CN207210328U - 一种转轴及螺旋混合干馏器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转轴及螺旋混合干馏器，属于煤化工技术领域。转轴包括中心轴和双螺旋机构，双螺旋机构绕设在中心轴上，双螺旋机构包括内螺带和外螺带，内螺带和外螺带均呈螺旋状结构，外螺带与内螺带一体成型设置，外螺带的弯曲方向与内螺带的弯曲方向一致。具有上述转轴的螺旋混合干馏器，不仅结构简单，还具有热利用效率高的特点。

Description

一种转轴及螺旋混合干馏器

技术领域

本实用新型涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种转轴及螺旋混合干馏器。

背景技术

“多煤、少气、贫油”的能源结构特点，决定了煤炭在我国能源消费结构中主导地位，大力发展煤化工产业，不断提高煤炭资源综合利用率对我国能源可持续发展意义重大。近年来，煤炭产业粗犷发展，导致中、高阶煤炭资源过渡开采，已经严重依赖进口；然而，储量巨大的低阶煤炭资源利用却得不到重视。在日益加剧的环境压力下，走清洁煤炭路线，促进低阶煤炭资源高效综合利用，将成为未来我国煤炭产业科学发展的重中之重。

随着机械化、自动化和智能化煤炭综采技术的广泛应用，坑口原煤的粉化现象严重，低阶煤的末化率甚至达到40～50％。现有低阶煤提质技术中，13mm以上的块、籽煤可通过成熟的干馏工艺实现高效利用；但13mm以下的细粒径粉煤-低阶末煤，却达不到常规煤炭提质工艺入料要求，常以垃圾形式大量堆弃或廉价出售，造成严重的环境污染和资源浪费；因此，实现低阶煤中细粒度末煤的综合利用已成为目前煤炭行业亟待解决的技术难题。

低阶末煤提质的技术难点在于粉状物料加工的危险性和工艺的稳定性。目前，针对13mm以下的低阶末煤干馏技术主要有以下三种：

(1)回转窑技术：属于外热式干馏技术，是利用高温饱和蒸汽或者高温烟气，通过间壁换热方式，间接加热末煤，将末煤升温至400～450℃进行干馏。该技术存在着设备投资巨大、装置易损件多，不易密封等不足之处。

(2)瓷球固体热载体技术：属于内热式固体热载体技术范畴，首先利用电或者高温烟气将瓷球加热至600～800℃，然后使瓷球与末煤混合，利用瓷球显热，接触加热末煤，实现干馏。该技术存在能耗大，热效率低，产能小等劣势。

(3)流化床技术：属于内热式气体热载体技术范畴，将600～700℃的高温烟气直接与末煤混合，实现流态化，利用烟气热量直接加热煤粉，实现干馏。该技术存在运行不稳定、能耗大、产品收率低、粉尘含量大等问题。

因此，设计一种结构简单且热利用效率高的干馏器对于煤化工干馏设备行业的发展有着极为重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种转轴，此转轴旨在解决低阶煤的利用率低的问题；

本实用新型的另一目的在于提供一种螺旋混合干馏器，此螺旋混合干馏器旨在解决现有技术中低阶煤的热利用效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种转轴，所述转轴包括中心轴和双螺旋机构，所述双螺旋机构绕设在所述中心轴上，所述双螺旋机构包括内螺带和外螺带，所述内螺带和所述外螺带均呈螺旋状结构，所述外螺带与所述内螺带一体成型设置，所述外螺带的弯曲方向与所述内螺带的弯曲方向一致。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中心轴具有相对的第一端和第二端，所述第一端上连接有大端轴头，所述第二端上连接有小端轴头。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一端上开设有第一安装孔，所述第二端上开设有第二安装孔，所述大端轴头通过所述第一安装孔与所述第一端焊接，所述小端轴头通过所述第二安装孔与所述第二端焊接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述双螺旋机构还包括多个抄板，所述抄板连接在所述外螺带上，所述抄板的轴线延伸方向与所述中心轴的轴线延伸方向平行。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外螺带包括多个邻接的曲形带，所述抄板的两端分别与所述邻接的曲形带连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中心轴上间隔均匀地安装有多个支撑杆，所述外螺带上开设有安装槽，所述支撑杆插在所述安装槽中。

一种螺旋混合干馏器，所述螺旋混合干馏器包括干馏器本体、驱动机构以及以上所述的转轴；

所述干馏器本体呈筒状结构，所述干馏器本体上开设有入料口、出料口、多个热载体入口以及补热口，所述入料口的轴线、所述出料口的轴线以及所述热载体的轴线不在同一直线上，所述热载体入口用于向所述干馏器本体中加入高温红焦；

