CN205170752U - 一种外热式干馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外热式干馏装置，包括置于加热密封室内的、可回转的滚筒，滚筒和加热密封室之间形成加热腔，滚筒沿其轴向分为干馏室和反应室，进料密封仓通过进料螺旋与干馏室的进口端相连，反应室出口端与出料密封仓相接，且反应室出口端还连接有干馏气排出管，干馏气排出管穿过出料密封仓内部；干馏室内部设置有内热异形抄板；所述内热异形抄板包括沿滚筒内壁圆周均匀分布成环形的若干内热管以及设置于所述内热管管体上的导向固定板；所述导向固定板与滚筒内壁连接，若干所述内热管由滚筒内壁向滚筒中轴线方向设置一层或多层。上述装置能够有效增加传热面积，极大提高设备单体处理能力和整个过程的热效率。

Description

一种外热式干馏装置

技术领域

本实用新型属于煤及页岩干馏技术领域，具体涉及一种涉及小颗粒煤或页岩的中低温干馏装置。

技术背景

目前，基于能源需求，资源特征等因素，我国煤炭热解技术研究日新月异,许多技术达到甚至超过了国际先进水平，工业化程度也在不断扩大。其中小颗粒煤(粉煤)中低温干馏技术潜力巨大，其最大优势是低能耗、低水耗、低环境消耗、低成本、多联产，在实现煤炭对油气资源可替代的同时,又不影响电力等传统燃煤产业对煤炭的需求,实现煤炭、电力、石油、天然气、化工等产业的协调发展。

随着煤干馏技术工业化发展，煤干馏过程正朝着原料粉煤化、设备大型化和结构简单化、处理能力扩大化、提高油收率和品质、实现多联产和提高能源转化率等趋势发展。为适应现代工业生产需要，煤干馏设备应通过改进干馏炉的内部结构和干馏方式来扩大干燥干馏室的有效加热容积；通过改进布料情况,减少设备堵塞来延长运转周期,消除干馏操作过程中出现的故障等方法来提高干馏设备的处理能力；通过进一步改进热交换和热回收方法,提高设备运行效率和整个过程的热效率,解决气态和液态产物收率低的等一系列问题。

干馏技术是对我国赋存的大量的煤及页岩进行资源高效利用的有效途径，然而传统的固体热载体工艺和气体热载体工艺由于其自身的缺陷，给实现真正的商业化运行带来巨大的困难。回转炉在煤及页岩干馏工艺中运用广泛，主要采用气体热载体伴热。内热式气体热载体工艺，由于载热气体与原料煤或页岩直接逆流或并流接触，致使单位原料产气量大，煤气处理、回收系统庞大，并且煤气净化产生的含酚污水量大，运行成本较高。同时，由于热烟气与干馏气相混合，导致干馏气热值较低，一般仅能作为工业燃气使用，无法作为化工合成原料气或生产洁净燃气，降低其经济价值。

中国专利文献CN201665655U公开了一种卧置外热式回转炭化半焦炉，包括传动装置、进料装置、大齿圈、筒体、滚圈I、夹套密封I、夹套密封II、夹套I、夹套II、滚圈II、出料密封、出料箱、支架、托轮装置、挡托轮装置，筒体两端设有挡托轮装置和托轮装置，筒体上设有两个或多个滚圈I、II，筒体两端的滚圈I和滚圈II分别由挡托轮装置和托轮装置支撑，传动部分包括传动装置和大齿圈，筒体前端设有大齿圈，大齿圈与传动装置上的小齿轮啮合传动；筒体分为干燥段和干馏段，筒体前端设有进料装置，进料装置上设有进料溜管、出气口和进料密封，筒体内前端设有一组导料螺旋板，筒体内干燥段和干馏段之间设有隔板，筒体后端设有出料箱，出料箱上设有出料口，出料箱由支架支撑，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。

上述卧置外热式回转炭化半焦炉的物料的加热方式为外热式间接加热，热载体气不与物料直接接触，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，但由于传热面积有限，设备利用率较低，干馏煤气处理量小，设备单体处理能力低，焦油收率及品质较差。

实用新型内容

为解决现有技术中煤及页岩干馏装置传热面积有限，外热式设备利用率较低的问题，提供一种不仅能够扩大干馏室的有效容积，而且还能够有效增传热面积，能够极大提高设备单体处理能力，提高设备运行和整个过程的热效率。

