CN112831332B - 一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，包括碳化炉以及加热设备，加热设备向碳化炉内传递热量，热量以热传导、热辐射的形式在碳化炉内扩散，碳化炉内设有涡轮，涡轮中嵌套有筛桶，筛桶的外侧呈螺旋阵列有多个翅板，碳化炉的两端分别设有进料口和出料口，涡轮的叶片延伸筛桶内部，且筛桶靠近进料口的一端设有第一喇叭口以阻挡物料初始进入到筛桶的外层区域，涡轮通过转动机构驱动转动以实施物料的移动，本发明通过翅板的设置在碳化炉内充满较多物料时仍可在一定程度上减少小粒径物料经过筛桶后再次落回到筛桶内部的情况，从而保持碳化炉在满载时具备分区物料粒径的能力，可有效提高系统的单产来和利用率。

Description

一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统

技术领域

本发明涉及炭化设备技术领域，具体为一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统。

背景技术

目前碳化过程基本采用炭化炉操作，为了提高效率以及设备利用率希望在设备空间内尽可能的摆放更多的物料，从而提高单产量，一般来说立式的碳化设备通过堆放设备或者人工可以进行操作，但是其上料、出料的连续性不好；另外不同尺度粒径的物料对于碳化过程所需的热量不同，一般来说尺度较大的炭化料所需的热量更大，而且小粒径物料如果聚集包覆在大颗粒外部影响其碳化效率，所以如果粒度不同的炭化料混杂会影响工艺效果，并且后续出料也受影响，但是在碳化过程中，物料可能发生崩解破碎，从而形成不同粒径的物料所以在进料前进行筛分显然也无法到达根部性的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，包括碳化炉以及加热设备，所述加热设备向碳化炉内传递热量，其特征在于：所述热量以热传导、热辐射的形式在碳化炉内扩散，所述碳化炉内设有涡轮，且所述涡轮中嵌套有筛桶，所述筛桶的外侧呈螺旋阵列有多个翅板，所述碳化炉的两端分别设有进料口和出料口，所述涡轮的叶片延伸筛桶内部，且所述筛桶靠近进料口的一端设有第一喇叭口以阻挡物料初始进入到筛桶的外层区域，所述涡轮通过转动机构驱动转动以实施物料的移动。

优选的，所述翅板的内侧面通过转轴连接有盖板。

优选的，所述出料口的数量为两个，所述筛桶靠近出料的一端设有第二喇叭口，且两个出料口分别位于第二喇叭口的两端。

优选的，所述加热设备为燃烧炉，且所述燃烧炉通过热辐管向碳化炉内传递热量，且所述碳化炉上通过调压阀连通回收管，所述回收管通过缓冲箱连通燃烧炉。

优选的，所述调压阀包括壳体、喇叭口、压力柱以及透气架，所述压力柱的下端呈水滴状与喇叭口活动接触，顶端贯穿透气架设有调压架，所述调压架的下端设有多个刺凸，且所述刺凸与透气架上开有孔洞对应。

优选的，所述缓冲箱包括热量回收区以及沉降区，所述热辐管贯穿碳化炉后伸入到热量回收区并通过排放管放空，所述沉降区的下端设有收集箱。

优选的，所述热辐管包括转动管和固定管，且所述转动管右端位于碳化炉内并与涡轮固定连接，且所述转动管的左端通过驱动电机驱动并通过连通箱与固定管连通，所述固定管伸入到热量回收区中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过涡轮嵌套筛桶能够将物料在碳化炉内移动过程中进行筛分，从而将粒径不同的物料分隔在不同的区域位置，从而更有效率的对热量进行利用；通过翅板的设置在碳化炉内充满较多物料时仍可在一定程度上减少小粒径物料经过筛桶后再次落回到筛桶内部的情况，从而保持碳化炉在满载时具备分区物料粒径的能力，可有效提高系统的单产来和利用率；本申请热辐管不仅为碳化提供热量的传递，也为烟气提供了预热的热量，从而能够实现节能减排的效果。