所述干馏器本体具有相对的第一侧端和第二侧端，所述驱动机构安装在所述第一侧端上，所述转轴的一端与所述驱动机构转动连接，另一端穿过所述第二侧端且与所述干馏器本体转动连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述干馏器本体上还依次开设有排气口、备用口、测温口以及测压口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述干馏器本体包括首尾相连的前挡板、第一壳体、后挡板以及第二壳体，所述第一壳体、所述第二壳体的材质为耐热钢。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述干馏器本体的底部间隔均匀地安装有多个多鞍座。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述设计提供一种转轴，该转轴具有双螺旋机构，双螺旋机构具有内螺带和外螺带，同时外螺带上还安装有抄板，该种结构能够最大角度和面积的与末煤接触，从而可从不同的方向和角度对末煤和红焦进行混合搅拌，使得红焦与末煤能够充分接触，从而将红焦的热量最大限度的传递给末煤，实现较高的热传递效率，因此，末煤在吸收红焦的热量之后发生热解反应，解析出热解气体。

本实用新型通过上述设计提供一种螺旋混合干馏器，该螺旋混合干馏器具有干馏器本体、驱动机构以及搅拌机构；由于干馏器本体上开设有多个热载体入口，通过该热载体入口将由方炉产生的高温红焦放入到干馏器本体中并与其中的末煤混合，混合之后的末煤通过搅拌机构进行搅拌；由于搅拌机构中具有双螺旋机构，该种结构能够最大角度和面积的与末煤接触，从而可从不同的方向和角度对末煤和红焦进行混合搅拌，使得红焦与末煤能够充分接触，从而将红焦的热量最大限度的传递给末煤，实现较高的热传递效率，因此，末煤在吸收红焦的热量之后发生热解反应，解析出热解气体。同时，由于干馏器本体上设置有膨胀节，因此当干馏器本体由于高温加热发生热伸缩情况时，该膨胀节便可通过其自身具有的可伸缩功能来防止干馏器本体的热伸缩问题。此外，干馏器本体的侧端上安装有燕尾槽座，因此，通过该燕尾槽座在水平方向上的可滑动性便可解决中心轴由于高温发生热变形的问题。其次，中心轴上安装有多个与外螺带连接的支撑杆，因此其可进一步提高外螺带的刚度。另外，由于转轴的转速较低，因此红焦和末煤的混合均匀，传热也较为均匀，末煤的热解比较充分，从而可以避免末煤的二次裂解和二次扬尘，使得产出的焦油的粉尘含量低、产品的收率高。该螺旋混合干馏器还具有补热口，在出料夹生的状况下，通过该补热口可逆流通入高温气体，其作为高温辅热体，可以协同热载体来提高磨灭的热解效率。以上可知，该螺旋混合干馏器不仅结构简单、投资成本低，还具有热利用率高、可自协调热变形且产品收率高、质量好的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的转轴结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的中心轴与大端轴头连接示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的支撑杆与外螺带连接结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的支撑杆与外螺带连接局部结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例提供的螺旋混合干馏器结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例提供的螺旋混合干馏器俯视图；

图7为本实用新型第二实施例提供的螺旋混合干馏器左视图；

图8为本实用新型第二实施例提供的螺旋混合干馏器右视图。

图标：1-转轴；2-中心轴；3-双螺旋机构；4-内螺带；5-外螺带；6-第一端；7-第二端；8-大端轴头；9-小端轴头；10-第一安装孔；12-抄板；13-第一曲形带；14-第二曲形带；15-支撑杆；16-安装槽；17-螺旋混合干馏器；18-干馏器本体；19-驱动机构；20-入料口；21-出料口；22-热载体入口；23-补热口；24-第一侧端；25-第二侧端；26-排气口；27-备用口；28-测温口；29-测压口；30-前挡板；31-第一壳体；32-后挡板；33-鞍座；34-第二壳体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例：

请参照图1，配合参照图2至图4，转轴1包括中心轴2和双螺旋机构3，双螺旋机构3周向地绕设在中心轴2上，双螺旋机构3与中心轴2呈夹角设置。

双螺旋机构3包括内螺带4、外螺带5以及多个抄板12，外螺带5与内螺带4为一体成型结构，内螺带4和外螺带5均呈螺旋状结构，内螺带4周向地绕设在中心轴2上，外螺带5的弯曲方向与内螺带4的弯曲方向一致。外螺带5包括多个邻接的第一曲形带13和第二曲形带14，抄板12的两端分别与邻接的第一曲形带13、第二曲形带14连接，同时其轴线延伸方向与中心轴2的轴线方向平行。

中心轴2具有相对的第一端6和第二端7，第一端6上连接有大端轴头8，第二端7上连接有小端轴头9。第一端6上开设有第一安装孔10，第二端7上开设有第二安装孔(图中未标号)，大端轴头8通过第一安装孔10与第一端6焊接，小端轴头9通过第二安装孔与第二端7焊接。

中心轴2上间隔均匀地安装有多个支撑杆15，外螺带5上开设有安装槽16，支撑杆15插在安装槽16中，从而起到提高外螺带5的刚度的作用。

第二实施例：

请参照图5、图6以及图7，配合参照图1和图8，本实施例提供一种螺旋混合干馏器17，其主要用于低阶煤的干馏，解决低阶煤提质技术中存在的原煤利用率较低以及热利用效率较低的问题。

