CN219972207U - 一种热解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热解炉，该热解炉利用高温煤气的显热，将煤加热到一定温度，得到煤气、煤焦油和半焦。高温煤气在热解段的下部和煤进行换热，煤气和气态焦油向上穿过热解段和向下的移动煤进行换热，部分热解气从热解段出口排出，此部分煤气中含有大量的焦油，剩余部分热解气继续上行和向下移动的煤进行换热，实现煤的干燥预热，此部分煤气中含有大量的水蒸气，含有大量水蒸气的煤气在煤气引风机的作用下，进入下部冷却段，回收部分热量后，部分煤气在煤气引风机的作用下从冷却段上部排出，部分煤气继续上行进入热解段，有利于提高煤气和焦油的产量。

Description

一种热解炉

技术领域

本实用新型涉及煤热解技术领域，具体涉及一种热解炉。

背景技术

现阶段，在煤中温热解领域内最成熟的热解炉为内热型直立兰炭炉，在我国陕西榆林、新疆哈密、内蒙古锡林浩特等地大量的直立兰炭炉为，因其热解煤气氮气含量高(45％左右)、含焦油、酚的废水难以处理、无组织排放大、能量利用差等原因，国家环保部多次对直立兰炭炉的环保问题进行通报，要求整改，但是目前，仍然没有一种炉型可以替代直立兰炭炉，如果强行取缔，将造成兰炭的短缺，研发一种可以没有环保问题、能量利用高的热解炉为当务之急。

回转窑干馏技术，因其投资过大，技术保密等原因，一直没有进行推广。

陕煤集团、大连理工、华东理工等单位一直在进行有关方面的研究，但一直没有一种可以市场化的中温热解技术。

陕煤乾元公司将直立兰炭炉进行改造，将其由内热式改为外热式，将半焦冷却方式由水激冷改为烟气冷却，解决了煤气中的氮气含量问题和半焦冷却问题，但存在以下问题：

1、采用烟气对半焦进行冷却、对煤进行干燥，致使大量煤气和烟气汇合，烟气中一氧化碳、氢气、甲烷含量高，造成烟气难以处理，能量利用率差；

2、采用多层布气结构，使热解炉内温度无法控制，布气管过于复杂，造成煤架桥严重，煤颗粒无法依靠重力向下移动；

3、我国因为煤、水的逆向分布，煤的利用首先必须考虑水的节约，干燥段的出来的部分烟气直接排放大气，水蒸气直接排放，造成水的浪费；

4、干燥段烟气含有大量煤气，直接排放大气，一方面造成有害气体一氧化碳的排放，另一方面造成能量的浪费。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种热解炉，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，一种热解炉，包括煤仓、热解炉、冷却段下部气体分布器、冷却段上部集气管、热解段下部气体分布器、预热段上部集气管和加热炉；

所述热解炉包括预热段、热解段、冷却段和半焦仓，所述预热段的上部与所述煤仓相连，所述预热段的下部与所述热解段的上部相连，所述热解段的下部与所述冷却段的上部相连，所述冷却段的下部和所述半焦仓相连；

所述预热段的上部设置有所述预热段上部集气管，所述热解段的下部设置有所述热解段下部气体分布器，所述热解段下部气体分布器的进口与所述加热炉的煤气出口相连，所述冷却段的下部设置有所述冷却段下部气体分布器，所述冷却段的上部设置有所述冷却段上部集气管。

进一步地，所述冷却段采用膜式水冷壁作为外壳，所述膜式水冷壁上侧设置有膜式水冷壁上部集箱，所述膜式水冷壁下侧设置有膜式水冷壁下部集箱，所述膜式水冷壁由水冷壁管和鳍片焊接而成，内部设有多组水冷屏进行热量回收，将高温半焦的热量转化为高压蒸汽。