附图说明

图1为本发明的碳化炉整体转动的结构示意图I；

图2为本发明的碳化炉整体转动的结构示意图II；

图3为本发明的碳化炉整体转动的结构剖视图；

图4为本发明的碳化炉整体转动的爆炸剖面图；

图5为本发明的调压阀的内部结构示意图；

图6为本发明的碳化炉不跟随转动的转动管的剖视图；

图7为本发明的碳化炉不跟随转动的结构示意图；

图8为本发明的连通箱的剖视图；

图9为本发明的筛桶带有翅板的结构示意图；

图10为本发明的缓冲箱俯视剖面图；

图11为本发明的翅板的结构图；

图12为本发明的翅板、盖板形态图；

图13为本发明的翅板、盖板运动状态图。

图中：1、碳化炉，2、燃烧炉，3、涡轮，4、筛桶，5、翅板，6、进料口，7、出料口，8、第一喇叭口，9、转轴，10、第二喇叭口，11、热辐管，1101、转动管，1102、固定管，12、调压阀，1201、壳体，1202、喇叭口，1203、压力柱，1204、透气架，1205、调压架，1206、刺凸，13、回收管，14、缓冲箱，1401、热量回收区，1402、沉降区，15、收集箱，16、进气口，17、燃烧喷嘴，18、支架，19、贯穿孔，20、盖板，21、驱动电机，22、连通箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，包括碳化炉1以及加热设备，所述加热设备向碳化炉1内传递热量，所述热量以热传导、热辐射的形式在碳化炉1内扩散，避免明火在碳化炉1内出现，杜绝物料自然，具体而言，所述加热设备为燃烧炉2，且所述燃烧炉2通过热辐管11向碳化炉1内传递热量，且所述碳化炉1上通过调压阀12连通回收管13，所述回收管13通过缓冲箱14连通燃烧炉2，燃烧炉2的一侧设有连通有进气口16，用于进入外部空气提供燃烧的助燃气，并且还设有燃烧喷嘴17，用于提供燃料实施产生热量，高温烟气通过热辐管11向碳化炉1内部提供热量，而回收管13是连通碳化炉1的，在碳化炉1不断的升温碳化过程中，物料会释放裂解气如甲烷、CO等可燃气，从而通过缓冲箱14再进入燃烧炉2，可以减少部分燃料的用量，并且此种方式可以减少排放，提供能量利用，节能减排。

所述碳化炉1内设有涡轮3，且所述涡轮3中嵌套有筛桶4，热辐管11贯穿碳化炉1并位于涡轮3和筛桶4的中心，所述碳化炉1的两端分别设有进料口6和出料口7，所述涡轮3通过转动机构驱动转动以实施物料的移动，如图1所示，右端安装有进料口6，左端下发安装有出料口7，并且其上都设有封盖，从而实现密封，且所述筛桶4靠近进料口6的一端设有第一喇叭口8以阻挡物料初始进入到筛桶4的外层区域，由于第一喇叭口8的存在，进入的物料在涡轮3旋转的作用下会进入到筛桶4中；

由于所述涡轮3的叶片延伸筛桶4内部，并随着涡轮3转动不断传输的同时将小粒径的物料筛到筛桶4外，如此大颗粒物料靠近热辐管11吸收热量多，小颗粒物料远离热辐管11吸收热量少，能够让热量对物料的碳化充分利用，避免小颗粒过热，也防止小颗粒聚集包覆在大颗粒表面，阻碍大颗粒的热量吸收影响碳化效果。

为了提高筛桶4外层利用率，所述筛桶4的外侧呈螺旋阵列有多个翅板5，如图9、12所示翅板5成弧形，涡轮3和筛桶4带动翅板5逆时针转动，能够推挤带动部分底层的小颗粒物料上升填充上层空间，从而提高空间利用率。

