CN215855907U - 一种转化二氧化碳的复合炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转化二氧化碳的复合炉装置，包括炉体，炉体顶部和底部分别设置有碳材原料加料口和碳材原料出料装置，炉体内由上到下依次设为预热段、干馏段、反应段、冷却段，干馏段和反应段对应的炉体侧壁上均连接有进气装置，冷却段对应的炉体侧壁底部连接有二氧化碳进料装置，干馏段和反应段之间对应的炉体侧壁上连接有反应段气体排气管，炉体顶部还设置有尾气排气管，反应段气体排气管通过管道连接尾气排气管，干馏段、反应段、冷却段对应的炉体侧壁上均设置有热电偶。本实用新型利用兰炭炉余热进行二氧化碳转化，解决了现有技术中存在的工业上煤制焦炭或兰炭过程中造成大量的热损失以及二氧化碳转化过程中热耗高的问题。

Description

一种转化二氧化碳的复合炉装置

技术领域

本实用新型属于碳减排和煤焦化设备技术领域，涉及一种转化二氧化碳的复合炉装置。

背景技术

国内外关于二氧化碳减排技术的研发主要在两个方面，一是从源头治理，减少二氧化碳生成，但由于原料和燃料分布的问题，较难实现全覆盖。二是对尾气中的二氧化碳进行捕集后封存或制成干冰等产品，但该技术存在的最大问题就是二氧化碳知识进行了物理形态转变，未从根本上实现二氧化碳减排。

二氧化碳与碳反应生成一氧化碳从原理上是可行的，但该反应为吸热反应，反应过程需要吸收大量的热能。也就是说如果直接加热碳还原二氧化碳制备一氧化碳是没有经济性的。工业上煤制焦炭或兰炭过程中，反应温度较高，且制成的焦炭或兰炭一般采用水熄焦的方法进行冷却，不仅造成大量的热损失，而且水资源浪费严重。寻求一种合适的工艺装置实现余热回收利用和碳减排变得异常紧迫、重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转化二氧化碳的复合炉装置，利用兰炭炉余热进行二氧化碳转化，解决了现有技术中存在的工业上煤制焦炭或兰炭过程中造成大量的热损失以及二氧化碳转化过程中热耗高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种转化二氧化碳的复合炉装置，包括炉体，炉体顶部设置有碳材原料加料口，炉体底部设置有碳材原料出料装置，炉体内由上到下依次设为预热段、干馏段、反应段、冷却段，干馏段和反应段对应的炉体侧壁上均连接有进气装置，冷却段对应的炉体侧壁底部连接有二氧化碳进料装置，干馏段和反应段之间对应的炉体侧壁上连接有反应段气体排气管，炉体顶部还设置有尾气排气管，反应段气体排气管通过管道连接尾气排气管或连接一氧化碳回收应用装置，干馏段、反应段、冷却段对应的炉体侧壁上均设置有热电偶。

本实用新型的特征还在于，

炉体顶部由下到上依次设置有碳材原料筒仓和碳材原料加料料斗，炉体和碳材原料筒仓之间以及碳材原料筒仓和碳材原料加料料斗之间均设置有闸板阀。

进气装置包括在干馏段和反应段炉体外侧设置的混合气体入口管以及干馏段和反应段对应的炉体侧壁上由下到上设置有多个混合气体支管，干馏段和反应段的混合气体入口管分别连通对应段的混合气体支管，炉体侧壁上对应每个混合气体支管的位置均设置有多个加热孔，加热孔与对应的混合气体支管连接，加热孔的孔道朝下倾斜设置。

干馏段和反应段炉体相对应的两侧壁均设置有混合气体支管。

二氧化碳进料装置包括两端分别位于炉体内外的二氧化碳进气管以及绕炉体外侧壁设置的一圈二氧化碳输送管，二氧化碳进气管和二氧化碳输送管连通，二氧化碳输送管朝向炉体的一侧均匀设置有多个二氧化碳出口喷头，二氧化碳出口喷头伸入炉体内，二氧化碳出口喷头朝下倾斜设置。

反应段气体排气管包括两端分别位于炉体内外的排气总管以及绕炉体外侧壁设置的一圈气体收集管，排气总管和气体收集管连通，气体收集管朝向炉体的一侧均匀设置有多个气体收集分管，所述气体收集分管伸入炉体内，排气总管和尾气排气管或一氧化碳回收应用装置连接，气体收集分管朝下倾斜设置。

排气总管上还设置有阀门。

炉体外侧还设置有绝热保护层。

碳材原料出料装置包括设置在炉体底端的多个出料闸板阀。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型充分利用了煤制兰炭过程中兰炭冷却过程中的余热，实现了二氧化碳转化制备一氧化碳，解决了煤高温干馏过程中的结块问题，同时解决或降低了煤制兰炭生产中水熄焦过程中的兰炭废水问题。

