CN202415452U - 一种气体热载体低温干馏炉 - Google Patents

Abstract

一种气体热载体低温干馏炉，炉内有多道多层开孔的送气花墙和多层开孔的集气花墙，使气体在炉内横向流动，在集气花墙室的侧壁开孔使气体导出炉外。基本单元由上部的送气花墙和集气花墙、下部的冷却气体分布花墙、物料隔离墙、混合气燃烧混合室等组成。炉体的下部导料槽连接出料机，使炉内物料可以均匀排出炉外。本实用新型使用40mm以下小颗粒原料，也适用于在热加工过程中破碎严重的固体物料，原料使用率可以达到100％。本实用新型也可用于小颗粒及易破碎原料的干燥。

Description

一种气体热载体低温干馏炉

技术领域

本实用新型涉及用于小颗粒低变质程度固体燃料的一种气体热载体低温干馏炉，属于煤化工领域。主要用于处理40mm以下小颗粒固体燃料或热稳定性较差的固体燃料(例如褐煤等)，通过低温干馏生产低温焦油、煤气和半焦。本实用新型也可用于固体物料的干燥。

背景技术

气体热载体干馏技术起源于十九世纪末，由欧洲人发明，至二十世纪发展至顶峰，最具代表性的是德国的鲁奇三段炉，即干馏炉分为三个部分：干燥段、干馏段、冷却段。其使用的原料为40mm左右粒径的褐煤型煤。

常规的气体热载体低温干馏使用原料要求使用块状原料，原料粒度要求在20-120mm范围内，原料要求有一定的热稳定性，即要求原料在热状态下不会大部分破碎成小颗粒状态，一般在加热至500℃以上时原料70％以上保持在20mm以上颗粒状态。对于使用热稳定状态差的原料，在进入热加工前要先破碎再加工成型煤才可使用。

干燥及干馏的热载体来源主要是自产煤气燃烧后的热烟气与废烟气或煤气混合调温后的气体，干燥热载体气体主要温度在300℃左右，干馏热载体气体温度在700℃左右，产品的冷却一般采用不含氧的气体直接冷却和水夹套间接冷却组合的方式。

现在国内气体热载体低温干馏工艺主要代表炉型是以陕西神木一带广泛应用的大空腔立式低温干馏炉型，其主要用来处理当地出产的不粘结性或弱粘结性长焰煤，该产业形成已经有三十余年历史，其原料必须使用20-120mm块煤，原料的热稳定性要比较高，且由于炉型结构无法使单体炉生产能力进一步大型化，现有最大能力约为7.5万吨/年。为简化冷却工艺及解决气体泄漏等问题，该工艺采用水熄焦技术，即成品半焦通过推焦装置直接落入水中，在用机械装置将焦从水中捞出，通过加热烘干是水分降低至要求程度。熄焦水槽同时也是一个密封装置，保证炉内气体不会外泄。

随着机械化采煤不断的普及，块煤的产量逐年减少，原料采购的竞争逐渐加剧。另外随着我国蒙东地区褐煤资源的开发，我国煤炭产能中长焰煤、褐煤等热稳定差的煤种产量逐渐增大，这些低阶煤的低温干馏应用也已经提上日程，能适应于小颗粒(主要指＜20mm以下)原料或热稳定性差原料的低温干馏炉型已有多家公司在开发。

原料的粒度直接影响炉子操作的难度，粒径大透气性好，发生气体偏析的可能性小，气体穿过料层的高度可以做到较高，一般在4m左右，小颗粒原料应用使得气体阻力增大，易发生气体流动短路，使原料加热不均匀，如果原料粒度较小或在加热过程中原料破碎严重，将导致操作压力急剧增加，影响炉子操作的稳定性。

发明内容

本实用新型的目的是解决工艺所用原料为小颗粒原料或热稳定性差的原料时带来的技术性难题，以基本单元串并联方式可以使单体炉生产能力放大至20万吨/台·年以上，本实用新型的一种气体热载体低温干馏炉，通过炉型内部结构的优化实现了气体短通道、低阻力、炉内自除尘、利用自产煤气冷却产品，提高了整个系统的热利用效率。

