CN113684050A - 一种生物沥青材料用高温裂解设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物沥青技术领域，尤其是一种生物沥青材料用高温裂解设备，针对存在的热效率低和能耗高的问题，现提出以下方案，包括下托盘，所述下托盘的顶部外壁设有炉体主体结构，所述下托盘的底端四角处设有支架；所述炉体主体结构包括上炉体、下炉体、外壳和炉盖，所述上炉体、下炉体之间设有隔热板，所述外壳套接在上炉体、下炉体的外壁上，且外壳和上炉体、下炉体之间设有隔热层。本发明采用立式结构，漏斗状重料分液斗利用由下至上的温差使重料分层，通过四侧燃烧嘴对下部球体均匀加热，热传导快，受热均匀，余热回收结构用于维持重料分层，使重料分料更清晰，保证热效率的提升和能耗的降低。

Description

一种生物沥青材料用高温裂解设备

技术领域

本发明涉及生物沥青技术领域，尤其涉及一种生物沥青材料用高温裂解设备。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展，公路进入建设的高峰期，每年所修的公路中大约有90％是沥青路面，同时公路养护等后期工作也消耗大量的石油沥青。农作物秸秆或初加工废料、牲畜排泄物等生物质可再生能源具有分布广泛、取材方便、储量巨大、循环利用、绿色环保、价格低廉等许多优势，受到国内外相关专家的广泛关注和研究。

当前生物质快速裂解技术实现了工厂规模化生产，产品主要是重质与轻质生物油。其中重质生物油(简称生物重油)主要化学成分组成和石油沥青组成元素十分相似，性能特征方面也十分相似，可以与石油沥青调配生产生物沥青，改善石油沥青的缺点和不足。

如公开号为CN209782642U的一种高温裂解设备，包括：基座、炉体、托轮；所述基座上设置有炉体，且炉体通过托轮与基座相连接；所述托轮的两侧设置有限位板，且限位板与炉体的外壁相焊接。

现有的设备中通过回转炉体使其内部裂解材料受热均匀，但是很多改进多个燃烧嘴，造成燃料资源的利用率降低，同时对生物质的分层和热量回收效率较低，不利于绿色发展。

发明内容

本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备，解决了热效率低和能耗高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生物沥青材料用高温裂解设备，包括下托盘，所述下托盘的顶部外壁设有炉体主体结构，所述下托盘的底端四角处设有支架；所述炉体主体结构包括上炉体、下炉体、外壳和炉盖，所述上炉体、下炉体之间设有隔热板，所述外壳套接在上炉体、下炉体的外壁上，且外壳和上炉体、下炉体之间设有隔热层，所述炉盖固定于上炉体的顶端外边上，且炉盖的顶端外壁连接有分裂气溢出管；裂解组件，所述裂解组件垂直穿过隔热板的中部，所述裂解组件位于上炉体、下炉体的中轴线处，所述裂解组件包括受热结构、分层管和内聚热斗，所述分层管位于受热结构和内聚热斗之间，所述受热结构的侧壁连接有进料管，且受热结构的底端设有重料下料管；余热回收管，所述余热回收管的端部设有导热铜管，且导热铜管的连接通过余热回收管连接至内聚热斗的内壁上，所述余热回收管用于将下炉体中余热加快循环至上炉体中；气压检测件，所述气压检测件设于炉盖的顶部外壁靠近分裂气溢出管的一侧，所述气压检测件用于检测炉体主体结构中的内气压；储水结构，所述储水结构设于受热结构的底端外壁上，所述储水结构用于对受热结构外壁冷却成型不同类型的重料；燃烧嘴，所述燃烧嘴等距离环形插接在外壳和下炉体的四侧内壁上，所述燃烧嘴的端部连接有燃料连接管，且燃烧嘴的内壁设有进气阀。

作为本发明中进一步方案，所述炉盖的底端内边设有冷却聚集盘，且冷却聚集盘的外壁呈矩阵式分布有冷凝孔，所述冷却聚集盘位于内聚热斗的正上方。

作为本发明中进一步方案，所述受热结构包括均热球、重料分液斗和电磁阀，所述重料分液斗位于均热球的底端内壁上，所述重料分液斗的外壁等距离分布有不同孔径的扇形滤板，所述电磁阀设于重料下料管和均热球的底端连接处。

作为本发明中进一步方案，所述储水结构包括进水管、排水管、储水盘和螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的端部连接至储水盘的端部外壁上，所述螺旋冷却管的外壁套接在均热球的外壁上，所述进水管和排水管分别位于储水盘的两侧外壁上，所述进水管的外壁设有进水阀，所述排水管的端部设有排液阀，且排液阀的端部通过管道连接有余热回收器，所述余热回收器的端部通过管道和余热回收管相连接。

