CN110440582A - 多管式双层炉体回转反应炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回转反应炉领域，公开了一种多管式双层炉体回转反应炉。本发明所述的多管式双层炉体回转反应炉，通过在内炉体内设置独立气箱和加热管道，在内炉体内形成多组与内外炉体之间环形烟道相贯通的管路烟道系统，高温烟气同时在内炉体的内外进行热交换，增强加热效果，提高设备产能和生产效率；高温烟气与物料有效隔离，避免了加热介质与物料直接接触可能造成的各种危害。管路烟道系统与内外炉体之间的环形烟道系统与加热炉和炉外管道组成闭路循环系统，加热介质余热得到充分的回收利用，提高了能源利用效率，节能减排效果明显。

Description

多管式双层炉体回转反应炉

技术领域

本发明涉及回转反应炉领域，尤其是一种多管式双层炉体回转反应炉。

背景技术

回转反应炉，又称为回转窑，回转窑或回转反应炉广泛用于化工、水泥、陶瓷和石灰等行业，用于煅烧或热解相应物资的回转设备。目前，国内该类回转窑或回转反应炉多为单层筒体回转结构，在炉体内设置不同结构形式的抄板或挂链条、链幕等方式，增加直接接触传热面积的方式，提高热传递效率。

公开号为CN105419819A的专利申请公开了一种用于回转炉的一体化进料兼密封装置及其工艺，其中公开的回转炉包括回转炉体、烟气腔体、烟气出口和烟气入口，所述回转炉体为圆筒形，回转炉体的中间段的外周设有烟气腔体，所述烟气腔体设有烟气出口，该烟气出口的一端与烟气腔体连通，另一端直接与后续工艺的余热锅炉连通；所述的烟气腔体还设有烟气入口，该烟气入口与烟气腔体连通，所导入的高温烟气均匀地对回转炉体的中间段进行加热，实现热能吸收达到回转炉体内部物料的目的。通过这样的构造，在正常运转状态下，进入烟气腔体内部的高温烟气经过与回转炉体换热后再经余热锅炉利用后排出，能够有效地利用在污泥处理过程中所产生的热量，大大地节约了能源。高温烟气与所要加热的物料相隔离，避免了加热介质与物料直接接触可能造成的各种危害，例如：加热介质被污染、不能循环利用，加热介质与物料发生反应对产品质量造成影响，加热介质与物料发生反应引起爆炸等。

上述专利文件所公开的技术方案，主要靠回转炉体与烟气腔体内的高温烟气接触受热，进而通过回转炉体侧壁将热量传递至回转炉体内的物料，但是回转炉体内外壁面积有限，对于低阶煤的热解等热量需求大的生产工艺，并不能取得良好的加热效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多管式双层炉体回转反应炉，有效增强加热效果，提高设备产能和生产效率。

本发明公开的多管式双层炉体回转反应炉，包括内炉体和外炉体，内炉体和外炉体之间设置有支撑连接装置，所述内炉体和外炉体之间形成密闭的圆环柱形烟道，所述内炉体两端分别设置有进料口和出料口，所述外炉体设置带有烟气进口的进气烟罩和带有烟气出口的出气烟罩，所述内炉体内设置有多根加热管道，所述内炉体连接有独立气箱，所述独立气箱开设有贯穿内炉体并与圆环柱形烟道相连通的气箱进气口，所述独立气箱位于靠近进气烟罩的区域，所述加热管道一端与独立气箱相连通，另一端延伸至靠近出气烟罩的区域，并通过管道烟气出口与出气烟罩的烟气出口相连通，所述独立气箱和加热管道的内部空间均与内炉体的内部空间相隔离。

