CN114426850A - 一种炭化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炭化反应器，包括受压筒体、受压筒体上法兰、受压筒体下法兰、上法兰盖、下法兰盖、内筒。其中，受压筒体为空心柱体结构，其上下两端分别具有受压筒体上法兰、受压筒体下法兰。上法兰盖、下法兰盖分别安装在受压筒体上法兰、受压筒体下法兰处。内筒为空心柱体结构，安装于受压筒体内部且安装在下法兰盖上，由下法兰盖支撑。本发明能够改变用于炭化反应的反应器的高度和直径，并且能实现特定的反应器高度和直径的比例。

Description

一种炭化反应器
技术领域
本发明涉及一种冶炼设备，更具体地说，涉及一种炭化试验和生产设备。
背景技术
在针状焦或沥青焦的研发试验中，需要考察反应器自身的相关参数对炭化反应结果的影响，如反应器的高度与反应器直径的比例、炭化原料的进料位置等。
参照图1，目前的工业炭化反应器(俗称焦化塔)和试验所用的炭化反应器结构均为圆柱体，反应器的高度与反应器直径的比例是固定的，炭化原料的进料位置在底部，如图1所示，也是固定的。
由于炭化反应的压力一般在2.0-16kg/cm2，反应温度在450-550℃之间，反应器为带压反应器，反应器需要保温(试验用反应器一般采用电保温)，反应器自身具有一定的重量，反应器需要和各种管线进行连接，因此，反应器需要固定在框架结构上。在针状焦研究开发过程中，如果需要考察反应器的高度与反应器直径的比例、炭化原料的进料位置对炭化反应结果的影响时，需拆除原有的反应器并更换新的反应器，这显然是难以做到的。
在反应结束后的除焦方面，工业上采用的水力除焦、设备占地大，投资高，且将反应器内的焦炭打碎成粉状，不利于研究工作，因此，该除焦方法不能用于试验用反应器。在试验用的反应器的除焦方面，由于原料在反应器中的炭化反应所形成的焦饼与反应器整个内壁的接触非常紧密，若该反应器为常规反应器，必然会对压力容器本体及相关附件的造成一定的损伤，有时，损伤还比较严重。
CN201068439Y公开了一种炭化反应器结构，该发明只是解决了炭化过程中焦饼整体取出的技术问题，没能解决反应器的高度与反应器直径的比例变化、炭化原料的进料高度位置改变等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种炭化反应器。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种炭化反应器，包括受压筒体、受压筒体上法兰、受压筒体下法兰、上法兰盖、下法兰盖、内筒。其中，受压筒体为空心柱体结构，其上下两端分别具有受压筒体上法兰、受压筒体下法兰。上法兰盖、下法兰盖分别安装在受压筒体上法兰、受压筒体下法兰处。内筒为空心柱体结构，安装于受压筒体内部且安装在下法兰盖上，由下法兰盖支撑。
进一步地，下法兰盖设有进料通道，进料通道为下法兰盖上的通孔。进料通道连接进料管接口和进料内管，进料管接口设置于炭化反应器的外部，进料内管设置于炭化反应器的内部，且位于内筒内。
进一步地，内筒焊接在下法兰盖上，且内筒的中心线与进料通道的中心线一致。
进一步地，进料内管的中心线和进料通道的中心线一致，且进料内管的内径不小于进料通道的直径。
进一步地，内筒的上部在同一高度设置多个沿内筒外壁均匀分布的吊耳。
进一步地，受压筒体的直径是内筒直径的1.2倍以上，受压筒体的高度是内筒高度的1.05倍以上。
进一步地，上法兰盖上设置外接管口，外接管口设置于炭化反应器的外部。
进一步地，受压筒体的外侧设有支架座，支架座设置于受压筒体的中部。
在上述技术方案中，本发明能够改变用于炭化反应的反应器的高度和直径，并且能实现特定的反应器高度和直径的比例。
附图说明
图1是现有炭化反应器的结构示意图；
图2是本发明炭化反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