作为本发明中进一步方案，所述下炉体的外壁设于温度传感器，且温度传感器的信号端和进气阀之间电性连接。

作为本发明中进一步方案，所述气压检测件包括泄气罩和气压顶塞，所述炉盖的顶部外壁设有泄气孔，且气压顶塞的底端外壁卡接在泄气孔的内边上，所述气压顶塞的外边滑动连接在泄气罩的内壁上。

作为本发明中进一步方案，所述泄气罩的顶端内边设有限位凸缘，且泄气罩的外壁开有气孔，所述气压顶塞呈锥台形结构，且气压顶塞的内壁设有限位槽。

作为本发明中进一步方案，所述分裂气溢出管的端部连接有烟气过滤器，所述烟气过滤器用于对高温裂解中产生的污染颗粒进行过滤。

作为本发明中进一步方案，所述下托盘的底侧设有风机，且余热回收管位于风机的端部上方。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.本高温裂解设备为立式结构，通过受热后重料和裂解气体自然分离，同时中部设有漏斗状的重料分液斗，利用由下至上的温差使重料分层，在重料分液斗的底端设有均热球，通过四侧的燃烧嘴，对其均匀加热，球体由外向内均匀加热，热传导快，受热均匀，同时在斗体侧壁设有余热回收结构，用于维持重料分层，便于在进行下料时，重料分料更加清晰，保证了热效率的提升，能耗的降低；

2.本高温裂解设备的顶端设有气压检测件，通过上下炉体之间的分工，上炉体用于气相和固相之间分离，需要严格控制内部气压，避免造成炉体的热压损坏，气压检测件利用锥台结构，在气压超标时顶出主动泄压，提高了整体的炉体安全性；

3.本高温裂解设备的底端设有储水结构，储水结构用于冷却固相重料，利用螺旋式的冷却管，可增大受热面，同时实现冷却后分层明显，提高后续重料释放时的便捷性，减少二次分离纯化的工作量。

附图说明

图1为本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备的实施例1中的立体结构示意图；

图2为图1的去外壳结构示意图；

图3为图2的去炉体壳体结构示意图；

图4为图3的爆炸图；

图5为本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备的实施例1中的底部结构示意图；

图6为本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备的实施例1中的侧视结构示意图；

图7为图6的A-A剖面结构示意图；

图8为本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备的实施例2中的结构示意图；

图9为本发明提出的一种生物沥青材料用高温裂解设备的实施例2中的受热结构和燃烧球头连接结构示意图。

图中：1、外壳；2、炉盖；21；冷却聚集盘；3、下托盘；4、支架；5、储水结构；51、螺旋冷却管；52、储水盘；53、进水阀；6、进水管；7、燃烧嘴；7-1、燃烧球头；71、进气阀；8、重料下料管； 9、进料管；10、气压检测件；101、泄气罩；102、气压顶塞；11、分裂气溢出管；12、上炉体；13、下炉体；14、温度传感器；15、内聚热斗；16、余热回收管；17、隔热板；18、受热结构；18-1、梨型受热件；181、均热球；182、重料分液斗；183、电磁阀；19、燃料进料管。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1-7：一种生物沥青材料用高温裂解设备，包括下托盘3，下托盘3的顶部外壁设有炉体主体结构，下托盘3的底端四角处设有支架4；下托盘3的底侧设有风机，由下侧带下炉体中聚集的热量牵至斗体外壁上，同时使炉体温度均热，且余热回收管16位于风机的端部上方，炉体主体结构包括上炉体12、下炉体13、外壳1和炉盖 2，上炉体12、下炉体13之间设有隔热板17，外壳1套接在上炉体 12、下炉体13的外壁上，且外壳1和上炉体12、下炉体13之间设有隔热层，炉盖2固定于上炉体12的顶端外边上，且炉盖2的顶端外壁连接有分裂气溢出管11；炉盖2的底端内边设有冷却聚集盘21，且冷却聚集盘2的外壁呈矩阵式分布有冷凝孔，冷却聚集盘21位于内聚热斗15的正上方；下炉体13的外壁设于温度传感器14，且温度传感器14的信号端和进气阀71之间电性连接，温度传感器14采用wrn-130/230型号的耐高温温度传感件，温度传感器14的信号端还连接有温度报警器，在温度超标或者低温时发出警报；