优选地，各加热管道沿环向布置并分别对应设置有独立气箱。

优选地，所述加热管道是圆形管道、腰形管道、椭圆形管道、鸭蛋形管道。

优选地，各独立气箱的气箱进气口分布于至少两个截面上。

优选地，所述内炉体设置有管道支撑结构，所述管道支撑结构上开设有管道安装孔，所述加热管道设置于管道安装孔内。

优选地，所述管道支撑结构与管道支撑结构之间设置有耐高温垫。

优选地，所述进气烟罩设置于外炉体的中部，所述外炉体靠近进料口的一端设置有出气烟罩一，所述出气烟罩一设置有与圆环柱形烟道相连通的烟气出口一，所述外炉体靠近出料口的一端设置有出气烟罩二，所述出气烟罩二设置有烟气出口二。

优选地，所述内炉体从进料口至出料口分为加热段、热解段、保温输送段，所述加热管道位于加热段和热解段，所述进气烟罩与出气烟罩二之间为保温输送段。

优选地，所述外炉体包括固定节和回转节，所述固定节和回转节同轴间隔排列并通过密封装置三转动配合；

所述固定节下方固定连接有固定支座，所述回转节下方设置有托轮装置，所述回转节外周设置有托圈，所述托圈与托轮装置滚动配合，至少一个回转节外周设置有用于连接回转驱动装置的大齿圈装置，所述支撑连接装置设置于回转节与内炉体之间，所述进气烟罩和出气烟罩均设置于固定节。

优选地，所述外炉体包括至少2节回转节和至少3节固定节，所述外炉体的前后两端均为固定节，具有烟气进口的进气烟罩设置在位于中部的固定节上，位于进料口一端的固定节设置有出气烟罩一，所述出气烟罩一设置有烟气出口一，位于出料口一端的固定节设置有出气烟罩二，所述出气烟罩二设置有烟气出口二，所述出气烟罩一与进料口的外壁通过密封装置二密封配合，所述出气烟罩二与出料口的外壁通过密封装置一密封配合。

优选地，所述内炉体进料口一端设置有进料法兰，进料口端部穿出出气烟罩一；

所述加热管道的端部穿出进料法兰延伸至出气烟罩一内，所述加热管道外壁通过管道密封连接结构与进料法兰密封连接。

本发明的有益效果是：本发明所述的多管式双层炉体回转反应炉，通过在内炉体内设置独立气箱和加热管道，在内炉体内形成多组与内外炉体之间环形烟道相贯通的管路烟道系统，高温烟气同时在内炉体的内外进行热交换，增强加热效果，提高设备产能和生产效率；高温烟气与物料有效隔离，避免了加热介质与物料直接接触可能造成的各种危害。管路烟道系统与内外炉体之间的环形烟道系统与加热炉和炉外管道组成闭路循环系统，加热介质余热得到充分的回收利用，提高了能源利用效率，节能减排效果明显。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的装配示意图；

图2是采用圆形加热管道16的A-A的剖视图；

图3是采用鸭蛋形加热管道16的中A-A的剖视图；

图4是采用圆形加热管道16的B-B的剖视图；

图5是采用鸭蛋形加热管道16的中B-B的剖视图；

附图标记：1-进料口，2-出气烟罩一，3-烟气出口一，4-内炉体，5-外炉体，6-支撑连接装置，7-圆环柱形烟道，8-进气烟罩，9-烟气进口，10-出气烟罩二，11-烟气出口二，12-出料口，13-独立气箱，14-气箱进气口，15-管道支撑结构，16-加热管道，17-管道烟气出口，18-管道密封连接结构，19-固定节，20-回转节，21-固定支座，22-托轮装置，23-托圈，24-大齿圈装置，25-密封装置一，26-密封装置二，27-密封装置三，28-进料法兰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明公开的多管式双层炉体回转反应炉，包括内炉体4和外炉体5，所述内炉体4和外炉体5均具有内腔，所述内炉体4设置于外炉体5内，内炉体4和外炉体5之间设置有支撑连接装置6，所述内炉体4和外炉体5之间形成密闭的圆环柱形烟道7，所述内炉体4两端分别设置有进料口1和出料口12，所述外炉体5设置有进气烟罩8和出气烟罩，所述进气烟罩8设置有烟气进口9，所述出气烟罩设置有烟气出口，所述烟气进口9和烟气出口分别与圆环柱形烟道7相连通；所述内炉体4内设置有多根加热管道16，所述内炉体4连接有独立气箱13，所述独立气箱13开设有贯穿内炉体4并与圆环柱形烟道7相连通的气箱进气口14，所述独立气箱13位于靠近进气烟罩8的区域，所述加热管道16一端与独立气箱13相连通，另一端延伸至靠近出气烟罩的区域，并通过管道烟气出口17与出气烟罩的烟气出口相连通，所述独立气箱13和加热管道16的内部空间均与内炉体4的内部空间相隔离。

