CN202415436U - 一种制备兰炭的外热式回转干馏炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是筒体前端为进料装置，后端为出料箱，出料箱与筒体之间为出料组合密封；筒体外部为由夹套密封和夹套组成的封闭的热载体通道；在筒体内的前端布置有一组导料螺旋板；在筒体分仓区由隔板和中心管将筒体均分为多个仓；在筒体的出料端设置出料短节，出料组合密封在出料短节外部，在出料组合密封与出料短节之间有保温材料；在筒体内壁上设置有高敏感热电偶与陶瓷纤维导线连接，无线信号发射器安装在大齿圈和夹套密封之间。该回转干馏炉在生产时不受物料粒度限制，热载体不需进入炉体内与物料接触，因而干馏生成的煤气中没有大量惰性气体混入，生成的煤气纯度较高，可以作为工业原料，提高了煤气利用价值。

Description

一种制备兰炭的外热式回转干馏炉

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)、煤气、焦油的卧置外热式回转干馏炉。

背景技术

兰炭，又称作半焦，广泛应用于电石、铁合金、化肥造气、高炉喷吹和城市居民洁净用煤等生产生活领域。目前国内用于工业化生产兰炭(半焦)的设备主要有内热式直立炭化炉、外热式直立炭化炉以及固体热载体流化床干馏等。

内热式直立炭化炉是目前运用最广泛，规模最大、最多的一种热裂解原煤制备兰炭的设备，该方法具有投资少，主体设备结构简单，便于操作等优点，但也存在如下不足之处：

1)实际煤矿生产中，内热式直立炭化炉通用的粒度在30～80mm的块煤只占原煤生产的30％到40％，该炉型面临原料短缺问题。

2)内热式直立炭化炉干馏过程中，生成的煤气被热载体烟气稀释，该煤气热值低，氢气、甲烷等含量低，氮气含量高，不能作为化工原料使用，只能作为燃料使用。

3)该炉型生产出的混合煤气量较大，后序气体处理压力大。为了解决以上问题，我公司设计了一种用于热裂解原煤制备兰炭(半焦)的卧置外热式回转干馏炉。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，该回转干馏炉在生产时不受物料粒度限制，加热为炉体外部间接加热，热载体不需进入炉体内与物料接触，因而干馏生成的煤气中没有大量惰性气体混入，生成的煤气纯度较高，可以作为工业原料，提高了煤气利用价值。

本实用新型的技术方案是：一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是筒体前端为进料装置，后端为出料箱，出料箱与筒体之间为出料组合密封；筒体外部为由夹套密封和夹套组成的封闭的热载体通道；在筒体内的前端布置有一组导料螺旋板；在筒体分仓区由隔板和中心管将筒体均分为多个仓；在筒体的出料端设置出料短节，出料组合密封在出料短节外部，在出料组合密封与出料短节之间有保温材料；在筒体内壁上设置有高敏感热电偶，在筒体内壁上设置有高敏感热电偶与陶瓷纤维导线连接，无线信号发射器安装在大齿圈和夹套密封之间。

出料短节一端为锥体伸入筒体内，另一端伸入出料箱内，出料短节上设有多头变径螺旋导出物料

每个仓里均设置有多块升举式抄板I，抄板I的折边方向与筒体旋转方向相反，在隔板上分布有抄板II，在抄板I与筒体之间均布置有加强筋板。

在进料装置的密封中，动环支撑架安装在筒体头部，动环连接在动环支撑架上，静环连接在静环支撑架上；静环和动环均为双密封面，在两密封面之间有一沟槽，静环和动环贴合后使沟槽形成气腔，在静环两侧开有加油孔，密封面上开有一圈油槽，在静环上开设充气孔，可向气腔内通入惰性气体；静环支撑架上装有用来压紧静环的多个气缸，静环支撑架和进料支架间用法兰连接波纹膨胀节。

出料组合密封分为鱼鳞密封和迷宫密封两部分，鱼鳞密封包括压板I、耐磨块、弹簧片、压板II、配重块，弹簧片一边通过压板I、环形螺母与耐磨块连接，另一边由压板II连接在迷宫静环上，耐磨块在弹簧片的作用下紧密贴合在筒体密封环板上，压板I外部用钢丝绳穿过环形螺母内孔缠绕，钢丝绳两端加有配重块来调节耐磨块与密封环板之间的贴合；迷宫密封由迷宫静环和迷宫动环组成，迷宫动环焊接在出料短节上随筒体转动，迷宫静环和迷宫动环之间形成迷宫腔。