其中裂解组件垂直穿过隔热板17的中部，裂解组件位于上炉体 12、下炉体13的中轴线处，为主要的原料裂解分层部件，其中裂解组件包括受热结构18、分层管和内聚热斗15，分层管位于受热结构 18和内聚热斗15之间，受热结构18的侧壁连接有进料管9，且受热结构18的底端设有重料下料管8；受热结构18包括均热球181、重料分液斗182和电磁阀183，重料分液斗182位于均热球181的底端内壁上，均热球181保证了受热均匀，重料分液斗182的外壁等距离分布有不同孔径的扇形滤板，电磁阀183设于重料下料管8和均热球 181的底端连接处，在不同孔径，滤板下形成同口的各方位上的重料出料，便于重料下料的分流，减少重料堵塞下料部件；

余热回收管16，余热回收管16的端部设有导热铜管，且导热铜管的连接通过余热回收管16连接至内聚热斗15的内壁上，余热回收管16用于将下炉体12中余热加快循环至上炉体12中，其中余热回收管16由内聚热斗15的下端沿着径向排布至端部，使斗体由下至上温度依次递减；

气压检测件10，气压检测件10设于炉盖2的顶部外壁靠近分裂气溢出管11的一侧，气压检测件10用于检测炉体主体结构中的内气压；气压检测件10包括泄气罩101和气压顶塞102，炉盖2的顶部外壁设有泄气孔，且气压顶塞102的底端外壁卡接在泄气孔的内边上，气压顶塞102的外边滑动连接在泄气罩101的内壁上，分裂气溢出管11的端部连接有烟气过滤器，烟气过滤器用于对高温裂解中产生的污染颗粒进行过滤；泄气罩101的顶端内边设有限位凸缘，且泄气罩101的外壁开有气孔，气压顶塞102呈锥台形结构，且气压顶塞 102的内壁设有限位槽，其中气压顶塞102可在泄气罩101的内壁滑动，同时在自身的重力下回至孔体内卡接，在炉体内气压达标后持续密封，减少热量散失；

储水结构5，储水结构5设于受热结构18的底端外壁上，储水结构5用于对受热结构18外壁冷却成型不同类型的重料；储水结构 5包括进水管6、排水管、储水盘52和螺旋冷却管51，螺旋冷却管 51的端部连接至储水盘52的端部外壁上，螺旋冷却管51的外壁套接在均热球181的外壁上，进水管6和排水管分别位于储水盘52的两侧外壁上，进水管6的外壁设有进水阀53，排水管的端部设有排液阀，且排液阀的端部通过管道连接有余热回收器，余热回收器的端部通过管道和余热回收管16相连接；

燃烧嘴7，燃烧嘴7等距离环形插接在外壳1和下炉体13的四侧内壁上，燃烧嘴7的端部连接有燃料连接管，且燃烧嘴7的内壁设有进气阀71，进气阀71可控制进气量来控制燃烧嘴7的作用效率。

本高温裂解设备的工作原理具体如下：

第一，本设备使用时，通过进料管9输入粉碎后的待高温裂解材料，同时在输入至内部的均热球181内部，利用四侧的燃烧嘴7输入燃烧气，对均热球181的四侧高温加热，裂解料中重料不可裂解料首先通过底部的重料分液斗182，通过重料下料管8收集；

第二，被裂解的气体和颗粒升入内聚热斗15内，在内聚热斗15 通过余热回收管16对斗体加热，中由高至低的温度使重料颗粒附着在内壁上，然后分层堆积后汇聚至底侧的重料分液斗182收集；

第三，气体则最后经过顶部的冷却聚集盘21再对分裂气中的颗粒在冷却收集，气体通过分裂气溢出管11溢出，颗粒在板体上汇聚后垂直落入至内聚热斗15内再收集，通过重料下料管8依次出料不可裂解物、大颗粒重料、小颗粒重料和部分轻质生物油，可分别加工再利用；

第四，在每种重料下料时，均通过储水结构5对其降温，并回收多余热量，使其重料呈液相输出；

第五，在进行气相和固相分离时，上炉体12中气压需要实时监测，其中气压检测件10中利用气压顶塞102的锥台结构，在气压超标时顶出孔体，利用泄气罩101主动泄压，提高了整体的炉体安全性。