附图说明

图1是本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置的结构示意图；

图2是图1的A-A视图；

图3是本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置中进气装置的结构示意图；

图4是本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置中加热孔的结构示意图；

图5是本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置中二氧化碳进料装置的结构示意图；

图6是本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置中反应段气体排气管的结构示意图。

图中，1.炉体，2.碳材原料加料口，3.碳材原料出料装置，4.进气装置，5.二氧化碳进料装置，6.反应段气体排气管，7.尾气排气管，8.碳材原料筒仓，9.碳材原料加料料斗，10.闸板阀，11.炉体绝热保温层，12.出料闸板阀；

4-1.混合气体入口管，4-2.混合气体支管，4-3.加热孔；

5-1.二氧化碳进气管，5-2.二氧化碳输送管，5-3.二氧化碳出口喷头；

6-1.排气总管，6-2.气体收集管，6-3.气体收集分管，6-4.阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置，其结构如图1-2所示，包括炉体1，炉体1顶部设置有碳材原料加料口2，炉体1底部设置有碳材原料出料装置3，炉体1内由上到下依次设为预热段、干馏段、反应段、冷却段，干馏段和反应段对应的炉体1侧壁上均连接有进气装置4，冷却段对应的炉体1侧壁底部连接有二氧化碳进料装置5，干馏段和反应段之间对应的炉体1侧壁上连接有反应段气体排气管6，炉体1顶部还设置有尾气排气管7，反应段气体排气管6通过管道连接尾气排气管7或连接一氧化碳回收应用装置，干馏段、反应段、冷却段对应的炉体1侧壁上均设置有热电偶。

炉体1顶部由下到上依次设置有碳材原料筒仓8和碳材原料加料料斗9，炉体1和碳材原料筒仓8之间以及碳材原料筒仓8和碳材原料加料料斗9之间均设置有闸板阀10。

如图3-4所示，进气装置4包括在干馏段和反应段炉体外侧设置的混合气体入口管4-1以及干馏段和反应段对应的炉体侧壁上由下到上设置有多个混合气体支管4-2，干馏段和反应段的混合气体入口管4-1分别连通对应段的混合气体支管4-2，炉体侧壁上对应每个混合气体支管4-2的位置均设置有多个加热孔4-3，加热孔4-3与对应的混合气体支管4-2连接，加热孔4-3的孔道朝下倾斜设置。

干馏段和反应段炉体相对应的两侧壁均设置有混合气体支管4-2。

如图5所示，二氧化碳进料装置5包括两端分别位于炉体1内外的二氧化碳进气管5-1以及绕炉体1外侧壁设置的一圈二氧化碳输送管5-2，二氧化碳进气管5-1和二氧化碳输送管5-2连通，二氧化碳输送管5-2朝向炉体1的一侧均匀设置有多个二氧化碳出口喷头5-3，二氧化碳出口喷头5-3伸入炉体1内，二氧化碳出口喷头5-3朝下倾斜设置。

如图6所示，反应段气体排气管6包括两端分别位于炉体1内外的排气总管6-1以及绕炉体1外侧壁设置的一圈气体收集管6-2，排气总管6-1和气体收集管6-2连通，气体收集管6-2朝向炉体1的一侧均匀设置有多个气体收集分管6-3，所述气体收集分管6-3伸入炉体1内，排气总管6-1和尾气排气管7或一氧化碳回收应用装置连接，气体收集分管6-3朝下倾斜设置。