该外热式回转干馏炉在设备炉头采用机械密封和波纹膨胀节的密封组合，炉尾采用鱼鳞片密封和迷宫式密封的组合密封，使设备具有良好的密封性；加热系统采用内保温夹套，具有较高的热利用率且安装、维修简单方便；炉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，炉体内用分隔板将炉体分为多个仓，提高炉体的填充率，降低炉体内的料层厚度，提高物料的加热速度，并在各个仓内根据炉体的旋转方向设置运动方向相反的抄板，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。

外热式回转干馏炉优点

1)外热式回转干馏炉在生产时不受原料粒度、品种限制，大大扩大了兰炭(兰炭)生产中原料的供应范围，使煤的利用率大大提高。

2)外热式回转干馏炉的加热为外部间接加热，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)筒体内分仓而且抄板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，减小尾气中的粉尘，降低后序设备处理压力。

4)在设备炉头采用波纹膨胀节、机械密封，炉尾采用鱼鳞密封和迷宫密封组合的方式，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。

5)采用筒体内测温，可以有效控制物料的温度，为工艺操作提供了直接数据，保证了产品质量。

6)操作灵活、弹性大，可随时改变工艺操作参数，满足客户对不同产品品质、产率要求。

附图说明

图1是本实用新型外热式回转干馏炉的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图，即隔板、抄板布置结构示意图。

图3是筒体前端进料密封结构示意图。

图4是图3局部C放大结构示意图，即动静环密封结构示意图。

图5是图1局部B放大结构示意图，即出料组合密封结构示意图。

图6是筒体前端导料螺旋板分布示意图。

具体实施方式

如图1所示，设备的主体为筒体8，筒体8上布置有滚圈I 9和滚圈II 11，根据筒体长度及所受弯曲应力，可增加滚圈的数量，为了最大限度的提高筒体8加热面积，大齿圈1设置在筒体8端部，滚圈I 9和滚圈II 11分别由挡托轮装置10和托轮装置16支撑；大齿圈1通过与传动装置3连接的小齿轮2啮合传动，带动筒体8及其相关部件转动；筒体8前端为进料装置4，其上设有推灰装置31、出气管32、进料溜管33以及各密封部件等；筒体8后端为出料箱14，其上设有出料口23、紧急排放口24以及防爆装置13等；出料箱14由支架I 15支撑；出料箱14与筒体8之间为出料组合密封12；筒体8外部为由夹套密封6和夹套7组成的封闭的热载体通道。

筒体8根据干馏时逐步匀速升温的工艺要求，各段物料所需加热温度、风量均不同，因而筒体8根据不同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，筒体采用不等厚设计，在筒体最大弯曲应力段对筒体厚度进行适当的加厚；如图6所示，在筒体8内的前端布置有一组导料螺旋板58，用来将从进料溜管33送入的物料迅速推入分仓区进行加热，避免物料在筒体8前端堆积，如图2所示，在筒体8分仓区由隔板28和中心管30将筒体8均分为多个仓，每个仓里均设置有多块升举式抄板I 27，抄板I 27的折边方向与筒体8旋转方向相反，同时在隔板28上分布有抄板II 29，充分搅动物料使物料均匀受热升温，同时降低物料滑落高度，减少物料破碎，在抄板I 27与筒体8之间均布置有加强筋板，以保证抄板不变形、不脱焊。

如图5和图1所示，在筒体8的出料端设置出料短节54，其一端为锥体伸入筒体8内，另一端伸入出料箱14内，出料短节54上设有多头变径螺旋55导出物料；为了准确测量筒体8内物料的温度，在内壁上设置有多个高敏感热电偶18，通过与其连接的陶瓷纤维导线19，将温度信号送至安装在大齿圈1和夹套密封6之间的无线信号发射器5上，由无线信号发射器5将温度值送至中控系统。