该螺旋混合干馏器17包括干馏器本体18、驱动机构19以及第一实施例中的转轴1；干馏器本体18具有相对的第一侧端24和第二侧端25，驱动机构19安装在第一侧端24上，驱动机构19用于驱动转轴1的运转。

干馏器本体18呈筒状结构，其由首尾相连的前挡板30、第一壳体31、后挡板32以及第二壳体34组合而成，干馏器本体18整体采用耐热钢材质，其上的各种结构件采用的是普通钢结构，整体的耗材量少，一次性投资成本较低。

干馏器本体18的顶部依次开设有入料口20、排气口26、备用口27、测温口28、测压口29以及多个热载体入口22，其底部开设有出料口21，入料口20的轴线和出料口21的轴线不在同一直线上。入料口20处用于向干馏器本体18内部添加温度为150～200℃、含水量为8％的末煤，热载体入口22处用于向干馏器本体18中加入由方炉产生的600℃的高温红焦。同时，干馏器本体18的底部间隔均匀地安装有多个多鞍座33，多鞍座33主要是用于支撑转轴1，以此提高整个装置支撑的均匀性。

需要说明的是，在本实施例中，驱动机构19采用的是电机驱动，在其他的实施例中，其也可以采用其他的驱动装置进行驱动。

为避免末煤热解热量不足问题，干馏器本体18的第二侧端25上还开设有补热口23。在出料夹生状况下，向补热口23中逆流通入高温惰性气体，作为热解辅热，协同热载体，提高末煤热解效率。最终固相物料由出料口21排出，进入干熄焦工序；气相由顶部排气口26进入方炉，经方炉干燥过滤后，进入后续净化工序。

综上，此螺旋混合干馏器17的工作原理是：经调湿后温度为150～200℃、含水量为8％的末煤由入料口20进入到干馏器本体18内；同时，方炉产生的600℃的高温红焦由多个热载体入口22进入干馏器本体18内。在电机的驱动下，中心轴2做顺时针回转运动，外螺带5和内螺带4剪切推动，同时在抄板12的翻拨下，螺旋混合干馏器17的内部物料产生对流混合和扩散混合效应，末煤和高温红焦充分混合，并向出料口21方向移动。物料在混合和推移过程中，高温红焦与干燥后的低温末煤接触传热，末煤吸收红焦显热被加热至420～450℃，发生热解反应，析出热解气体，同时产生半焦。最终固相物料由出料口21排出，进入干熄焦工序；气相由顶部排气口26进入方炉，经方炉干燥过滤后，进入后续净化工序。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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，应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转轴，其特征在于：所述转轴包括中心轴和双螺旋机构，所述双螺旋机构绕设在所述中心轴上，所述双螺旋机构包括内螺带和外螺带，所述内螺带和所述外螺带均呈螺旋状结构，所述外螺带与所述内螺带一体成型设置，所述外螺带的弯曲方向与所述内螺带的弯曲方向一致。

2.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于：所述中心轴具有相对的第一端和第二端，所述第一端上连接有大端轴头，所述第二端上连接有小端轴头。

3.根据权利要求2所述的转轴，其特征在于：所述第一端上开设有第一安装孔，所述第二端上开设有第二安装孔，所述大端轴头通过所述第一安装孔与所述第一端焊接，所述小端轴头通过所述第二安装孔与所述第二端焊接。

4.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于：所述双螺旋机构还包括多个抄板，所述抄板连接在所述外螺带上，所述抄板的轴线延伸方向与所述中心轴的轴线延伸方向平行。

5.根据权利要求4所述的转轴，其特征在于：所述外螺带包括多个邻接的曲形带，所述抄板的两端分别与所述邻接的曲形带连接。

6.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于：所述中心轴上间隔均匀地安装有多个支撑杆，所述外螺带上开设有安装槽，所述支撑杆插在所述安装槽中。

7.一种螺旋混合干馏器，其特征在于：所述螺旋混合干馏器包括干馏器本体、驱动机构以及权利要求1-6任一项所述的转轴；

所述干馏器本体呈筒状结构，所述干馏器本体上开设有入料口、出料口、多个热载体入口以及补热口，所述入料口的轴线、所述出料口的轴线以及所述热载体的轴线不在同一直线上，所述热载体入口用于向所述干馏器本体中加入高温红焦；

所述干馏器本体具有相对的第一侧端和第二侧端，所述驱动机构安装在所述第一侧端上，所述转轴的一端与所述驱动机构转动连接，另一端穿过所述第二侧端且与所述干馏器本体转动连接。

8.根据权利要求7所述的螺旋混合干馏器，其特征在于：所述干馏器本体上还依次开设有排气口、备用口、测温口以及测压口。

9.根据权利要求8所述的螺旋混合干馏器，其特征在于：所述干馏器本体包括首尾相连的前挡板、第一壳体、后挡板以及第二壳体，所述第一壳体、所述第二壳体的材质为耐热钢。

10.根据权利要求9所述的螺旋混合干馏器，其特征在于：所述干馏器本体的底部间隔均匀地安装有多个多鞍座。