,提高固体物料的利用价值。
附图说明
图1是本发明的实施例一整体结构示意图;
图2是本发明的实施例二整体结构示意图;
图3是本发明的实施例三整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示,本发明的一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉的一实施例,包括竖直设置的干馏工段10和水平设置的燃烧工段20。所述干馏工段10的顶部入口设置有加料装置11和气体收集装置12,固体物料从加料装置11进入干馏工段10,固体物料反应产生的油气经气体收集装置12被统一收集,由于干馏工段10存在粉尘,因此气体收集装置12设置有能够阻挡灰尘进入的防尘装置,所述气体收集装置12还连接有引风机13,气体收集装置12在收集油气的同时对L型干馏炉引风,一方面是L型干馏炉的炉膛保持微负压形成良好的燃烧循环,另一方面通过气体流速的改变,进一步帮助L型干馏炉燃烧工段20的温度控制;所述燃烧工段20的入口与所述干馏工段10的下部出口连接,干馏工段10内固体物料干馏后得到的半焦掉落至燃烧工段20内,所述燃烧工段20包括链条炉21,固体物料掉落至链条炉21的炉排22上,炉排22沿燃烧工段20的入口向出口移动,所述燃烧工段20沿炉排22移动的方向分为加温段23、燃烧段24和冷却段25,随着炉排22的移动,半焦经加温段23加温后,半焦中的固定碳到达燃点进行燃烧,此时半焦移动至燃烧段24,随着炉排22的继续移动,半焦内的固定碳消耗完毕,燃尽的废渣到达冷却段25进行冷却,所述冷却段25的出口设置有废渣收集装置26以及进气装置27,所述进气装置27通入氧气,冷却后的废渣从炉排22上掉落进入废渣收集装置26,进行单独处理,氧气从进气装置27进入燃烧工段20,氧气的移动方向与炉排22的移动方向相反,氧气气体首先进入冷却段25,氧气吸收废渣的余热,一方面能够对废渣进行降温,另一方面使氧气升温,不用单独设置废渣的冷却装置即可对废渣进行降温,同时使废渣的余热得到充分利用,节约能源,经过初次升温的氧气气体进入燃烧段24,燃烧段24的半焦内存在固定碳,氧气与固定碳完全反应生成二氧化碳,放出大量热量,半焦内的固定碳被消耗,且得到高浓度的高温二氧化碳,二氧化碳继续移动至加温段23,高温的二氧化碳遇到加温段23未燃烧的半焦内的固定碳并与其反应生成一氧化碳,由于氧气与固定碳反应释放热量,二氧化碳与固定碳反应吸收热量,使得氧气与固定碳反应释放的热量一部分被内部吸收,另一部分热量继续加热从干馏工段10落下来的半焦,从而减少热量的浪费,加热后得到的高温半焦向燃烧段24移动,遇到氧气后燃烧,而一氧化碳气体进入干馏炉,利用自身剩余的热量对进入干馏工段10的固体物料进行干馏。由于最终进入干馏工段10的气体中不存在氧气,因此干馏工段10中干馏出的有机气体及在燃烧工段20中反应生成的一氧化碳气体不会在干馏工段10中燃烧消耗,从而能够完全收集固体物料干馏出的有机气体,同时固体物料中的固定碳完全转化为一氧化碳被收集,提高了固体物料的利用价值,本实施例中,为保证一氧化碳的生成,所述进气装置27通入的气体还包括二氧化碳以及其他有助于干馏方式实现的气体,由于反应环境,氧气与固定碳生成的二氧化碳不可能与碳完全反应生成一氧化碳,因此额外通入二氧化碳气体,增加二氧化碳的浓度,一方面保证能够转化出更多的一氧化碳,另一方面,氧气与固定碳反应放出大量的热量,使燃烧炉的温度超过所需温度,通过额外通入的二氧化碳以及其他有助于干馏方式实现的气体吸收热量,控制燃烧炉的温度保持在1000℃左右,能够有效的针对不同固体物料进行处理而不需要对本L型干馏炉进行额外的改造,同时,二氧化碳还可以作为消防使用。
参照图2所示,为本申请的实施例二结构示意图,由于燃烧段24中氧气与固定碳反应放出大量的热量,使经过燃烧段24的气体温度过高,虽然经过二氧化碳与固定碳反应的消耗及加温段23半焦的吸收,剩余气体的温度依然高于干馏所需温度,气体收集装置12收集到的气体温度过高,收集后需要继续进行降温,使得热量被浪费,本实施例中为保证燃烧工段20的热量被充分利用,在所述燃烧工段20还包括设置在所述燃烧段24和加温段23上方的锅炉30,本实施例中的锅炉30为容纳水和蒸汽的受压部件,能够对对水进行加热、汽化和汽水分离,通过燃烧段24与加温段23放出的热量加热锅炉30,锅炉30中产生的热水或蒸汽能够直接为工业生产或人民生活所利用,使资源得到充分利用。