CN203364626U

CN203364626U - 多段炉尾气引出装置

Info

Publication number: CN203364626U
Application number: CN2013200930853U
Authority: CN
Inventors: 康德朗; 吉健斌
Original assignee: Is Dinglu Industry Science And Technology (yangzhou) Co Ltd
Current assignee: Shangding Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种多段炉尾气引出装置，包括多段炉本体、后燃烧室，所述多段炉本体与后燃烧室之间设有U形连接管，所述多段炉本体与后燃烧室之间设有多个尾气引出管，所述尾气引出管上设有阀门，所述阀门与压缩机相连接，所述阀门与自动控制装置电连接。本实用新型有效降低了后燃烧室的尾气进气风速，提高了生产效率，提高了安全性。

Description

多段炉尾气引出装置

技术领域

本实用新型涉及一种窑炉装置，特别是涉及一种多段炉尾气引出装置。

背景技术

多段炉是一种广泛应用于活性炭制造和再生产业、木炭（含竹炭）制造业、生物质替代能源产品的焙烧加工业、金属（镍/钴/锌/铜/铁/钼/镁等）矿石和高岭土焙烧或煅烧加工产业、城市生活污泥及工业污泥/生活垃圾和工业废弃物/废旧电路板的热解-气化资源化回收利用产业的常用大型工业炉窑装置。近二十年开始多段炉装置被引入中国，已在多个技术领域获得了应用，其运行过程的清洁化、环境友好性、高能效、对产品性能的提高效果等逐渐获得了国内用户的认可。

多段炉装置技术系统的结构原理及运行机制见图1。多段炉系由几个直至十几个在水平方向平行叠加的圆形炉床组成，全部炉床均采取自支撑方式固定于由普通钢板卷制而成的圆筒形外壳内，外壳内衬有耐火材料。从炉子的顶端炉层接收给入的固体原料，固体物料由安装于低转速（0.5～3rpm）中心轴搅拌臂（耙臂）上的搅拌齿（耙齿）由炉床上外侧向内侧（即“内耙层”；在下层炉床上则由内侧向外侧，即“外耙层”）逐级翻动、排入下一段炉床，并最终从最底层炉床中排出。中心轴及耙臂、耙齿由专设的冷却风机供风、强制冷却。多段炉系通过热传递过程（外供的燃料燃烧烟气以及反应产出的热烟气与固体物料之间的热传递）使气体和固体以总体逆流接触形式通过一系列的炉床结构；每层炉床上的气体则是以错流、逆流等方式在折皱的薄层固体物料上流动并向固体物料的内表面扩散，这些薄层固体物料周期性地被中轴、耙臂和耙齿组成的搅拌机构搅动以使固体不停地混合、摊开，并迫使其进入下层炉床继续反应，直至达到设定的反应时间为止。

下面以颗粒活性炭生产用的多段炉技术系统来说明多段炉尾气的产生及流动情况。

典型的多段炉装置用作颗粒活性炭活化生产工序主设备系统的应用实例：含有10%至20%可挥发性有机物组分的炭化料（活性炭制造生产线中的主要半成品）由多段炉的顶部加料装置进入第一层炉膛，进行“补充炭化反应”并迅速升温到工艺指定温度区，过程中释放出的大量可挥发性有机物与下方炉膛中升流过来的活化尾气混合后，从尾气引出管导入后燃烧室（二次炉），配风燃烧后产生高温含尘烟气，经余热蒸气锅炉回收热能后，再经过除尘、脱硫处理，最后由烟囱排空；而固体物料则逐层进入下方的各个炉床，与加入的工艺蒸汽进行“活化反应”，最终制成符合既定要求的活性炭产品，活化反应所需的热能则由燃料（燃气或燃油）燃烧供入，并由二次风与炉膛中活化反应生成的可燃气体（氢气和一氧化碳）发生“层燃”补充热能；多段炉内的气相物质有四个最初来源，分别为：炭化料中含有的可挥发物、工艺蒸气、燃料及助燃风、二次风。活性炭制造工厂用的多段炉活化装置排出的尾气总流量在50000～80000Am³/吨活性炭产品（依据所用原材料配比、制造工艺的不同，活化装置排气量有一定差异）。

