CN201665655U - 新型卧置外热式回转炭化半焦炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于热裂解原煤制备兰炭(半焦)的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其由下述部分构成，筒体分为干燥段和干馏段，筒体前端设有进料装置，筒体后端设有出料箱。出料箱与筒体之间设有出料密封，筒体外部设有由夹套密封I、II和夹套I、II组成的加热装置。本实用新型在炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具有良好的密封性；加热系统根据物料不同阶段加热的温度、风量不同采用分段内保温夹套，具有较高的热利用率；筒体根据加热温度和所受弯曲应力的不同采用不同材料和不同厚度，筒体内采用与筒体旋转方向相反抄板，搅动物料使物料均匀受热升温，同时保证物料不被扬起，减低破碎率。

Description

新型卧置外热式回转炭化半焦炉

技术领域

本实用新型涉及一种用于热裂解原煤制备兰炭(半焦)的卧置外热式回转炭化半焦炉。

背景技术

目前国内用于工业化生产兰炭(半焦)的方法主要有内热式直立炭化炉热裂解制备兰炭、外热式直立炭化炉以及固体热载体流化床干馏技术。内热式直立炭化炉是目前运用最广泛，规模最大、最多的一种裂解原煤制备兰炭的设备，该设备投资少，主体设备结构简单，紧凑，便于操作、维护，不足之处为：该设备通用的原煤的粒度在20～80mm，实际煤矿生产中，这样的块煤只有30％到40％，将面临原料供应问题；由于采用内热式干馏，煤气热值较低，含氢气、甲烷较低，氮气含量过高，达不到化工利用最佳条件，只能当作燃料。要解决以上问题，就需要一种不受物料粒度影响，生成煤气纯度高的设备。

实用新型内容

本实用新型提供了一种在生产兰炭(半焦)过程中集脱水干燥、脱吸、干馏于一体的全密封的新型卧置外热式回转炭化半焦炉。本实用新型在生产时不受物料粒度限制，集煤的干燥、脱吸、干馏于一体；物料的加热为外热式间接加热，热风不需进入筒体内与物料接触，因而没有大量惰性气体混入，因此生成的煤气纯度较高，提高了煤气利用价值。

本实用新型的技术解决方案是：一种外热式回转炭化半焦炉，包括传动装置(1)、进料装置(2)、大齿圈(5)、筒体(6)、滚圈I(7)、夹套密封I(8)、夹套密封II(50)、夹套I(9)、夹套II(49)、滚圈II(12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、托轮装置(17)、挡托轮装置(20)，筒体(6)两端设有挡托轮装置(20)和托轮装置(17)，筒体(6)上设有设有两个或多个滚圈I、II(7、12)，筒体(6)两端的滚圈I(7)和滚圈II(12)分别由挡托轮装置(20)和托轮装置(17)支撑，传动部分包括传动装置(1)和大齿圈(5)，大齿圈(5)设置在筒体(6)前端，大齿圈(5)与传动装置(1)上的小齿轮(42)啮合传动；筒体(6)分为干燥段(46)和干馏段(47)，筒体(6)前端设有进料装置(2)，进料装置(2)上设有进料溜管(4)、出气口(3)和进料密封(45)，筒体(6)内前端设有一组导料螺旋板(44)，筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)之间设有隔板(48)，筒体(6)后端设有出料箱(14)，出料箱(14)上设有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撑，出料箱(14)与筒体(6)之间设有出料密封(13)，筒体(6)外部设有由夹套密封I、II(8、50)和夹套I、II(9、49)组成的加热装置。

筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)内设有交错布置的高低两种升举式抄板I、II(21、22)，抄板I、II(21、22)的折边方向与筒体(6)旋转方向相反，抄板I、II(21、22)与筒体(6)之间设有加强筋板(23)。

筒体(6)的出料端设有出料短节(26)，出料短节(26)一部分伸入筒体(6)内，出料短节(26)在筒体(6)外部分通过出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒体(6)与出料短节(26)之间设有抄料板I(24)和抄料板II(34)，出料短节(26)内设有多头螺旋(25)。

筒体(6)内的干燥段(46)和干馏段(47)设置有一排多个高敏感热电偶(39)，通过陶瓷纤维导线(40)连接至筒体(6)上的无线信号发射器(41)上，无线信号发射器(41)连接中控系统。