具体而言，为了避免小颗粒物料上升到一定高度后又漏回筛桶4中，所述翅板5的内侧面通过转轴9连接有盖板20，且盖板20跨度略小于翅板5防止移动过程被涡轮3侧壁阻碍，位于底部的盖板20依靠重力自然打开，不妨碍筛选，外侧的翅板5随着转动将小颗粒物料提升，随着盖板20高度上升，受重力会逐渐贴附在筛桶4从而封闭筛桶4上大部分的孔洞，避免小颗粒物料再次进入筛桶4中。

为了方便出料时能够进行大颗粒物料和小颗粒物料的区分，所述出料口7的数量为两个，所述筛桶4靠近出料7的一端设有第二喇叭口10，且两个出料口7分别位于第二喇叭口10的两端，如图1所示，靠左的出料口7用于收集大颗粒物料，右侧的用于收集小颗粒物料。

具体而言，所述碳化炉1的两端设置有支架18用于承载碳化炉1，根据驱动方式的不同，转动机构可分为以下两种形式：

第一种，涡轮3与碳化炉1的内侧壁连接，转动机构通过驱动碳化炉1转动来带动涡轮3进行转动，此种方式热辐管11位于涡轮3中心，不与涡轮3接触，并且为了方便实施连续化的上料和出料，碳化炉1的两端开有多个贯穿孔19，进料口6、出料口7分别安装在两个支架18上，并且调压阀12也安装在左侧的支架18上，两个支架18分别套在碳化炉1两端形成转动连接，具体而言，所述转动机构包括驱动电机21，驱动电机21驱动齿轮转动，齿轮与碳化炉1外侧壁上的齿圈啮合，从而带动整体碳化炉1转动形成对涡轮3的驱动。

第二种，所述热辐管11包括转动管1101和固定管1102，且所述转动管1101右端位于碳化炉1内并与涡轮3固定连接，且所述转动管1101的左端通过驱动电机21驱动并通过连通箱22与固定管1102连通，所述固定管1102伸入到热量回收区1401中。涡轮3不与碳化炉1连接，涡轮3与位于中心的转动管1101固定连接，转动管1101左端外部设有齿圈从而与驱动电机21的输出轴上带动的齿轮啮合，从而驱动涡轮3转动，此种情况下，进料口6、出料口7、调压阀12可以直接与碳化炉1连通，从而此处无需考虑密封问题，转动管1101的左端与碳化炉1、连通箱22转动连接，右端与碳化炉1侧壁、燃烧炉2的侧壁转动连接，并且转动过程中碳化炉1保持不动，随着涡轮3的转动能够将物料从右向左传输，而当出料口7封闭时，物料会不断推挤从而充满整个碳化炉1内部，进而提高空间利用率。

两种方式都存在转动的密封情况，为了防止外部空气混杂氧气进入到碳化炉1造成其内部充氧，发生灰化影响碳化效果。

具体而言，调压阀12控制回收管13在导通与不通两种状态下转换，当回收管13与碳化炉1内部的气压处于相对平衡时，调压阀12处于闭合状态，继而使碳化炉1处于封闭状态，当碳化炉1内部的炭化料在炭化过程中，产出的荒煤烟气使碳化炉1内部的气压增大时，碳化炉1内部的气压会将调压阀12顶开，致使碳化炉1内部的荒煤烟气顺着回收管13汇集至烟气缓冲箱14的内部，随着荒煤气体的释放，碳化炉1内部的气压慢慢减小，当碳化炉1内部的气压不足以将调压阀12顶开时，调压阀12再次关闭，继而再次使碳化炉1处于封闭状态，此结构能够保证碳化炉1中保持正压情况，避免外部空气带入氧气进入，具体而言所述导气管11上通过法兰连接调压阀12，所述调压阀12包括壳体1201、喇叭口1202、压力柱1203以及透气架1204，所述压力柱1203的下端呈水滴状与喇叭口1202活动接触，水滴状既可以避免喇叭口1202堵塞，也可以防止气压过大整体脱出，并且压力柱1203的上端颈部为非圆形，防止错位，顶端贯穿透气架1204设有调压架1205，调压架1205上设有螺纹，可以啮合不同的配重块从而实现调压，所述调压架1205的下端设有多个刺凸1206，且所述刺凸1206与透气架1204上开有孔洞对应，在压力变化的情况下刺凸1206随压力柱1203上下运动既可以让荒烟气顺利通过，也可以对附着的灰尘起到清理作用，避免堵塞。