为此，本实用新型采取的技术方案为：

一种外热式干馏装置，包括：置于加热密封室内的、可回转的滚筒，滚筒和加热密封室之间形成供热烟气流通的加热腔，所述滚筒沿其轴向分为干馏室和反应室，进料密封仓通过进料螺旋与所述干馏室的进口端相连，在进料螺旋与进料密封仓之间设置锁料密封阀，干馏室出口端与所述反应室的进口端相连通，反应室出口端与出料密封仓相接，且反应室出口端还连接有干馏气排出管，所述干馏气排出管穿过出料密封仓内部，其进口与反应室出口端相连接，出口设置于所述出料密封仓的外部；所述干馏室内部设置有内热异形抄板；

所述内热异形抄板包括沿滚筒内壁圆周均匀分布成环形的若干内热管以及设置于所述内热管管体上的导向固定板；所述导向固定板与滚筒内壁连接，若干所述内热管由滚筒内壁向滚筒中轴线方向设置一层或多层。

上述外热式干馏装置中，若干所述导向固定板沿滚筒(5)轴向呈螺旋式均匀分布在若干所述内热管管体上。

上述外热式干馏装置中，所述内热异形抄板的一端与所述干馏室的进口端相交，另一端与所述干馏室的出口端相交；所述内热管的横截面为圆形或椭圆形。

上述外热式干馏装置中，若干所述内热管由滚筒内壁向滚筒中轴线方向设置内外两层，贴近滚筒内壁的外层内热管的横截面为椭圆形，远离滚筒壁的内层内热管的横截面为圆形。

上述外热式干馏装置中，横截面为椭圆形的内热管为大小头椭圆形，其大头贴近滚筒壁，小头贴近内层内热管。

上述外热式干馏装置中，所述内热管长径所在的中心线与过内热管顶端的滚筒半径的交点形成一定角度，所述角度为0-42.5°。

上述外热式干馏装置中，所述滚筒与加热密封室偏心设置或同心设置；所述干馏室与所述反应室同轴设置，且反应室与所述干馏室的内径相同。

上述外热式干馏装置中，所述反应室包括出料导向板。

上述外热式干馏装置中，所述出料密封仓底部设置排料密封装置。

上述外热式干馏装置中，在所述加热密封室靠近反应室尾部的位置设置有反应室热烟气排出口，在所述加热密封室靠近干馏室出口处的位置设置干馏室加热烟气排出口，在所述加热密封室对应所述干馏室和反应室连接处的位置设置加热烟气密封分配室，加热烟气密封分配室上具有加热烟气进口；所述加热烟气密封分配室设置有烟气分配板进行加热烟气的分配。

上述外热式干馏装置中，所述内热异形抄板还包括防滑条、膨胀补偿装置和封闭装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型的外热式干馏装置，在干馏室设置的内热异形抄板，具有物料加热、物料推进、物料分布、物料防破碎、导流、物料防堵、避免死角等功能，不仅能够扩大干馏室的有效加热容积，而且还能够有效增传热面积，能够极大提高设备单体处理能力，提高设备运行和整个过程的热效率。

2、本实用新型的外热式干馏装置，根据不同的物料种类、粒度、设备处理量来调节内热异形抄板的内热管的层数(内热管沿滚筒壁设置单层或多层)、横截面(圆形和大小头椭形)和角度(中心线与过顶端半径的交角0-42.5°)，来适应于不同粒度、不同种类及不同处理能力的设备。

3、本实用新型的外热式干馏装置，设置恒温反应室，通过控制流速实现室内降尘，减少干馏煤气中的粉尘含量。恒温时，重烃发生延迟焦化反应，能够减少或者消除重烃，提高了半焦及干馏煤气质量。设置恒温反应室能解决干馏煤气带固体粉尘、重烃的问题，减轻了后续煤气净化工序的压力。

4、本实用新型的外热式干馏装置，尤其适用于小颗粒煤及页岩的中低温干馏，能够实现扩大设备处理能力，使单炉生产能力达到60万吨/年以上。换热后的热烟气可用于干燥原料煤及页岩，废热烟气还可用于冷却固体产品，能有效提高能量利用率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的外热式干馏装置结构示意图；