所述的进料密封(45)和出料密封(13)由下述部分构成：筒体(6)的尾部端板(39)上设有动环支撑架(33)，动环支撑架(33)上设有动环(32)，静环支撑架(30)上设有静环(31)，动环(32)与静环(31)构成机械密封，静环(31)和动环(32)均为双密封面，在两密封面之间设有沟槽，静环(31)和动环(32)贴合后形成气腔(37)，静环(31)上设有充气孔(35)，气腔(37)内通入惰性气体，静环(31)两侧设有加油孔(36)，静环(31)端面设有油槽(38)，静环支撑架(30)上设有用来压紧静环(31)的多个气缸(28)，静环支撑架(30)和出料箱(14)间设有波纹膨胀节(29)来调整因筒体受热产生的轴向伸长；出料密封(13)与出料短节(26)间设有隔热层(27)。

夹套密封I(8)和夹套I(9)构成干燥段(46)加热装置，夹套密封I(8)设在夹套I(9)两端，夹套密封II(50)和夹套II(49)构成干馏段(47)加热装置，夹套密封II(50)设在夹套II(49)两端，在两种夹套I9、II49内设置多个挡风板(10)将各夹套I9、II49分成数个加热段，在每段上均设有进风口(19)和出风口(11)，两种夹套I9、II49底部均设有多组支座(18)支撑。

本实用新型在炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具有良好的密封性；加热系统根据物料不同阶段加热的温度、风量不同采用分段内保温夹套，具有较高的热利用率；筒体根据加热温度和所受弯曲应力的不同采用不同材料和不同厚度，筒体内采用与筒体旋转方向相反的高低两种抄板，搅动物料，以增大换热面积，使物料均匀受热升温，同时保证物料不被扬起，减低破碎率。

本实用新型具有以下优点：

1)外热式回转炭化半焦炉在生产时不受物料粒度限制，大大扩大了半焦(兰炭)生产中原料的来源，使煤的利用率大大提高。

2)外热式回转炭化半焦炉的加热为外热式间接加热，因而没有大量惰性气体混入，生成的煤气纯度较高，提高了煤气利用价值。

3)加热系统采用分段内保温夹套，同时配以结构合理的夹套密封，大大提高了热利用率。

4)筒体内抄板的折边方向与筒体旋转方向相反，即可起到翻动物料的作用，以保证物料受热升温均匀，还可以防止由于抄板扬料太高，物料下落后破碎。

5)在设备炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具有良好的密封性，减少了环境污染，保证了设备运行的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视结构示意图，即抄板布置结构示意图。

图3为筒体尾部出料及密封结构示意图。

图4为图3局部B放大结构示意图。

图5为筒体前端导料螺旋板分布示意图。

具体实施方式

新型卧置外热式回转炭化半焦炉包括传动装置1、进料装置2、大齿圈5、筒体6、滚圈I 7、夹套密封I 8、夹套密封II 50、夹套I 9、夹套II 49、滚圈II 12、出料密封13、出料箱14、支架16、托轮装置17、挡托轮装置20等部件组成。

本实用新型的主体为筒体6，筒体6分为干燥段46和干馏段47，根据筒体长度及所受弯曲应力，在筒体6上设置两个或多个滚圈I7、II12，为了尽可能大的增大加热面积，并使物料加热能连续进行，滚圈I 7和滚圈II 12中的一个设置在筒体6两端，滚圈I 7和滚圈II 12分别由挡托轮装置20和托轮装置17支撑；大齿圈5设置在滚圈I 7前端，其通过与传动装置1上的小齿轮42啮合传动，带动筒体6及其上部件转动；筒体6前端为进料装置2，其上设有进料溜管4、出气口3、进料密封45等；筒体6后端为出料箱14，其上设有出料口15；出料箱14由支架16支撑；出料箱14与筒体6之间为出料密封13；筒体6外部为由夹套密封I8、II50和夹套I9、II49组成的加热装置。