进一步地，所述热解炉上部的所述预热段和所述热解段的壳体均采用钢板焊接，所述预热段和所述热解段内衬耐火材料。

进一步地，还包括热解段上部集气管和煤气洗涤塔，所述热解段上部集气管设置在所述热解段的上部，所述热解段上部集气管的出口和所述煤气洗涤塔相连。

进一步地，还包括冷却段鼓风机，所述冷却段鼓风机的进口与所述预热段上部集气管的出口相连，所述冷却段鼓风机的出口与所述冷却段下部气体分布器的总管相连。

进一步地，还包括煤气引风机，所述煤气引风机的进口和所述冷却段上部集气管相连，所述煤气引风机的出口与所述煤气洗涤塔的进口相连。

进一步地，还包括煤气循环风机，所述煤气循环风机的进口与所述煤气洗涤塔的出口相连，所述煤气循环风机的出口与所述加热高温煤气的所述加热炉的煤气进口相连。

进一步地，所述预热段上部集气管、所述热解段上部集气管、所述冷却段上部集气管、所述热解段下部气体分布器以及所述冷却段下部气体分布器均采用单层鱼刺管结构，单层鱼刺管结构包括外壳、中心管和支管，所述中心管外接多个所述支管，在所述支管的两侧根据气量的大小开有不同的气体出口，所述支管下部为煤气进口。

进一步地，所述加热炉的燃料采用可燃气体、煤或半焦；所述加热炉采用直接加热煤气的方式，或所述加热炉采用蓄热砖、石英砂的热载体间接加热。

进一步地，所述煤气洗涤塔采用水洗工艺或采用油洗工艺，其中，水洗工艺是用水直接对煤气进行洗涤，油洗工艺是指用煤焦油中含有的重油、轻油对煤气进行洗涤。

本实用新型具有如下优点：

1、热解段气体分两部分，一部分直接去煤气洗涤塔，可以回收煤气中的热量，副产蒸汽，另一部分作为热源加热原煤，实现了煤气热量的充分利用；

2、预热段上部集气管、热解段上部集气管、冷却段上部集气管、热解段下部气体分布器、冷却段下部气体分布器均采用单层鱼刺管结构，结构简单，热解炉内温度易于控制，不会因为多层集气管造成煤的架桥和炉内温度的控制问题；

3、冷却段采用水冷壁和水冷屏回收热量，副产蒸汽，提高能量利用率；

4、用来自预热段的含有水蒸气的煤气进入冷却段冷却半焦，将高温半焦上黏附的部分胶质体气体带入热解段，提高焦油的产量；

5、煤中的水分部分用于反应，其余全部进入煤气洗涤塔进行回收，将煤中的水分全部回收，节约水资源；

6、原煤进入热解炉，和高温煤气换热后加热到900℃左右，半焦经过间接换热约100℃进入半焦仓，实现能量的梯级利用，能量利用率提高；

7、热解炉无组织气体排放，正常生产过程中也没有煤气放空；

8、采用煤气和水冷壁、水冷屏对半焦进行冷却，不用水激冷，环境友好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型一些实施例提供的一种热解炉的整体结构图。

图2为本实用新型一些实施例提供的一种热解炉的预热段上部集气管、热解段上部集气管、冷却段上部集气管、热解段下部气体分布器、冷却段下部气体分布器的剖面结构图。

图3为本实用新型一些实施例提供的一种热解炉的冷却段剖面结构图。

图中1、煤仓，2、热解炉，3、膜式水冷壁上部集箱，4、膜式水冷壁，5、膜式水冷壁下部集箱，6、半焦仓，7、冷却段鼓风机，8、冷却段下部气体分布器，9、冷却段上部集气管，10、热解段下部气体分布器，11、热解段上部集气管，12、预热段上部集气管，13、煤气洗涤塔，14、煤气循环风机，15、加热炉，16、外壳，17、耐火材料，18、中心管，19、支管，20、水冷壁管，21、鳍片，22、煤气引风机，23、水冷屏。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，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。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。