本实用新型的一种气体热载体低温干馏炉，炉内有多道多层开孔的送气花墙和多层开孔的集气花墙，使气体在炉内横向流动，在集气花墙室的侧壁开孔使气体导出炉外。

炉内结构分为气体分布花墙、物料隔离墙、冷却气体分布花墙等。

花墙的支撑采用拱形结构或耐火混凝土梁等结构形式支撑。

炉内墙体结构可以采用异形耐火砖砌筑或采用耐火混凝土预制件等形式使之成型，亦可使用耐温金属材料制作成型。

花墙的开孔的截面可以是长方形、圆形、椭圆形等形状，可以采用开孔的异型砖或使用混凝土制作时使用模具成型，亦可在使用耐温金属材料时铸造或加工成型。

花墙之间可以采用横向锁砖牵拉用于加固，使得墙体强度及稳固性增加，该锁砖可以多层、多点布置。

本实用新型使用原料粒度＜40mm，原料利用率100％，采用气体与物料错流技术，炉内阻力小，利用自产煤气熄焦，属于新型干熄焦技术，可有效提高整体热效率，使煤气质量更好。

一种气体热载体低温干馏炉干熄焦方法，含有以下步骤：

在砖墙开孔使热载体气体在炉内横向流动穿过料层，原料的运动方向为由上至下，实现气体与固体原料的错流运动；

与原料换热后的气体通过集气花墙砖墙的开孔导出炉外，被加热后的原料向下流动进入冷却段；

与下方通过冷却气花墙孔喷出的冷气体换热完成冷却后排除炉外；

换热后的气体与煤气燃烧产生的热烟气混合至适于操作的温度作为热载体，上升并通过送气砖墙上开孔横向穿过料层完成上段物料的加热过程，与物料被加热后分解产生的物质经集气花墙共同导出炉外，

由于加热原料后气体导出炉外的流动方向与气体喷出方向交叉，且导出通道容积较大，气流速度小，被气流带出的粉尘在其中自然沉降，粉尘随加热后的成品一同排出炉外，从而实现自除尘；

气体穿过料层的厚度可以由送气与集气花墙墙的距离决定，根据加热最终温度和所需时间调整开孔砖墙高度，由此来实现气体的短通道和低阻力操作。

与现有技术比较本实用新型的有益效果是：

1、由于在加热段花墙上多点多层开孔，使气体分布均匀，实现了原料的均匀加热。

2、由于花墙间距固定，加热段气体穿过料层厚度不变，保证了料层阻力的稳定，使得运行条件得以改善。

3、集气花墙为中空结构，空间比较大，内部气流速度较慢，被气体夹带的灰尘在其内自由沉降，在下部开口处与成品一同向下进入冷却部后排出炉外，从而实现自除尘功能。

4、炉体下部设有冷却气体分布花墙，冷却气体穿过料层与成品换热后，进入燃烧气体混合室与煤气燃烧产生的高温烟气混合成为热载体气体，通过进气花墙将进入料层完成物料加热过程，使用煤气冷却成品可以有效利用成品的热量，提高了整体热效率。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型主剖面示意图；

图2为本实用新型B-B向剖面图；

图3为本实用新型A-A向剖面图；

图4为本实用新型C-C向剖面图；

图5为本实用新型花墙加强变形图；

图6为本实用新型图五局部剖面图；

图7为本实用新型D-D向剖面图。

图8为本实用新型实施例1的结构示意图；

图9为本实用新型实施例1的结构图；

图10为本实用新型实施例1的结构图；

图11为本实用新型实施例2的结构图；

图12为本实用新型实施例3的结构图；

图13为本实用新型实施例4的结构图；

图14为本实用新型方法的流程示意图。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但不作为对本实用新型的不当限定。图1为一个基本单元结构，以该单元结构为基础通过多种串并联方式形成较大生产能力的单体炉。该基本单元由上部的送气花墙和集气花墙、下部的冷却气体分布花墙、物料隔离墙、混合气燃烧混合室等组成。炉体的下部导料槽连接出料机，使炉内物料可以均匀排出炉外。

如图1、图2、图3、图4及图7所示，一种用于小颗粒低变质程度固体燃料的气体热载体低温干馏炉，包括原料入料口1、炉体2、高温热载体气体进气花墙3、燃烧混合气入口4、混合气燃烧喷孔5、冷却气体喷孔6、成品导出料口7、集气花墙8、煤气导出口9、物料隔离墙10、冷却气体入口11、单元分隔墙13、炉体外墙14、燃烧气体混合室15。炉墙以集气花墙中心线两侧对称分布。成品导出口7下部连接出料机构。