由于筒体6根据工艺要求分为干燥段46和干馏段47，且各段物料所需加热温度、风量不同，因而筒体6根据不同区段的温度要求采用不同材料制造，在温度较高处采用耐高温的特殊材料制造，可以承受800℃的高温加热，同时在筒体最大弯曲应力段对筒体厚度进行适当的加厚，筒体6采用不等厚设计；在筒体6内的前端设置有一组导料螺旋板44，用来将从进料溜管4送入物料迅速推入干燥段46，避免物料在筒体6前端堆积，在筒体6干燥段46和干馏段47内设置两种升举式抄板I 21、II 22，一种为高度较高的抄板I 21，一种为高度较低的抄板II 22，两种抄板I 21、II 22交错布置，抄板I 21、II 22的折边方向与筒体6旋转方向相反，在抄板I 21、抄板II 22与筒体6之间均布置有加强筋板23，以保证抄板I 21、II 22不变形、不脱焊；筒体6内干燥段46和干馏段47之间由隔板48分开，以保证物料在干燥段46的高度；在筒体6的出料端设置出料短节26，其一部分伸入筒体6内，筒体6外部分通过出料密封13伸入出料箱14，在筒体6与出料短节26之间设有抄料板I 24和抄料板II 34，出料短节26内设有多头螺旋25；为了准确测量筒体6内物料的温度，在每个加热段均设置有一排多个高敏感热电偶39，通过与其连接的陶瓷纤维导线40，将温度信号送至安装在大齿圈5和滚圈I 7之间的无线信号发射器41上，由无线信号发射器41将温度值送至中控系统。

进料密封45和出料密封13均采用以波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合结构，其中机械密封为动静环式的双密封面结构。在出料密封13中动环支撑架33焊接在筒体6尾部端板43上，动环32通过螺栓连接到动环支撑架33上，静环31通过螺栓连接在静环支撑架30上；静环31和动环32均为双密封面，在两密封面之间有一沟槽，静环31和动环32贴合后形成气腔37，在静环31两侧开有加油孔36，密封面上开有一圈油槽38，以保证由润滑系统自动供给的润滑脂使静环31与动环32两密封面之间具有良好的润滑，同时在静环31上开设充气孔35，可向气腔37内通入惰性气体；静环支撑架30上装有用来压紧静环31的多个气缸28，静环支撑架30和出料箱14间有波纹膨胀节29来调整因筒体受热产生的轴向伸长；由于出料温度过高，在出料密封13与出料短节26间设有隔热层27。

夹套密封I 8和夹套I 9构成干燥段46加热装置，夹套密封I 8设在夹套I 9两端，夹套密封II 50和夹套II 49构成干馏段47加热装置，夹套密封II 50设在夹套II 49两端。两种夹套I8、II9均采用内保温结构，由于干燥段46和干馏段47温度要求不同，夹套I 9保温层和衬层选用耐温度较低的材料，夹套II 49保温层和衬层选用耐温度较高的材料；在两种夹套I8、II9内设置多个挡风板10将各夹套I8、II9分成数个加热段，在每段上均设有进风口19和出风口11，该结构极大地方便了对每个加热段温度、风量的控制；两种夹套I8、II9底部均设有多组支座18支撑。两种夹套密封I8、II50均采用双层石墨块、双道盘根的多重密封，根据温度不同盘根选用不同材料。

本实用新型工作原理如下：

本实用新型运转时由传动装置1上的小齿轮42与筒体6上的大齿圈5啮合，带动筒体6在挡托轮装置20和托轮装置17上连续运行，传动装置1中的主电机采用变频调速电机，可以适应不同工况条件下对转速要求。其具体工作原理如下：

当外热式回转炭化半焦炉开始运行，筒体6各区段加热到要求温度后，原料煤由进料溜管4直接送入筒体6前端，在螺旋导料板44的推动下迅速到达干燥段46，物料在干燥段46中经干燥、脱吸后直接进入干馏段47，物料在干馏段47经过一系列复杂的分解、解聚、缩聚、固化后，生成半焦(兰炭)，在干燥、干馏过程中为了防止由于抄板扬料太高，物料下落后破碎，筒体6内的抄板I 21、抄板II 22的折边方向与筒体6旋转方向相反，抄板I 21、II 22此时只起到翻动物料的作用，以保证物料受热升温均匀，生成的半焦(兰炭)在筒体6尾部由抄料板I 24、抄料板II 34抄起送入出料短节26，在出料短节26内螺旋25的推动下进入出料箱14由出料口15排出进入熄焦工序；干馏过程中生成的煤气通过进料装置2上的出气口3排出进入后序煤气分离工序。

设备在运行时，物料与每个加热段上的热电偶39接触，热电偶39受热后，温度通过与其连接的陶瓷纤维导线40，将信号送至安装在筒体6上的无线信号发射器41上，由无线信号发射器41将温度值送至中控系统。