由于二氧化碳与固定碳反应存在一定的温度要求,为准确得知燃烧工段20的燃烧情况,本实施例中,在所述燃烧段24与加温段23之间的上方设置有火焰监测器31及温度传感器32,确保二氧化碳的温度控制在1000℃左右,当燃烧工段20温度低于要求时,通过减少锅炉30内的水量以及减少二氧化碳的加入量,来燃烧炉内热量的消耗,从而确保反应的温度,当燃烧炉内的温度过高时,增加锅炉30内的水量以及增加二氧化碳的进入量,来以吸收更多的燃烧工段20内的热量,以降低燃烧炉内温度。为准确得知燃烧工段20每段气体的组成,本实施例中,在所述加温段23、燃烧段24和冷却段25均设置有气体红外检测仪33,通过检测到的气体的情况调整通入的二氧化碳与氧气的含量,保证固体物料中的固定碳尽可能多的转化为可利用的一氧化碳。由于检测得到炉内情况到根据检测情况调整水量和进气量之间存在延迟,因此,本发明的燃烧工段20的结构设计为长且窄的形状,本实施例中优选所述燃烧工段20的长度为10~20米,宽度为2~5米,高度为1~2米,使得有足够控制反应的时间,且燃烧炉三段的功能分明,方便控制,所述干馏工段10的长度为3~7米,宽度为2~5米,高度为5~10米,由于气体在干馏工段10不断上升的过程中温度下降,因此不同高度的干馏工段10使得其气体收集装置12收集的气体温度不同。
参照图3所示,所述干馏工段10底部设置有炉底网格40,所述炉底网格40下方的干馏工段10的侧壁上设置有下料刮板41,所述下料刮板41与所述炉底网格40抵接,固体物料经加料装置11进入干馏工段10,掉落在炉底网格40上,进行充分干馏,干馏后的半焦由下料刮板41从炉底网格40下方刮下掉至燃烧工段20,由于下料刮板41的上方存在盲区,为保证半焦能够全部被刮下,所述炉底网格40包括水平网格42和倾斜网格43,半焦由倾斜网格43滑落至水平网格42,所述倾斜网格43位于所述下料刮板41正上方,处于下料刮板41的盲区,即水平网格42避开了下料刮板41的盲区,所述水平网格42与所述下料刮板41抵接,下料刮板41能够将水平网格42下的半焦全部刮下;为防止有半焦掉落至炉排22之外,在所述炉排22下方设置有链条推杆44,所述链条推杆44从所述干馏工段10底部延伸至所述冷却段25出口,链条推杆44将掉落的半焦推至燃烧段24燃烧后继续将废渣推出燃烧工段20。本实施例中在所述干馏工段10上部、燃烧工段20中部及燃烧工段20与干馏工段10的连接处均设置有二氧化碳进气管45,当出现消防问题时,二氧化碳进气管45对L型炉内喷射气体喷雾,进行消防灭火,保证生产安全。
对于厨余垃圾或生物质等其他有机物,在L型干馏炉中只需在干馏工段10停留时间长一点,先赶走生物质更多内外水份,在加温段23升温,固体物料中因升温分解出CO2,CO等有机气体,剩余为固化下的更碳化的半焦或炭,进入燃烧段24。
本发明工作时,首先通过进气装置对燃烧炉内通入天然气、一氧化碳等易燃气体,在燃烧工段内点燃,产生的高温气体进入干馏工段,对由加料装置进入的固体物料进行干馏,干馏后剩下的半焦由下料刮板刮落至炉排上,由炉排带动分别经过加温段加温、而后进入燃烧段燃烧,此时进气装置开始通入氧气与二氧化碳混合气体,氧气和二氧化碳分别于半焦中的固定碳反应,释放热量对混合气体加热,并生成一氧化碳,高温混合气体进入干馏工段对固体物料进行干馏,如此循环。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,包括竖直设置的干馏工段和水平设置的燃烧工段,所述干馏工段的顶部入口设置有加料装置和气体收集装置,所述燃烧工段的入口与所述干馏工段的下部出口连接,所述燃烧工段包括链条炉,所述链条炉的炉排沿燃烧工段的入口向出口移动,所述燃烧工段沿炉排移动的方向分为加温段、燃烧段和冷却段,所述冷却段的出口设置有废渣收集装置以及进气装置,所述进气装置通入氧气。
2.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述进气装置通入的气体还包括二氧化碳。
3.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述燃烧工段还包括设置在所述燃烧段和加温段上方的锅炉。
4.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述燃烧段与加温段之间的上方设置有火焰监测器及温度传感器。