图2是其中一个实施例的本实用新型的外热式干馏装置的内热异形抄板横切面；

图3是其中一个实施例本实用新型的外热式干馏装置的具有内热异形抄板的滚筒与加热密封室设置示意图，(A)为滚筒与加热密封室设置同心设置；(B)为滚筒与加热密封室设置同心设置；

图4是其中一个实施例本实用新型的外热式干馏装置的内热异形抄板横切面；

图5是其中一个本实用新型的外热式干馏装置的具有内热异形抄板的滚筒与加热密封室设置示意图，(A)为滚筒与加热密封室设置同心设置；(B)为滚筒与加热密封室设置同心设置；

其中附图标记为：1、进料密封仓；2、锁料密封阀；3、进料螺旋；4、干馏室加热烟气排出口；5、滚筒；6、加热腔；7、干馏室；8、内热异形抄板；9、加热烟气密封分配室；10、反应室；11、反应室加热烟气排出口；12、出料密封仓；13、干馏气排出管；14、排料密封装置；15、出料导向板；16、排焦螺旋。

具体实施方式

如图1所示的本发明的外热式干馏装置，包括：

一种外热式干馏装置，包括：置于加热密封室内的、可回转的滚筒5，滚筒5和加热密封室之间形成供热烟气流通的加热腔6，滚筒5沿其轴向分为干馏室7和反应室10，进料密封仓1通过进料螺旋3与干馏室7的进口端相连，在进料螺旋3与进料密封仓1之间设置锁料密封阀2，干馏室7出口端与所述反应室10的进口端相连通，反应室10出口端与出料密封仓12相接，且反应室10出口端还连接有干馏气排出管13，干馏气排出管13穿过出料密封仓12内部，其进口与反应室10出口端相连接，出口设置于出料密封仓12的外部；干馏室内部设置有内热异形抄板8；

内热异形抄板8包括沿滚筒5内壁圆周均匀分布成环形的若干内热管以及设置于内热管管体上的导向固定板；导向固定板与滚筒内壁连接，若干内热管由滚筒内壁向滚筒中轴线方向设置一层，内热管的横截面为大小头椭圆形，其大头贴近滚筒壁，小头贴近滚筒中轴线，若干导向固定板沿滚筒5轴向呈螺旋式均匀分布在若干内热管管体上。

内热异形抄板8的一端与所述干馏室7的进口端相交，另一端与所述干馏室7的出口端相交。

内热管长径所在的中心线与过内热管顶端的滚筒半径的交点形成一定角度，所述角度为22°，如图2所示。

滚筒5与加热密封室同心设置，如图3(A)所示，干馏室7与反应室10同轴设置，且反应室10与干馏室7的内径相同。

在另一实施例中，滚筒5与加热密封室偏心设置，如图3(B)所示。

在另一实施例中，若干所述内热管由滚筒内壁向滚筒中轴线方向设置内外两层，贴近滚筒内壁的外层内热管的横截面为椭圆形，远离滚筒壁的内层内热管的横截面为圆形。横截面为椭圆形的内热管为大小头椭圆形，其大头贴近滚筒壁，小头贴近内层内热管。

内热管长径所在的中心线与过内热管顶端的滚筒半径的交点形成一定角度，所述角度为18°，如图4所示。

滚筒5与加热密封室同心设置，如图5(A)所示，干馏室7与反应室10同轴设置，且反应室10与干馏室7的内径相同。

在另一实施例中，滚筒5与加热密封室偏心设置，如图5(B)所示。

上述外热式干馏装置中，反应室10包括出料导向板15，出料密封仓12底部设置排料密封装置14。在加热密封室靠近反应室10尾部的位置设置有反应室热烟气排出口11，在加热密封室靠近干馏室7出口处的位置设置干馏室加热烟气排出口4，在加热密封室对应所述干馏室7和反应室10连接处的位置设置加热烟气密封分配室9，加热烟气密封分配室上具有加热烟气进口；所述加热烟气密封分配室9设置有烟气分配板进行加热烟气的分配。