相较于现有技术，本发明公开一种炭化反应器，其在外部的主要结构基本与现有的炭化反应器相接近，但本发明的炭化反应器在内部结构进行了较大的改进。
参照图2，本发明的炭化反应器主要包括受压筒体1、受压筒体上法兰2、受压筒体下法兰3、上法兰盖4、下法兰盖5、内筒6、进料通道7、进料内管8、进料管接口9、支架座10、外接管口11、12。
如图2所示，本发明炭化反应器的主体结构由受压筒体1、上法兰盖4、下法兰盖5、内筒6构成。受压筒体1为空心柱体结构并且耐温耐压，其上下两端分别具有受压筒体上法兰2、受压筒体下法兰3。上法兰盖4安装在受压筒体上法兰2处、下法兰盖5安装在受压筒体下法兰3处。内筒6为原料炭化反应进行的地方，其为空心柱体结构，安装于受压筒体1内部且安装在下法兰盖5上，由下法兰盖5支撑。
作为本发明的一种优选实施方式，受压筒体1为空心圆柱体结构，受压筒体1的上端外壁沿空心圆柱体的径向向外延伸形成受压筒体上法兰2，受压筒体1的下端外壁沿空心圆柱体的径向向外延伸形成受压筒体下法兰3，使得受压筒体上法兰2、受压筒体下法兰3均呈现圆环结构。与之相对应的，上法兰盖4、下法兰盖5均为圆形，分别于受压筒体上法兰2、受压筒体下法兰3的圆环形结构相匹配。受压筒体上法兰2与上法兰盖4、受压筒体下法兰3与下法兰盖5在对应位置分别开有固定孔，使得受压筒体上法兰2与上法兰盖4、受压筒体下法兰3与下法兰盖5互相固定。
本实施例中，在受压筒体1为空心圆柱体结构的基础上，内筒6也采用空心圆柱体的结构，且内筒6由薄的金属板制作
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式的结构只是本发明众多实施方式的一种。在其他实施例中，受压筒体1、内筒6的结构可以是其它形状，同时受压筒体上法兰2、受压筒体下法兰3、上法兰盖4、下法兰盖5也可以相对应地做出调整，均符合本发明的宗旨。
本领域的技术人员还应当理解，内筒6的材料可以不限于金属板、其它适合工业炭化反应生产的材料同样可以用来制作内筒6，本发明并不以此为限。
继续参照图2，下法兰盖5设有进料通道7，进料通道7为下法兰盖5上的通孔，且当受压筒体下法兰3与下法兰盖5互相固定时，进料通道7能够连同炭化反应器的内外两侧。进料通道7连接进料管接口9和进料内管8，进料管接口9设置于炭化反应器的外部，进料内管8设置于炭化反应器的内部，且位于内筒6内。
作为本发明的一种优选实施方式，内筒6的上部在同一高度设置多个沿内筒6外壁均匀分布的吊耳，优选为4个。此外，内筒6的底部焊接(满焊)在下法兰盖5上，且内筒6的中心线与进料通道7的中心线一致。
本领域的技术人员应当理解，内筒6和下法兰盖5的固定方式并不局限于焊接一种，其它合适的固定方式同样可以用来连接内筒6和下法兰盖5，本发明并不以此为限。
作为本发明的另一种优选实施方式，下法兰盖5的中心钻有垂直于法兰面的孔作为原料进入炭化反应器的通道，使得进料通道7位于下法兰盖5的中心，即进料通道7的中心线和下法兰盖5的中心线一致。另一方面，进料内管8的中心线和进料通道7的中心线一致，如此使得进料内管8的位置也位于下法兰盖5的中心。在确定了进料通道7的位置之后，进料管接口9与进料通道7也为同一中心，从而进料通道7、进料内管8和进料管接口9三者位于同一中心线上，如此便于原料进入炭化反应器。
本领域的技术人员应当理解，进料管接口9、进料内管8和进料通道7的具体位置、大小以及进料内管8、进料通道7、进料管接口9和下法兰盖5之间的相对位置可以是其它合适的参数选择，例如进料管接口9、进料内管8、进料通道7可以并不位于下法兰盖5的中心，均可以涵盖于本发明的技术方案中，本发明并不以此为限。
在本实施例中，进料内管8与下法兰盖5的连接采用法兰连接或螺纹连接，并且进料内管8的内径不小于进料通道7的直径，使得进料内管8能够和进料通道7紧密结合。进料内管8的长度根据生产工艺所需要的炭化原料的进料高度的位置来确定。