排气总管6-1上还设置有阀门6-4。

炉体1外侧还设置有绝热保护层11，所述气体收集管6-2、二氧化碳输送管5-2以及混合气体支管4-2均包裹在绝热保护层11内。

碳材原料出料装置3包括设置在炉体1底端的多个出料闸板阀12。

干馏段、反应段、冷却段对应的炉体1侧壁均匀设置有多个热电偶，冷却段的热电偶设置在冷却段对应的炉体1侧壁的底端。

本实用新型的炉体内圆筒状或者方筒状。

本实用新型一种转化二氧化碳的复合炉装置在使用时，打开两个闸板阀10，然后通过碳材原料加料料斗9给炉体1内添加碳材原料，使得炉体1内部充满碳材原料，在给炉体1内放入碳材原料时同时在加热段对应混合气体入口4-1的位置处放入易燃燃料，然后关闭两个闸板阀10，通过点火棒伸入混合气体入口4-1将炉体1内的碳材原料点燃，然后将输送有煤气与空气混合气的混合气体管与混合气体入口管4-1通过螺纹短接连接，当炉体1内碳材原料点燃后向炉内开始通入混合气体，调整混合气体比例，使得炉体内碳材原料处于无火焰阴燃状态，给炉体1的反应段、干馏段以及冷却段设置热电偶便于观察炉内温度，通过炉体上的热电偶观察炉内温度，当反应段温度达到800℃时，通过二氧化碳进气管5-1向炉体内冷却段通入二氧化碳，当反应段温度逐渐升至1000℃时，观察干馏段温度，通过给干馏段对应的混合气体入口管4-1内通入混合气体控制干馏段温度在600-800℃，运行过程中，每间隔一段时间通过阀门6-4取气，检测气体成分，当一氧化碳浓度达到90％时，打开阀门6-4，将反应段气体由排出和尾气排气管7内的气体混合或者通往一氧化碳回收应用装置进行进一步回收处理，随着不断通过氧化碳进气管5-1给炉内的冷却段，待冷却段的温度低于100℃，打开碳材原料出料装置3排出兰炭，排出时及时观察冷却段的温度，大于100℃时，及时停止。

本实用新型两道闸板阀10间的碳材原料筒仓8在运行期间内充满碳材原料，形成料封，避免外部空气进入。

在冷却段上升的二氧化碳气体与反应后灼热的碳材料进行换热，实现二氧化碳预热与碳材冷却的目的。

Claims (9)

1.一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，包括炉体(1)，所述炉体(1)顶部设置有碳材原料加料口(2)，所述炉体(1)底部设置有碳材原料出料装置(3)，所述炉体(1)内由上到下依次设为预热段、干馏段、反应段、冷却段，所述干馏段和反应段对应的炉体(1)侧壁上均连接有进气装置(4)，所述冷却段对应的炉体(1)侧壁底部连接有二氧化碳进料装置(5)，所述干馏段和反应段之间对应的炉体(1)侧壁上连接有反应段气体排气管(6)，所述炉体(1)顶部还设置有尾气排气管(7)，所述反应段气体排气管(6)通过管道连接所述尾气排气管(7)或连接一氧化碳回收应用装置，所述干馏段、反应段、冷却段对应的炉体(1)侧壁上均设置有热电偶。

2.根据权利要求1所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述炉体(1)顶部由下到上依次设置有碳材原料筒仓(8)和碳材原料加料料斗(9)，所述炉体(1)和碳材原料筒仓(8)之间以及碳材原料筒仓(8)和碳材原料加料料斗(9)之间均设置有闸板阀(10)。

3.根据权利要求1或2所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述进气装置(4)包括在所述干馏段和反应段炉体外侧设置的混合气体入口管(4-1)以及干馏段和反应段对应的炉体侧壁上由下到上设置有多个混合气体支管(4-2)，所述干馏段和反应段的混合气体入口管(4-1)分别连通对应段的所述混合气体支管(4-2)，所述炉体侧壁上对应每个混合气体支管(4-2)的位置均设置有多个加热孔(4-3)，所述加热孔(4-3)与对应的混合气体支管(4-2)连接，所述加热孔(4-3)的孔道朝下倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述干馏段和反应段炉体相对应的两侧壁均设置有混合气体支管(4-2)。

5.根据权利要求3所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述二氧化碳进料装置(5)包括两端分别位于炉体(1)内外的二氧化碳进气管(5-1)以及绕炉体(1)外侧壁设置的一圈二氧化碳输送管(5-2)，所述二氧化碳进气管(5-1)和二氧化碳输送管(5-2)连通，所述二氧化碳输送管(5-2)朝向炉体(1)的一侧均匀设置有多个二氧化碳出口喷头(5-3)，所述二氧化碳出口喷头(5-3)伸入炉体(1)内，所述二氧化碳出口喷头(5-3)朝下倾斜设置。

6.根据权利要求3所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述反应段气体排气管(6)包括两端分别位于炉体(1)内外的排气总管(6-1)以及绕炉体(1)外侧壁设置的一圈气体收集管(6-2)，所述排气总管(6-1)和气体收集管(6-2)连通，所述气体收集管(6-2)朝向炉体(1)的一侧均匀设置有多个气体收集分管(6-3)，所述气体收集分管(6-3)伸入所述炉体(1)内，所述排气总管(6-1)和尾气排气管(7)或一氧化碳回收应用装置连接，所述气体收集分管(6-3)朝下倾斜设置。

7.根据权利要求6所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述排气总管(6-1)上还设置有阀门(6-4)。

8.根据权利要求1所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述炉体(1)外侧还设置有绝热保护层(11)。

9.根据权利要求1所述的一种转化二氧化碳的复合炉装置，其特征在于，所述碳材原料出料装置(3)包括设置在炉体(1)底端的多个出料闸板阀(12)。

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