在干馏过程中，生成大量易燃易爆的高温气体，因而必须将炉内气体与空气隔绝，本实用新型在炉头和炉尾均采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合结构。当设备运转时，筒体6受热膨胀，动环32随着筒体膨胀压紧静环31，使动环32和静环31两密封面紧密贴合，同时波纹膨胀节29受压收缩，来调整补偿筒体6受热伸长的变化量。在筒体稳定后，静环支撑架30上气缸37给静环31一定的反方向推力，使静环31与动环32始终紧贴，在静环31两侧开的加油孔36和密封面开的油槽38，保证了由润滑系统自动供给的润滑脂在静环31与动环32两密封面之间形成良好的润滑和密封，同时可通过充气孔36向气腔37内充入一定压力的惰性气体(如氮气)，以保证密封的安全可靠。

外部加热筒体6内物料的热风，由每段夹套I9、II49上的进风口19进入筒体6与夹套I9、II49之间的热风通道，随后由出风口11排出，进入热循环系统，由于滚圈I 7和滚圈II 12分布各加热段两端，夹套I9、II49为连续夹套，因而可以保证热风对物料加热的连续性。

Claims (6)

1.一种新型卧置外热式回转炭化半焦炉，包括传动装置(1)、进料装置(2)、大齿圈(5)、筒体(6)、滚圈I(7)、夹套密封I(8)、夹套密封II(50)、夹套I(9)、夹套II(49)、滚圈II(12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、托轮装置(17)、挡托轮装置(20)，筒体(6)两端设有挡托轮装置(20)和托轮装置(17)，筒体(6)上设有两个或多个滚圈I、II(7、12)，筒体(6)两端的滚圈I(7)和滚圈II(12)分别由挡托轮装置(20)和托轮装置(17)支撑，传动部分包括传动装置(1)和大齿圈(5)，筒体(6)前端设有大齿圈(5)，大齿圈(5)与传动装置(1)上的小齿轮(42)啮合传动；其特征在于：筒体(6)分为干燥段(46)和干馏段(47)，筒体(6)前端设有进料装置(2)，进料装置(2)上设有进料溜管(4)、出气口(3)和进料密封(45)，筒体(6)内前端设有一组导料螺旋板(44)，筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)之间设有隔板(48)，筒体(6)后端设有出料箱(14)，出料箱(14)上设有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撑，出料箱(14)与筒体(6)之间设有出料密封(13)，筒体(6)外部设有由夹套密封I、II(8、50)和夹套I、II(9、49)组成的加热装置。

2.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于：筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)内设有交错布置的高低两种升举式抄板I、II(21、22)，抄板I、II(21、22)的折边方向与筒体(6)旋转方向相反，抄板I、II(21、22)与筒体(6)之间设有加强筋板(23)。

3.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于：筒体(6)的出料端设有出料短节(26)，出料短节(26)一部分伸入筒体(6)内，出料短节(26)在筒体(6)外部分通过出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒体(6)与出料短节(26)之间设有抄料板I(24)和抄料板II(34)，出料短节(26)内设有多头螺旋(25)。

4.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于：筒体(6)内的干燥段(46)和干馏段(47)设置有一排多个高敏感热电偶(39)，通过陶瓷纤维导线(40)连接至筒体(6)上的无线信号发射器(41)上，无线信号发射器(41)连接中控系统。

5.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于：所述的进料密封(45)或出料密封(13)由下述部分构成：筒体(6)的端板(43)上设有动环支撑架(33)，动环支撑架(33)上设有动环(32)，静环支撑架(30)上设有静环(31)，动环(32)与静环(31)构成机械密封，静环(31)和动环(32)均为双密封面，在两密封面之间设有沟槽，静环(31)和动环(32)贴合后形成气腔(37)，静环(31)上设有充气孔(35)，气腔(37)内通入惰性气体，静环(31)两侧设有加油孔(36)，静环(31)端面设有油槽(38)，静环支撑架(30)上设有用来压紧静环(31)的多个气缸(28)，静环支撑架(30)和出料箱(14)间设有波纹膨胀节(29)来调整因筒体受热产生的轴向伸长；出料密封(13)与出料短节(26)间设有隔热层(27)。

6.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于：夹套密封I(8)和夹套I(9)构成干燥段(46)加热装置，夹套密封I(8)设在夹套I(9)两端，夹套密封II(50)和夹套II(49)构成干馏段(47)加热装置，夹套密封II(50)设在夹套II(49)两端，在两种夹套I、II(9、49)内设置多个挡风板(10)将各夹套I、II(9、49)分成数个加热段，在每段上均设有进风口(19)和出风口(11)，两种夹套I、II(9、49)底部均设有多组支座(18)支撑。

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