如图1至图3所示，本实用新型第一方面实施例中的一种热解炉，包括煤仓1、热解炉2、冷却段下部气体分布器8、冷却段上部集气管9、热解段下部气体分布器10、预热段上部集气管12和加热炉15；热解炉2包括预热段、热解段、冷却段和半焦仓6，预热段的上部与煤仓1相连，预热段的下部与热解段的上部相连，热解段的下部与冷却段的上部相连，冷却段的下部和半焦仓6相连；预热段的上部设置有预热段上部集气管12，热解段的下部设置有热解段下部气体分布器10，热解段下部气体分布器10的进口与加热炉15的煤气出口相连，冷却段的下部设置有冷却段下部气体分布器8，冷却段的上部设置有冷却段上部集气管9。

在上述实施例中，需要说明的是，冷却段上部集气管9和热解段下部气体分布器10之间应当保持一定的距离，高温煤气分布器为单层结构。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，冷却段采用膜式水冷壁4作为外壳16，膜式水冷壁4上侧设置有膜式水冷壁上部集箱3，膜式水冷壁4下侧设置有膜式水冷壁下部集箱5，膜式水冷壁4由水冷壁管20和鳍片21焊接而成，内部设有多组水冷屏23进行热量回收，将高温半焦的热量转化为高压蒸汽。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，热解炉2上部的预热段和热解段的壳体均采用钢板焊接，预热段和热解段内衬耐火材料17。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，还包括热解段上部集气管11和煤气洗涤塔13，热解段上部集气管11设置在热解段的上部，热解段上部集气管11的出口和煤气洗涤塔13相连。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，根据煤种要求上部可以布置热解段上部集气管11；根据煤种需要，预热段上部集气管12可以直接和煤气洗涤塔相连，也可以和冷却段煤气鼓风机相连。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，还包括冷却段鼓风机7，冷却段鼓风机7的进口与预热段上部集气管12的出口相连，冷却段鼓风机7的出口与冷却段下部气体分布器8的总管相连。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，还包括煤气引风机22，煤气引风机22的进口和冷却段上部集气管9相连，煤气引风机22的出口与煤气洗涤塔13的进口相连。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，还包括煤气循环风机14，煤气循环风机14的进口与煤气洗涤塔13的出口相连，煤气循环风机14的出口与加热高温煤气的加热炉15的煤气进口相连。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，预热段上部集气管12、热解段上部集气管11、冷却段上部集气管9、热解段下部气体分布器10以及冷却段下部气体分布器8均采用单层鱼刺管结构，单层鱼刺管结构包括外壳16、中心管18和支管19，中心管18外接多个支管19，在支管19的两侧根据气量的大小开有不同的气体出口，支管19下部为煤气进口。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，加热炉15的燃料采用可燃气体、煤或半焦；加热炉15采用直接加热煤气的方式，或加热炉15采用蓄热砖、石英砂等的热载体间接加热。

可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，煤气洗涤塔13采用水洗工艺或采用油洗工艺，其中，水洗工艺是用水直接对煤气进行洗涤，油洗工艺是指用煤焦油中含有的重油、轻油对煤气进行洗涤。

工作时，原煤经过煤仓1下部的加料阀进入热解炉2上部的预热段，在预热段，煤和热解段的热煤气进行换热，煤被脱除大部分水分并被加热到300℃左右进入热解段；在预热段，来自热解段的高温煤气，经过换热，温度降至100℃左右，此部分含有大量水蒸气的高温煤气通过预热段上部集气管12收集后，经过冷却段鼓风机7加压后进入冷却段下部气体分布器8。

出煤气洗涤塔13的煤气经过煤气循环风机14加压后进入加热炉15加热后的高温煤气，进入热解段下部气体分布器10，高温煤气和热解段的煤进行换热，产生焦油和煤气，焦油和煤气上行和煤进行换热，一部分焦油和煤气从热解段上部集气管11排出送往煤气洗涤塔13，剩余部分煤气继续上行进入预热段。