本领域的技术人员应当理解，进料内管和直径、长度均是可变的，并且可以根据下法兰盖5、进料通道7的具体参数来进行调整。
继续参照图2，和下法兰盖5相类似，上法兰盖4上也可以设置外接管口11，且外接管口11设置于炭化反应器的外部。受压筒体1的外侧设有支架座10，支架座10设置于受压筒体1的中部。可选的，受压筒体的侧面也可以设置外接管口12。
作为本发明的一种优选实施方式，外接管口11、12的数量及位置可以根据实际需要确定，即上法兰盖4上的外接管口11、受压筒体1外侧的外接管口12均是本发明的一种可选选择，而并非是上法兰盖4、受压筒体1上必须设置的配件。此外，支架座10的位置也可以根据根据实际需要确定，图2示出了支架座10位于受压筒体1的中间位置，但支架座10还可以设置在其它合理的位置，本发明并不以此为限。
在本发明中，受压筒体1和内筒6的具体大小可以有优选的比例。作为本发明的一种优选实施方式，受压筒体1的直径优选为内筒6直径的1.2倍以上，最好是1.5倍以上。受压筒体1的高度优选为内筒6高度的1.05倍以上，最好是1.1倍以上。
本领域的技术人员应当理解，上述比例选择仅仅是本发明的优选方案，而并非本发明的限制。在其它的实施例中，内筒6的直径与高度的比例可以由生产工艺的需要自行确定。
本发明的炭化反应器在投入使用时，首先按照图2所示的结构制作好炭化反应器的所有部件，并安装在框架结构上。其次，连接好进料管线。
接下来将本发明的炭化反应器投入使用，将一定温度和一定量的物料用泵送入炭化反应器进行反应。
反应结束后，反应产物自然(或强制)冷却到室温。此时，拆除反应器的上法兰盖4，用航车或其他装置，通过吊耳吊住反应器内筒6。之后，拆除受压筒体下法兰3与下法兰盖5的紧固件，通过航车或其他装置慢慢将反应器内筒6(内含反应产物)连同下法兰盖5放下至地面，然后再移动至其他操作场地。
在其它操作场地上，用相关工具破开内筒6，取出反应产物。
下次试验时，重新根据需要确定内筒6的尺寸，按照本发明的技术方案制作安装炭化反应器。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种炭化反应器，其特征在于，包括：
受压筒体、受压筒体上法兰、受压筒体下法兰、上法兰盖、下法兰盖、内筒；
所述受压筒体为空心柱体结构，其上下两端分别具有受压筒体上法兰、受压筒体下法兰；
所述上法兰盖、下法兰盖分别安装在受压筒体上法兰、受压筒体下法兰处；
所述内筒为空心柱体结构，安装于受压筒体内部且安装在所述下法兰盖上，由所述下法兰盖支撑。
2.如权利要求1所述的炭化反应器，其特征在于：
所述下法兰盖设有进料通道，所述进料通道为下法兰盖上的通孔；
所述进料通道连接进料管接口和进料内管，所述进料管接口设置于炭化反应器的外部，所述进料内管设置于炭化反应器的内部，且位于所述内筒内。
3.如权利要求2所述的炭化反应器，其特征在于：
所述内筒焊接在所述下法兰盖上，且所述内筒的中心线与所述进料通道的中心线一致。
4.如权利要求2所述的炭化反应器，其特征在于：
所述进料内管的中心线和所述进料通道的中心线一致，且所述进料内管的内径不小于进料通道的直径。
5.如权利要求1所述的炭化反应器，其特征在于：
所述内筒的上部在同一高度设置多个沿内筒外壁均匀分布的吊耳。
6.如权利要求1所述的炭化反应器，其特征在于：
受压筒体的直径是内筒直径的1.2倍以上，受压筒体的高度是内筒高度的1.05倍以上。
7.如权利要求1所述的炭化反应器，其特征在于：
所述上法兰盖上设置外接管口，所述外接管口设置于炭化反应器的外部。
8.如权利要求1所述的炭化反应器，其特征在于：
所述受压筒体的外侧设有支架座，所述支架座设置于受压筒体的中部。
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