另一实施例中，内热异形抄板还包括防滑条、膨胀补偿装置和封闭装置。

利用本实用新型的外热式干馏装置进行干馏的方法如下：

将经干燥后含水量小于2％、粒度为0-80mm、温度在120-320℃之间的煤或页岩送入密封进料仓1，通过锁料密封阀2，经过进料螺旋3送入干馏室7中进行干馏反应；在干馏室7内，煤或页岩随着内热异形抄板8的导向从干馏室7头部移动至尾部，受到加热腔6及内热异形抄板8内的高温烟气(750-960℃)的加热。煤或页岩受热升温至600℃左右，发生干馏反应，产生半焦及干馏煤气。干馏室7中的物料通过内热异形抄板8进入反应室10，反应室10外的加热腔6中高温烟气(750-960℃)提供恒定热源，其中半焦在反应室10中发生钝化，干馏煤气在反应室10中出现降尘及发生重烃的延迟焦化反应。通过控制流速实现内部降尘及重烃延迟焦化反应，减少干馏煤气中的粉尘及消除重烃。钝化后的半焦通过排焦螺旋16、密封出料仓12及排料密封装置14排出，干馏煤气通过干馏气排出管13排出。进入下一道工序。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，做出若的改进或变形，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种外热式干馏装置，包括：置于加热密封室内的、可回转的滚筒(5)，滚筒(5)和加热密封室之间形成供热烟气流通的加热腔(6)，所述滚筒(5)沿其轴向分为干馏室(7)和反应室(10)，进料密封仓(1)通过进料螺旋(3)与所述干馏室(7)的进口端相连，在进料螺旋(3)与进料密封仓(1)之间设置锁料密封阀(2)，其特征在于，干馏室(7)出口端与所述反应室(10)的进口端相连通，反应室(10)出口端与出料密封仓(12)相接，且反应室(10)出口端还连接有干馏气排出管(13)，所述干馏气排出管(13)穿过出料密封仓(12)内部，其进口与反应室(10)出口端相连接，出口设置于所述出料密封仓(12)的外部；所述干馏室(7)内部设置有内热异形抄板(8)；

所述内热异形抄板(8)包括沿滚筒(5)内壁圆周均匀分布成环形的若干内热管以及设置于所述内热管管体上的导向固定板；所述导向固定板与滚筒(5)内壁连接，若干所述内热管由滚筒(5)内壁向滚筒(5)中轴线方向设置一层或多层。

2.根据权利要求书1所述的外热式干馏装置，其特征在于，若干所述导向固定板沿滚筒(5)轴向呈螺旋式均匀分布在若干所述内热管管体上。

3.根据权利要求书1所述的外热式干馏装置，其特征在于，所述内热异形抄板(8)的一端与所述干馏室(7)的进口端相交，另一端与所述干馏室(7)的出口端相交；所述内热管的横截面为圆形或椭圆形。

4.根据权利要求书3所述的外热式干馏装置，其特征在于，若干所述内热管由滚筒(5)内壁向滚筒(5)中轴线方向设置内外两层，贴近滚筒(5)内壁的外层内热管的横截面为椭圆形，远离滚筒壁的内层内热管的横截面为圆形。

5.根据权利要求书4所述的外热式干馏装置，其特征在于，横截面为椭圆形的内热管为大小头椭圆形，其大头贴近滚筒壁，小头贴近内层内热管。

6.根据权利要求书4或5所述的外热式干馏装置，其特征在于，所述内热管长径所在的中心线与过内热管顶端的滚筒半径的交点形成一定角度，所述角度为0-42.5°。

7.根据权利要求书6所述的外热式干馏装置，其特征在于，所述滚筒(5)与加热密封室同心或偏心设置；所述干馏室(7)与所述反应室(10)同轴设置，且反应室(10)与所述干馏室(7)的内径相同。

8.根据权利要求书1、2、3、4、5或7所述的外热式干馏装置，其特征在于，所述反应室(10)包括出料导向板(15)；所述出料密封仓(12)底部设置排料密封装置(14)。

9.根据权利要求书8所述的外热式干馏装置，其特征在于，在所述加热密封室靠近反应室(10)尾部的位置设置有反应室热烟气排出口(11)，在所述加热密封室靠近干馏室(7)出口处的位置设置干馏室加热烟气排出口(4)，在所述加热密封室对应所述干馏室(7)和反应室(10)连接处的位置设置加热烟气密封分配室(9)，加热烟气密封分配室(9)上具有加热烟气进口；所述加热烟气密封分配室(9)设置有烟气分配板进行加热烟气的分配。

10.根据权利要求书9所述的外热式干馏装置，其特征在于，所述内热异形抄板(8)还包括防滑条、膨胀补偿装置和封闭装置。