物料通过进料口1进入内炉体4，高温烟气从进气烟罩8的烟气进口9进入，高温烟气分成两路。其中一路通过内炉体4与外炉体5之间的圆环柱形烟道7，从内炉体4外部对炉内物料加热，然后从出气烟罩的烟气出口流出；另一路从独立气箱13进入内炉体4内部的加热管道16，从内炉体4的内部对炉内物料加热，然后依次通过管道烟气出口17和出气烟罩的烟气出口流出，通过两路高温烟气的加热，不但加热面积大幅提高，而且加热也更加均匀全面。物料在内炉体4经过加热、干馏和热解等，从出料口12排出。所述加热管道16既可以是圆形管道，也可以是其他形式截面管道，如腰形管道、椭圆形管道、鸭蛋形管道等，如图2和4所示的即为圆形的加热管道16，如图3和5所示即为鸭蛋形加热管道16。

加热管道16的数量根据生产工艺而定，如图2所示的实施例中即布置了10根加热管道16。为了提高达到更好的加热效果，各加热管道16沿环向布置并分别对应设置有独立气箱13，独立气箱13既可以单层布置，也可以多层布置。独立气箱13的气箱进气口14需要贯穿内炉体4，其既可分布于一个截面也可分布于多个截面上。但是若各独立气箱13的气箱进气口14均位于同一截面上无疑会影响内炉体4的强度，并且会一定程度上影响高温烟气的流入，因此，如图1和4所示，作为优选实施方式，各独立气箱13的气箱进气口14分布于至少两个截面上，但是注意保证距离进气烟罩8的烟气进口9不能太远而影响高温烟气的流入。支撑连接装置6可以采用普通的固定连接结构，也可以采用如图2和3所示的支撑连接装置6，该支撑连接装置6能够更为稳定地承力和将回转动力从外炉体5传递至内炉体4。

加热管道16位于内炉体4内，加热管道16具有一定的长度，所述内炉体4内设置有用于支撑加热管道16的管道支撑结构15，所述管道支撑结构15上开设有管道安装孔，所述加热管道16设置于管道安装孔内。通过管道支撑结构15实现对于加热管道16的支撑，增强其稳定性。由于加热管道16在受热后会有一定程度的膨胀，因此管道安装孔的直径需要大于加热管道16的外径，并且所述加热管道16与管道支撑结构15之间设置有耐高温垫，保证安装的稳定并实现缓冲。

对于长度较短的回转反应炉可以仅设置一个进气烟罩8和出气烟罩，而对于长度较长的回转反应炉，可以设置多个进气烟罩8和出气烟罩，如图1所示的实施例中，所述进气烟罩8设置于外炉体5的中部，所述外炉体5靠近进料口1的一端设置有出气烟罩一2，所述出气烟罩一2设置有与圆环柱形烟道7相连通的烟气出口一3，所述外炉体5靠近出料口12的一端设置有出气烟罩二10，所述出气烟罩二10设置有烟气出口二11。高温烟气从反应炉中部的烟气进口9进入，然后分别流向两端的烟气出口一3和烟气出口二11，对整个内炉体4物料实现更为均匀的加热。同样，在内炉体4仍然可以布置加热管道16和独立气箱13，从内炉体4内部进行加热。以粉煤、石煤等低阶煤的热解工艺为例，低阶煤在反应炉内依次经过加热、热解、和保温输送三个阶段，为了使本发明的反应炉在低阶煤的热解过程中达到更好的效果，所述进气烟罩8与进料口1之间的距离和进气烟罩8与出料口12之间的距离可根据需要确定，所述内炉体4从进料口1至出料口12分为加热段、热解段、保温输送段，所述加热管道16位于加热段和热解段，所述进气烟罩8与出气烟罩二10之间为保温输送段。具有加热管道16的前大半段即为加热段和热解段，加热管道16可以为加热和热解提供大量的热，热解段的尾部需要的温度最高，而进气烟罩8即设置于此，刚进入反应炉的高温烟气温度最高，可以达到足够的加热温度，进气烟罩8与出气烟罩二10之间为保温输送段，需求热量较低，因而未设置加热管道16，而可以设置内螺旋进行物料输送。