实施例2

参照图8-9：一种生物沥青材料用高温裂解设备，本实施例中相对于实施例1，主要区别在于本实施例中，还包括梨型受热件18-1，梨型受热件18-1替代了受热结构18位置，通过进料管9输入待裂解原料，其原料分布在一个半球罩体内壁上，同时还包括在内部加热的为球体状的燃烧球头7-1，其中燃烧球头7-1的端部连接有燃料进料管19，可通过将其燃料燃烧产生的热量均布在半球罩体上，加快原料受热，同时内凹式的加热结构，减少受热面的散热，提升了受热效率，进一步的提高燃料利用率和热效率。

本发明中，梨型受热件18-1还可替代呈灯罩型结构，均为了聚热调节其热效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，包括：

下托盘（3），所述下托盘（3）的顶部外壁设有炉体主体结构，所述下托盘（3）的底端四角处设有支架（4）；所述炉体主体结构包括上炉体（12）、下炉体（13）、外壳（1）和炉盖（2），所述上炉体（12）、下炉体（13）之间设有隔热板（17），所述外壳（1）套接在上炉体（12）、下炉体（13）的外壁上，且外壳（1）和上炉体（12）、下炉体（13）之间设有隔热层，所述炉盖（2）固定于上炉体（12）的顶端外边上，且炉盖（2）的顶端外壁连接有分裂气溢出管（11）；

裂解组件，所述裂解组件垂直穿过隔热板（17）的中部，所述裂解组件位于上炉体（12）、下炉体（13）的中轴线处，所述裂解组件包括受热结构（18）、分层管和内聚热斗（15），所述分层管位于受热结构（18）和内聚热斗（15）之间，所述受热结构（18）的侧壁连接有进料管（9），且受热结构（18）的底端设有重料下料管（8）；

余热回收管（16），所述余热回收管（16）的端部设有导热铜管，且导热铜管的连接通过余热回收管（16）连接至内聚热斗（15）的内壁上，所述余热回收管（16）用于将下炉体（12）中余热加快循环至上炉体（12）中；

气压检测件（10），所述气压检测件（10）设于炉盖（2）的顶部外壁靠近分裂气溢出管（11）的一侧，所述气压检测件（10）用于检测炉体主体结构中的内气压；

储水结构（5），所述储水结构（5）设于受热结构（18）的底端外壁上，所述储水结构（5）用于对受热结构（18）外壁冷却成型不同类型的重料；

燃烧嘴（7），所述燃烧嘴（7）等距离环形插接在外壳（1）和下炉体（13）的四侧内壁上，所述燃烧嘴（7）的端部连接有燃料连接管，且燃烧嘴（7）的内壁设有进气阀（71）。

2.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述炉盖（2）的底端内边设有冷却聚集盘（21），且冷却聚集盘（2）的外壁呈矩阵式分布有冷凝孔，所述冷却聚集盘（21）位于内聚热斗（15）的正上方。

3.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述受热结构（18）包括均热球（181）、重料分液斗（182）和电磁阀（183），所述重料分液斗（182）位于均热球（181）的底端内壁上，所述重料分液斗（182）的外壁等距离分布有不同孔径的扇形滤板，所述电磁阀（183）设于重料下料管（8）和均热球（181）的底端连接处。

4.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述储水结构（5）包括进水管（6）、排水管、储水盘（52）和螺旋冷却管（51），所述螺旋冷却管（51）的端部连接至储水盘（52）的端部外壁上，所述螺旋冷却管（51）的外壁套接在均热球（181）的外壁上，所述进水管（6）和排水管分别位于储水盘（52）的两侧外壁上，所述进水管（6）的外壁设有进水阀（53），所述排水管的端部设有排液阀，且排液阀的端部通过管道连接有余热回收器，所述余热回收器的端部通过管道和余热回收管（16）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述下炉体（13）的外壁设于温度传感器（14），且温度传感器（14）的信号端和进气阀（71）之间电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述气压检测件（10）包括泄气罩（101）和气压顶塞（102），所述炉盖（2）的顶部外壁设有泄气孔，且气压顶塞（102）的底端外壁卡接在泄气孔的内边上，所述气压顶塞（102）的外边滑动连接在泄气罩（101）的内壁上。

7.根据权利要求6所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述泄气罩（101）的顶端内边设有限位凸缘，且泄气罩（101）的外壁开有气孔，所述气压顶塞（102）呈锥台形结构，且气压顶塞（102）的内壁设有限位槽。

8.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述分裂气溢出管（11）的端部连接有烟气过滤器，所述烟气过滤器用于对高温裂解中产生的污染颗粒进行过滤。

9.根据权利要求1所述的一种生物沥青材料用高温裂解设备，其特征在于，所述下托盘（3）的底侧设有风机，且余热回收管（16）位于风机的端部上方。

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