如图3和图4所示，进料装置4的密封采用波纹膨胀节、机械密封组合结构，其中机械密封为动静环式的双密封面结构。在密封中动环支撑架41安装在筒体8头部，动环40连接在动环支撑架41上，静环39连接在静环支撑架38上；静环39和动环40均为双密封面，在两密封面之间有一沟槽，静环39和动环40贴合后使沟槽形成气腔42，在静环39两侧开有加油孔45，密封面上开有一圈油槽44，以保证润滑系统自动供给的润滑脂使静环39与动环40两密封面之间具有良好的润滑，同时在静环39上开设充气孔43，可向气腔42内通入惰性气体；静环支撑架38上装有用来压紧静环39的多个气缸34，静环支撑架38和进料支架35间用法兰37连接波纹膨胀节36，来调整因筒体受热产生的轴向伸长；推灰装置31、出气管32、进料溜管33均在进料支架II 35上。

如图5所示，出料装置由出料组合密封12、出料箱14组成，出料组合密封12在出料短节54外部，在出料组合密封12与出料短节54之间有保温材料26；出料组合密封12分为鱼鳞密封和迷宫密封两部分，鱼鳞密封主要由压板I 47、耐磨块48、弹簧片50、压板II 51、配重块57等组成，弹簧片50一边通过压板I 47、环形螺母46与耐磨块48连接，另一边由压板II 51连接在迷宫静环52上，耐磨块48在弹簧片50的作用下紧密贴合在筒体密封环板49上，压板I 47外部用钢丝绳56穿过环形螺母46内孔缠绕，钢丝绳56两端加有配重块57来调节耐磨块48与密封环板49之间的贴合，既要保证密封性能又不能使耐磨块48磨损过快。迷宫密封由迷宫静环52和迷宫动环53组成，迷宫动环53焊接在出料短节54上随筒体8转动，迷宫静环52和迷宫动环53之间形成迷宫腔，该密封不受筒体轴向窜动和伸长的影响。

如图1所示，加热装置采用我公司的专利——内保温夹套及夹套密封，夹套密封6设在夹套7两端。加热装置设有多个热风进口17和一个热风出口20，以方便对加热温度、风量的控制。夹套底部设有多组夹套支座25支撑。夹套密封采用双层石墨块、双道盘根的多重密封，根据温度不同盘根选用不同材料。

外热式回转干馏炉运转时由传动装置3上的小齿轮2与安装在筒体8上的大齿圈1啮合，带动筒体8在支撑筒体的挡托轮装置10和托轮装置16上连续运行，传动装置3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筒体转速的要求。其具体工作原理如下：

当外热式回转干馏炉开始运行，筒体8加热到工艺要求温度后，原料煤由进料口21通过进料溜管33直接送入筒体8前端，在螺旋导料板58的推动下迅速到达分仓区，被均匀的分布到各仓内，仓内物料在筒体8的转动下，缓慢的向筒体尾部流动，同时被每个仓内的多块升举式抄板I 27和抄板II 28充分搅动，在搅动时为防止物料被扬起，下落后破碎，抄板I 27的折边方向与筒体转动方向相反，在该过程中仓内物料在筒体外部热烟气的加热下，经过一系列复杂的分解、解聚、缩聚、固化干馏后，生成兰炭(半焦)；生成的兰炭(半焦)在筒体8尾部在多头变径螺旋55的推动下通过出料短节54进入出料箱14，由出料口23排出进入下一道工序；干馏过程中生成的煤气通过进料装置4上的出气管32从出气口22进入后序煤气分离工序，出气过程中，沉降在出气管32中的粉尘由推灰装置31将其推入筒体8内。

设备在运行时，物料与设置在筒体内壁上的高敏感热电偶18接触，热电偶18受热后，温度通过与其连接的陶瓷纤维导线19，将信号送至安装在筒体8上的无线信号发射器5上，由无线信号发射器5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，因而必须将筒体8内的气体与空气隔绝，本设备在进料端采用波纹膨胀节、机械密封组合结构。当设备运转时，筒体8受热膨胀，炉头的机械密封中动环40随着筒体膨胀压紧静环39，使静环39和动环40两密封面紧密贴合，防止外界空气进入和筒体内气体外泄，同时波纹膨胀节36受压收缩，来调整补偿筒体8受热伸长的变化量。在筒体受热伸长稳定后，安装在静环支撑架38上的气缸34给静环39一定的反方向推力，使静环39与动环40始终紧贴，而静环39两侧开的加油孔45和密封面开的油槽44，保证了由润滑系统自动供给的润滑脂在静环39与动环40两密封面之间形成良好的润滑和密封，同时可通过充气孔43向气腔42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。