对于利用高温烟气进行加热的回转反应炉，烟气的进出口需要设置于静态的结构上，以便于管路的连接，而回转的托圈23及大齿圈装置24等结构则需要设置在回转的结构上，以实现回转的支撑和传动。例如背景技术中引用的专利申请即兼顾了加热介质连通布置和回转的支撑及传动。在此，本发明则提供一种更为优良的实施方式：所述外炉体5包括固定节19和回转节20，所述固定节19和回转节20同轴间隔排列并通过密封装置三27转动配合；所述固定节19下方固定连接有固定支座21，所述回转节20下方设置有托轮装置22，所述回转节20外周设置有托圈23，所述托圈23与托轮装置22滚动配合，至少一个回转节20外周设置有用于连接回转驱动装置的大齿圈装置24，所述支撑连接装置6设置于回转节20与内炉体4之间，所述进气烟罩8和出气烟罩均设置于固定节19。

其中，设置有烟气进口9的进气烟罩8和设置有烟气出口的出气烟罩设置于固定节19上，固定节19是固定于固定支座21上的静态的结构，因而适宜设置烟气进口9和烟气出口；回转节20内部通过支撑连接装置6与内炉体4相连，外部设置托圈23，还可以设置大齿圈装置24，托轮装置22与托圈23相配合实现回转支撑，大齿圈装置24可以连接回转驱动装置带动回转节20转动，进而带动内部的内炉体4同步转动。

采用此种反应炉结构，同样可以在中部通入高温烟气，从两端排出高温烟气，具体实施方式如下。所述外炉体5包括至少2节回转节20和至少3节固定节19，所述外炉体5的前后两端均为固定节19，具有烟气进口9的进气烟罩8设置在位于中部的固定节19上，位于进料口1一端的固定节19设置有出气烟罩一2，所述出气烟罩一2设置有烟气出口一3，位于出料口12一端的固定节19设置有出气烟罩二10，所述出气烟罩二10设置有烟气出口二11，所述出气烟罩一2与进料口1的外壁通过密封装置二26密封配合，所述出气烟罩二10与出料口12的外壁通过密封装置一25密封配合。

加热管道16的管道烟气出口17可以通过内炉体4端部或者内炉体4的侧面与烟气出口连通，后者需要在管道烟气出口17的一端设置类似于独立气箱13的结构，如图1所示的实施例则采用了前者方式，该实施例中，所述内炉体4进料口1一端设置有进料法兰28，进料口1端部穿出出气烟罩一2；所述加热管道16的端部穿出进料法兰28延伸至出气烟罩一2内，所述加热管道16外壁通过管道密封连接结构18与进料法兰28密封连接。管道密封连接结构18应满足热胀冷缩伸缩要求，始终保持其密封效果。出气烟罩一2位于内炉体4的端部外侧，具有充足的内部空间，从多根加热管道16流出的烟气可以全部通过出气烟罩一2的烟气出口一3顺畅流出。

Claims (11)

1.多管式双层炉体回转反应炉，包括内炉体(4)和外炉体(5)，内炉体(4)和外炉体(5)之间设置有支撑连接装置(6)，所述内炉体(4)和外炉体(5)之间形成密闭的圆环柱形烟道(7)，所述内炉体(4)两端分别设置有进料口(1)和出料口(12)，所述外炉体(5)设置带有烟气进口(9)的进气烟罩(8)和带有烟气出口的出气烟罩，其特征在于：