5.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述加温段、燃烧段和冷却段均设置有气体红外检测仪。
6.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述干馏工段底部设置有炉底网格,所述炉底网格下方的干馏工段侧壁上设置有下料刮板,所述下料刮板与所述炉底网格抵接。
7.如权利要求6所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述炉底网格包括水平网格和倾斜网格,所述倾斜网格位于所述下料刮板正上方,所述水平网格与所述下料刮板抵接。
8.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述炉排下方设置有链条推杆,所述链条推杆从所述干馏工段底部延伸至所述冷却段出口。
9.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述气体收集装置连接有引风机。
10.如权利要求1所述的用于固体物料热解反应的L型干馏炉,其特征在于,所述干馏工段上部、燃烧工段中部及燃烧工段与干馏工段的连接处均设置有二氧化碳进气管。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201206126Y (zh) * 2008-02-25 2009-03-11 朱兆旭 一种低能耗非常规石油资源干馏装置
CN101693848A (zh) * 2009-10-19 2010-04-14 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 内热式连续制备生物质热解气化煤气的方法及用的回转炉
CN101935534A (zh) * 2010-09-04 2011-01-05 太原理工大学 一种低阶煤干馏装置
CN103791486A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 国惠环保新能源有限公司 垂直预热分段低温燃烧固定床锅炉
CN103992806A (zh) * 2014-05-22 2014-08-20 长安大学 一种内热式粉煤干馏回转炉及粉煤干馏装置
CN105038826A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 北京柯林斯达科技发展有限公司 一种带式炉热解装置以及带式炉热解工艺
CN210048705U (zh) * 2019-04-10 2020-02-11 杜军 一种用于固体物料热解反应的l型干馏炉

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201206126Y (zh) * 2008-02-25 2009-03-11 朱兆旭 一种低能耗非常规石油资源干馏装置
CN101693848A (zh) * 2009-10-19 2010-04-14 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 内热式连续制备生物质热解气化煤气的方法及用的回转炉
CN101935534A (zh) * 2010-09-04 2011-01-05 太原理工大学 一种低阶煤干馏装置
CN103791486A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 国惠环保新能源有限公司 垂直预热分段低温燃烧固定床锅炉
CN103992806A (zh) * 2014-05-22 2014-08-20 长安大学 一种内热式粉煤干馏回转炉及粉煤干馏装置
CN105038826A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 北京柯林斯达科技发展有限公司 一种带式炉热解装置以及带式炉热解工艺
CN210048705U (zh) * 2019-04-10 2020-02-11 杜军 一种用于固体物料热解反应的l型干馏炉

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