除了上述颗粒活性炭制造业之外，当多段炉技术系统用于木炭（含竹炭）制造业、生物质替代能源产品的焙烧加工业、城市生活污泥及工业污泥/生活垃圾和工业废弃物/废旧电路板的热解-气化资源化回收利用产业时，由多段炉本体装置排出的尾气总流量大都在35000～150000Am³/吨固相产物范围内。

习用的、用于以上技术领域的多段炉装置的尾气引出设计方案，都采用的是在第一层炉膛（最顶层炉床段）设置一个单引出烟管并与后燃烧室（二次炉）相连接，或者在第一层和第二层炉膛分别设置一个引出烟管并与后燃烧室连接的方式。采用这种传统型尾气引出设计方案的多段炉，引烟管的风速设计值为17.5m/秒～52.0m/秒，在实际运行过程中，由于物料的投入并非理想的平衡状态，当瞬时投料量增加时（这种现象经常会发生），气相产物的增加速率会骤增，此时尾气引出管的风速瞬时可达30m/秒～90m/秒并可持续约5至15秒（根据物料性质的不同持续时间有差异），如此高的实际风速会携带出大量的固体颗粒，不仅会影响到后燃烧室（二次炉）的稳定运行（尾气在后燃烧室内的停留时间无法确保必要的设定值，即1.5秒～3.0秒设计值），还会造成裹挟的含有机物固体颗粒无法在后燃烧室完全燃尽、使后继的余热回收系统产生大量积尘并发生过热故障，情况严重时甚至会引发爆炸事故；另外，尾气引出风速过高时，还会造成最终烟气污染物（粉尘、一氧化碳、有机污染物等）排放超标，多段炉的清洁生产及环境友好等固有环保特性被严重削弱。当所加工的物料为高附加值产品（如活性炭）时，这种高风速造成的产品损失、收率降低还会导致生产工厂经济效益的严重受损。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服目前多段炉尾气引出装置的不足，提供一种能有效降低后燃烧室的尾气进气风速，提高生产效率，提高安全性的新型多点多段炉尾气引出装置。

解决上述问题的技术方案为：多段炉尾气引出装置，包括多段炉本体、后燃烧室，所述多段炉本体与后燃烧室之间设有U形连接管，所述多段炉本体与后燃烧室之间设有多个尾气引出管，所述尾气引出管上设有阀门，所述阀门与压缩机相连接，所述阀门与自动控制装置电连接。

所述U形连接管与所述多段炉本体相连接的一端设有阀门。

本实用新型的优点在于与传统的单/双尾气引出管设计方案的“多段炉-后燃烧室”装置相比，采用本实用新型的多点尾气引出管、“N-1”个控制闸阀、多膛式后燃烧室设计方案的新型“多段炉-后燃烧室”装置具有以下优点：

1、有效降低了后燃烧室的尾气进气风速，使各个尾气引出管的流速被控制在10m/秒～20m/秒范围，大幅降低了尾气携带的固体物料量，提高了后燃烧室运行的稳定性和可靠性。

2、对于高价值固体产品的加工，本实用新型方法能够有效减少产品在多段炉加工工序的损失率，提高生产线的经济效益。

3、提高了因多段炉进料负荷变化对后燃烧室、余热锅炉、烟气污染物治理装置等后继单元设备的冲击，确保最终烟气能达标排放（烟气污染物包括烟尘、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、二恶英和呋喃类化合物、汞、碳氢化合物的全部或部分）。

4、可将余热蒸汽锅炉的挡灰板负荷降低、有效避免未尽燃固体可燃物被输送到余热锅炉装置系统中，引发局部过热甚至爆炸事故的发生几率，提高了整个技术系统的安全性能。

本实用新型适用于各种高气相产物、或者需要供应较多工艺气体才能采用多段炉装置技术系统进行加工的原料，如特种煤基活性炭的活化加工、木炭生产、城市生活垃圾热解、工业有机废弃物的热解气化、废水污泥的热解气化、生物质的焙烧加工等。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为多段炉结构原理及运行机制图；