出料端由于温度较高，出料密封采用鱼鳞密封和迷宫密封组合的方式，鱼鳞密封弹簧片50一边通过压板I 47、环形螺母46与耐磨块48连接，另一边由压板II 51连接在迷宫静环52上，耐磨块48在弹簧片50的作用下紧密贴合在筒体密封环板49上，压板I 47外部用钢丝绳56穿过环形螺母46内孔缠绕，钢丝绳56两端加有配重块57来调节耐磨块48与密封环板49之间的贴合，既要保证密封性能又不能使耐磨块48磨损过快。迷宫密封中迷宫动环53焊接在出料短节54上随筒体8转动，迷宫静环52和迷宫动环53之间形成迷宫腔，该密封不受筒体轴向窜动和伸长的影响。组合密封解决了由于高温和筒体伸长量太大密封困难的问题，达到良好的密封的效果。

外部加热筒体8内物料的热风，由夹套7上的进风口17进入筒体8与夹套7之间的热风通道，随后由出风口20排出，进入热循环系统，因而可以保证热风对物料加热的连续性。

Claims (5)

1.一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是筒体(8)前端为进料装置(4)，后端为出料箱(14)，出料箱(14)与筒体(8)之间为出料组合密封(12)；筒体(8)外部为由夹套密封(6)和夹套(7)组成的封闭的热载体通道；在筒体(8)内的前端布置有一组导料螺旋板(58)；在筒体(8)分仓区由隔板(28)和中心管(30)将筒体(8)均分为多个仓；在筒体(8)的出料端设置出料短节(54)，出料组合密封(12)在出料短节(54)外部，在出料组合密封(12)与出料短节(54)之间有保温材料(26)；在筒体(8)内壁上设置有高敏感热电偶(18)与陶瓷纤维导线(19)连接，无线信号发射器(5)安装在大齿圈(1)和夹套密封(6)之间。

2.如权利要求1所述的一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是出料短节(54)一端为锥体伸入筒体(8)内，另一端伸入出料箱(14)内，出料短节(54)上设有多头变径螺旋(55)导出物料。

3.如权利要求1所述的一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是每个仓里均设置有多块升举式抄板I(27)，抄板I(27)的折边方向与筒体(8)旋转方向相反，在隔板(28)上分布有抄板II(29)，在抄板I(27)与筒体(8)之间均布置有加强筋板。

4.如权利要求1所述的一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是在进料装置(4)的密封中，动环支撑架(41)安装在筒体(8)头部，动环(40)连接在动环支撑架(41)上，静环(39)连接在静环支撑架(38)上；静环(39)和动环(40)均为双密封面，在两密封面之间有一沟 槽，静环(39)和动环(40)贴合后使沟槽形成气腔(42)，在静环(39)两侧开有加油孔(45)，密封面上开有一圈油槽(44)，在静环(39)上开设充气孔(43)，可向气腔(42)内通入惰性气体；静环支撑架(38)上装有用来压紧静环(39)的多个气缸(34)，静环支撑架(38)和进料支架(35)间用法兰(37)连接波纹膨胀节(36)。

5.如权利要求1所述的一种制备兰炭的外热式回转干馏炉，其特征是出料组合密封(12)分为鱼鳞密封和迷宫密封两部分，鱼鳞密封包括压板I(47)、耐磨块(48)、弹簧片(50)、压板II(51)、配重块(57)，弹簧片(50)一边通过压板I(47)、环形螺母(46)与耐磨块(48)连接，另一边由压板II(51)连接在迷宫静环(52)上，耐磨块(48)在弹簧片(50)的作用下紧密贴合在筒体密封环板(49)上，压板I(47)外部用钢丝绳(56)穿过环形螺母(46)内孔缠绕，钢丝绳(56)两端加有配重块(57)来调节耐磨块(48)与密封环板(49)之间的贴合；迷宫密封由迷宫静环(52)和迷宫动环(53)组成，迷宫动环(53)焊接在出料短节(54)上随筒体(8)转动，迷宫静环(52)和迷宫动环(53)之间形成迷宫腔。 

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