具体而言，所述缓冲箱14包括热量回收区1401以及沉降区1402，所述热辐管11贯穿碳化炉1后伸入到热量回收区1401并通过排放管放空，热辐管11中热烟气可对回收管13中的裂解气进行二次加热，回收区1401包裹在回收区1401外部一圈，形成预热，由于沉降区1402的空间相对于回收管13空间突然变大，所以裂解气的流速会变慢，从而可便于匀速输送到燃烧炉2中，并且流速变慢裂解气中混杂的固体颗粒等杂志容易沉降到收集箱15中，收集箱15底部可以打开，方便清理，另外为了便于控制流量，所述回收管113上还可以设置轴流风机。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，包括碳化炉(1)以及加热设备，所述加热设备向碳化炉(1)内传递热量，其特征在于：所述热量以热传导、热辐射的形式在碳化炉(1)内扩散，所述碳化炉(1)内设有涡轮(3)，且所述涡轮(3)中嵌套有筛桶(4)，所述筛桶(4)的外侧呈螺旋阵列有多个翅板(5)，所述碳化炉(1)的两端分别设有进料口(6)和出料口(7)，所述涡轮(3)的叶片延伸筛桶(4)内部，且所述筛桶(4)靠近进料口(6)的一端设有第一喇叭口(8)以阻挡物料初始进入到筛桶(4)的外层区域，所述涡轮(3)通过转动机构驱动转动以实施物料的移动，所述加热设备为燃烧炉(2)，且所述燃烧炉(2)通过热辐管(11)向碳化炉(1)内传递热量，热辐管(11)贯穿碳化炉(1)并位于涡轮(3)和筛桶(4)的中心。

2.根据权利要求1所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述翅板(5)的内侧面通过转轴(9)连接有盖板(20)。

3.根据权利要求1所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述出料口(7)的数量为两个，所述筛桶(4)靠近出料口(7)的一端设有第二喇叭口(10)，且两个出料口(7)分别位于第二喇叭口(10)的两端。

4.根据权利要求1所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述碳化炉(1)上通过调压阀(12)连通回收管(13)，所述回收管(13)通过缓冲箱(14)连通燃烧炉(2)。

5.根据权利要求4所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述调压阀(12)包括壳体(1201)、喇叭口(1202)、压力柱(1203)以及透气架(1204)，所述压力柱(1203)的下端呈水滴状与喇叭口(1202)活动接触，顶端贯穿透气架(1204)设有调压架(1205)，所述调压架(1205)的下端设有多个刺凸(1206)，且所述刺凸(1206)与透气架(1204)上开有孔洞对应。

6.根据权利要求4所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述缓冲箱(14)包括热量回收区(1401)以及沉降区(1402)，所述热辐管(11)贯穿碳化炉(1)后伸入到热量回收区(1401)并通过排放管放空，所述沉降区(1402)的下端设有收集箱(15)。

7.根据权利要求6所述的一种可提高空间利用率的节能型复合燃烧制碳系统，其特征在于：所述热辐管(11)包括转动管(1101)和固定管(1102)，且所述转动管(1101)右端位于碳化炉(1)内并与涡轮(3)固定连接，且所述转动管(1101)的左端通过驱动电机(21)驱动并通过连通箱(22)与固定管(1102)连通，所述固定管(1102)伸入到热量回收区(1401)中。

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