所述内炉体(4)内设置有多根加热管道(16)，所述内炉体(4)连接有独立气箱(13)，所述独立气箱(13)开设有贯穿内炉体(4)并与圆环柱形烟道(7)相连通的气箱进气口(14)，所述独立气箱(13)位于靠近进气烟罩(8)的区域，所述加热管道(16)一端与独立气箱(13)相连通，另一端延伸至靠近出气烟罩的区域，并通过管道烟气出口(17)与出气烟罩的烟气出口相连通，所述独立气箱(13)和加热管道(16)的内部空间均与内炉体(4)的内部空间相隔离。

2.如权利要求1所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：各加热管道(16)沿环向布置并分别对应设置有独立气箱(13)。

3.如权利要求1所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述加热管道(16)是圆形管道、腰形管道、椭圆形管道、鸭蛋形管道。

4.如权利要求2所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：各独立气箱(13)的气箱进气口(14)分布于至少两个截面上。

5.如权利要求1所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述内炉体(4)内设置有用于支撑加热管道(16)的管道支撑结构(15)，所述管道支撑结构(15)上开设有管道安装孔，所述加热管道(16)设置于管道安装孔内。

6.如权利要求5所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述管道支撑结构(15)与加热管道(16)之间设置有耐高温垫。

7.如权利要求1所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述进气烟罩(8)设置于外炉体(5)的中部，所述外炉体(5)靠近进料口(1)的一端设置有出气烟罩一(2)，所述出气烟罩一(2)设置有与圆环柱形烟道(7)相连通的烟气出口一(3)，所述外炉体(5)靠近出料口(12)的一端设置有出气烟罩二(10)，所述出气烟罩二(10)设置有烟气出口二(11)。

8.如权利要求7所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述内炉体(4)从进料口(1)至出料口(12)分为加热段、热解段、保温输送段，所述加热管道(16)位于加热段和热解段，所述进气烟罩(8)与出气烟罩二(10)之间为保温输送段。

9.如权利要求1所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述外炉体(5)包括固定节(19)和回转节(20)，所述固定节(19)和回转节(20)同轴间隔排列并通过密封装置三(27)转动密封配合；

所述固定节(19)下方固定连接有固定支座(21)，所述回转节(20)下方设置有托轮装置(22)，所述回转节(20)外周设置有托圈(23)，所述托圈(23)与托轮装置(22)滚动配合，至少一个回转节(20)外周设置有用于连接回转驱动装置的大齿圈装置(24)，所述支撑连接装置(6)设置于回转节(20)与内炉体(4)之间，所述进气烟罩(8)和出气烟罩均设置于固定节(19)。

10.如权利要求9所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述外炉体(5)包括至少2节回转节(20)和至少3节固定节(19)，所述外炉体(5)的前后两端均为固定节(19)，具有烟气进口(9)的进气烟罩(8)设置在位于中间的固定节(19)上，位于进料口(1)一端的固定节(19)设置有出气烟罩一(2)，所述出气烟罩一(2)设置有烟气出口一(3)，位于出料口(12)一端的固定节(19)设置有出气烟罩二(10)，所述出气烟罩二(10)设置有烟气出口二(11)，所述出气烟罩一(2)与进料口(1)的外壁通过密封装置二(26)密封配合，所述出气烟罩二(10)与出料口(12)的外壁通过密封装置一(25)密封配合。

11.如权利要求10所述的多管式双层炉体回转反应炉，其特征在于：所述内炉体(4)进料口(1)一端设置有进料法兰(28)，进料口(1)端部穿出出气烟罩一(2)；

所述加热管道(16)的端部穿出进料法兰(28)延伸至出气烟罩一(2)内，所述加热管道(16)外壁通过管道密封连接结构(18)与进料法兰(28)密封连接。