11、中心轴；12、搅拌臂；13、炉床；14、轴驱动装置；15、轴冷风车。

图2为本实用新型示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

参见图1-2所示，本实用新型提供多段炉尾气引出装置，包括多段炉本体1、后燃烧室2，多段炉本体1与后燃烧室2之间设有U形连接管3，多段炉本体1与后燃烧室2之间设有多个尾气引出管4，尾气引出管4上设有阀门5，阀门5与压缩机相连接，阀门5与自动控制装置电连接。U形连接管3与多段炉本体1相连接的一端设有阀门。

本实用新型针对多段炉尾气引出设计方案在某些新兴领域及传统应用领域的实际运行过程中存在的既有缺陷，进行了改进性设计，当多段炉被用于高气相产物应用环境时（如特种煤基活性炭的活化加工、木炭生产、城市生活垃圾热解、工业有机废弃物的热解气化、废水污泥的热解气化、生物质的焙烧加工等），采用了如图2所示的设置三个或更多尾气引出管4分别从不同位置进入后燃烧室进行分段燃烧处理的设计和安装方案。

除了最上方的尾气引出管4之外，其它尾气引出管4均设置有可自动关/停操作并可调节开度的阀门5及其自动控制装置，能根据投加原料种类的不同而灵活地控制尾气的引出点。例如：当用于煤基活性炭的活化加工时，不同性质的炭化料、不同的活化操作时间（用多段炉的耙臂转速调节活化时间）、不同的活化剂（水蒸气）流量，对应的各层炉膛气相产物产量及组成会发生相应改变，此时可通过调整尾气引出管闸阀的开度或者开启/停用部分引出管来调整后燃烧室2运行稳定性和可燃物处理效果。

与多管引出尾气相对应，本实用新型对多段炉的配套后燃烧室2也相应地进行了改进设计。将后燃烧室2设计为与尾气引出管4相同数量的分段结构，各段之间留有相互连通的气体通道2。每段后燃炉膛的容积设计值可确保最高冲击负荷状态下尾气的停留时间也能达到1.5秒钟；除了第一段后燃炉膛设置有保安用的燃烧机（保持“长明火”，防止断火）之外，其它炉膛依靠前段炉膛流入的高温烟气在相邻连通通道的“文丘里效应”作用下形成的“湍流”高温气团引燃炉膛内的可燃物质-外来二次空气混合物，并使“层燃”反应得以延续。

综上，本实用新型有效降低了后燃烧室的尾气进气风速，使各个尾气引出管的流速被控制在10m/秒～20m/秒范围，大幅降低了尾气携带的固体物料量，提高了后燃烧室运行的稳定性和可靠性；对于高价值固体产品的加工，本实用新型方法能够有效减少产品在多段炉加工工序的损失率，提高生产线的经济效益；提高了因多段炉进料负荷变化对后燃烧室、余热锅炉、烟气污染物治理装置等后继单元设备的冲击，确保最终烟气能达标排放（烟气污染物包括烟尘、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、二恶英和呋喃类化合物、汞、碳氢化合物的全部或部分；可将余热蒸汽锅炉的挡灰板负荷降低、有效避免未尽燃固体可燃物被输送到余热锅炉装置系统中，引发局部过热甚至爆炸事故的发生几率，提高了整个技术系统的安全性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.多段炉尾气引出装置，包括多段炉本体、后燃烧室，其特征在于：所述多段炉本体与后燃烧室之间设有U形连接管，所述多段炉本体与后燃烧室之间设有多个尾气引出管，所述尾气引出管上设有阀门，所述阀门与压缩机相连接，所述阀门与自动控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的多段炉尾气引出装置，其特征在于：所述U形连接管与所述多段炉本体相连接的一端设有阀门。