来自预热段的含有水蒸气的煤气进入冷却段下部气体分布器8，首先和高温半焦进行换热，并将高温半焦上黏附的部分胶质体气体带入热解段，半焦的温度降至100℃左右，同时煤气中的水蒸气被加热到500℃左右，部分水蒸气进入热解段，经过实验室研究证明水蒸气的加入有利于热解煤气和焦油产量的增加。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

Claims (10)

1.一种热解炉，其特征在于，包括煤仓(1)、热解炉(2)、冷却段下部气体分布器(8)、冷却段上部集气管(9)、热解段下部气体分布器(10)、预热段上部集气管(12)和加热炉(15)；

所述热解炉(2)包括预热段、热解段、冷却段和半焦仓(6)，所述预热段的上部与所述煤仓(1)相连，所述预热段的下部与所述热解段的上部相连，所述热解段的下部与所述冷却段的上部相连，所述冷却段的下部和所述半焦仓(6)相连；

所述预热段的上部设置有所述预热段上部集气管(12)，所述热解段的下部设置有所述热解段下部气体分布器(10)，所述热解段下部气体分布器(10)的进口与所述加热炉(15)的煤气出口相连，所述冷却段的下部设置有所述冷却段下部气体分布器(8)，所述冷却段的上部设置有所述冷却段上部集气管(9)。

2.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述冷却段采用膜式水冷壁(4)作为外壳(16)，所述膜式水冷壁(4)上侧设置有膜式水冷壁上部集箱(3)，所述膜式水冷壁(4)下侧设置有膜式水冷壁下部集箱(5)，所述膜式水冷壁(4)由水冷壁管(20)和鳍片(21)焊接而成，内部设有多组水冷屏(23)进行热量回收，将高温半焦的热量转化为高压蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述热解炉(2)上部的所述预热段和所述热解段的壳体均采用钢板焊接，所述预热段和所述热解段内衬耐火材料(17)。

4.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，还包括热解段上部集气管(11)和煤气洗涤塔(13)，所述热解段上部集气管(11)设置在所述热解段的上部，所述热解段上部集气管(11)的出口和所述煤气洗涤塔(13)相连。

5.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，还包括冷却段鼓风机(7)，所述冷却段鼓风机(7)的进口与所述预热段上部集气管(12)的出口相连，所述冷却段鼓风机(7)的出口与所述冷却段下部气体分布器(8)的总管相连。

6.根据权利要求5所述的一种热解炉，其特征在于，还包括煤气引风机(22)，所述煤气引风机(22)的进口和所述冷却段上部集气管(9)相连，所述煤气引风机(22)的出口与所述煤气洗涤塔(13)的进口相连。

7.根据权利要求6所述的一种热解炉，其特征在于，还包括煤气循环风机(14)，所述煤气循环风机(14)的进口与所述煤气洗涤塔(13)的出口相连，所述煤气循环风机(14)的出口与加热高温煤气的所述加热炉(15)的煤气进口相连。

8.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，所述预热段上部集气管(12)、所述热解段上部集气管(11)、所述冷却段上部集气管(9)、所述热解段下部气体分布器(10)以及所述冷却段下部气体分布器(8)均采用单层鱼刺管结构，单层鱼刺管结构包括外壳(16)、中心管(18)和支管(19)，所述中心管(18)外接多个所述支管(19)，在所述支管(19)的两侧根据气量的大小开有不同的气体出口，所述支管(19)下部为煤气进口。

9.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述加热炉(15)的燃料采用可燃气体、煤或半焦；所述加热炉(15)采用直接加热煤气的方式，或所述加热炉(15)采用蓄热砖、石英砂的热载体间接加热。

10.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，所述煤气洗涤塔(13)采用水洗工艺或采用油洗工艺，其中，水洗工艺是用水直接对煤气进行洗涤，油洗工艺是指用煤焦油中含有的重油、轻油对煤气进行洗涤。