经过初步破碎或被干燥后的原料煤经过原料入料口1进入炉内，进入炉内原料分布在进气花墙3和集气花墙8之间及两侧的物料隔离墙10之间，物料向下运动进入冷却段，经煤气冷却后经过成品导出料口7由出料机构排出。

空气与煤气的混合气体由入口4进入炉内气道，通过喷孔5喷出燃烧，冷却煤气由喷孔6喷出通过热焦层与半焦换热，将半焦冷却，换热后的煤气进入混合室15，与喷孔5喷出燃烧产生的热烟气混合至适合的温度，通过进气花墙3上的开孔3′喷出横向穿过料层，将原料加热并完成干馏过程，在干馏过程中产生的煤气及焦油与降温后的混合气一同穿过集气花墙8上的开孔8′后，由煤气导出口9导出炉外，进入回收系统。

实施例1：如图8、图9、图10所示，该实施例为基本结构单元的一种组合形式，若干个基本结构单元并联组合在一起形成一台大型干馏炉，其下部有多个出料机构，采用联动控制，炉体下部有多个空气煤气混合气入口及冷却煤气入口，炉体侧面有多个煤气出口，连接到煤气总管m与回收系统相连。

实施例2：如图11所示，该实施例为基本结构单元的一种变形，其物料隔离墙d结构如图变化，上层进气口e为空气入口，f为冷却煤气入口，上升的煤气在空气喷出口e部位部分燃烧以期完成加热和冷却过程。该基本结构单元也可以实施例1的组合方式形成大型干馏炉。

实施例3：如图12所示，该实施例为基本结构单元的一种变形，进气口a为煤气与空气混合气体入口，混合气喷出后燃烧，进气孔b为空气或空气与煤气混合气入口，该气体喷出后在料层燃烧，使原料达到干馏终温，进气口c为冷却煤气入口，冷却煤气喷出后上升穿过料层，将成品料冷却，并与喷口b喷出的气体混合上升，再与喷口a喷出燃烧气体混合至适当温度进入上升进入进气花墙。

实施例4：如图13所示，该实施例为基本结构单元的一种变形，进气口g为空气或空气与煤气混合气体入口，进气口h为冷却煤气入口，进气口i为空气入口，j为气体夹带粉尘沉降返回通道，气体夹带粉尘自由沉降后通过通道返回并与成品料一同排出炉外。通过进气口h喷出的冷却煤气横向穿过料层进入上升通道k，进气口i进入的空气使部分煤气燃烧以提高进入进气花墙的气体温度，进气口g进入的空气或空气与煤气混合气在料层燃烧意识成品料达到干馏终温。

实施例5：如图14所示，图14为本实用新型方法的流程示意图，来自回收系统的自产煤气与空气混合后进入布气通道II，穿过花墙开孔后燃烧，燃烧热烟气与来自通道I并穿过料层换热后的冷却气体在混合室III混合至适宜的温度，沿上升通道上升并通过花墙上开孔横向穿过料层，热气体将热量传递给原料完成干馏或干燥过程，干馏产物与降温后的气体一同通过集气花墙IV上开孔进入集气通道，并通过侧面开孔导出炉外，完成干馏或干燥过程。(图中箭头方向为气体流动方向)

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：炉内有多道多层开孔的送气花墙和多层开孔的集气花墙，使气体在炉内横向流动，在集气花墙室的侧壁开孔使气体导出炉外。

2.根据权利要求1所述的一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：炉内结构分为气体分布花墙、物料隔离墙、冷却气体分布花墙。

3.根据权利要求1或2所述的一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：花墙的支撑采用拱形结构或耐火混凝土梁结构形式支撑。

4.根据权利要求1所述的一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：炉内墙体结构可以采用异形耐火砖砌筑或采用耐火混凝土预制件形式使之成型，亦可使用耐温金属材料制作成型。

5.根据权利要求1所述的一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：花墙的开孔的截面可以是长方形、圆形、椭圆形形状，可以采用开孔的异型砖或使用混凝土制作时使用模具成型，亦可在使用耐温金属材料时铸造或加工成型。

6.根据权利要求1或2所述的一种气体热载体低温干馏炉，其特征是：花墙之间可以采用横向锁砖牵拉用于加固，使得墙体强度及稳固性增加，该锁砖可以多层、多点布置。 

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