CN2232444Y - 对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体 - Google Patents
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Abstract
一种对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体，具有一构成炉腔的炉壳，在其炉腔内具有至少一套自上而下连通的干馏管，在炉腔的上部，所述的干馏管具有至少一个与每一套干馏管上下连通的第一干馏煤气集气腔，并在第一干馏煤气集气腔的下部，与第一干馏煤气集气腔相隔一段距离的干馏管具有至少一个与至少一套干馏管上下连通的第二干馏煤气集气腔，在所述第一和第二集气腔上，均各自至少设有一个连通集气腔的煤气抽取管。
Description
本实用新型涉及一种煤的干馏炉炉体，特别是用于将煤实行低温、中温、高温连续干馏得到煤气、焦油和焦炭的直立式干馏炉炉体。
目前，普遍采用的中温外热式连续操作直立炭化炉，其结构单一，传热效率低，对于馏用原料要求严，不同粒级的块煤混和在一起干馏，干馏效率低，且这种结构只能进行外热式干馏。用昂贵的煤气为干馏热源。目前的干馏炉对于干馏炉体所用的煤种、粒度、干馏热源都有比较严格的要求，对于煤干馏产品的品种有局限性，不能满足各类用户具备的不同条件和繁杂需求的多样性。
本实用新型的目的是提供一种结构合理，便于使用的，用于对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体。
本实用新型是这样实现的，即本实用新型提供一种用于对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体，该炉体至少具有一构成炉腔的炉壳，其特征是，该炉体在其炉腔内具有至少一套自上而下连通的干馏管，在炉腔的上部，所述的干馏管具有至少一个与每一套干馏管上下连通的第一干馏煤气集气腔，并在第一干馏煤气集气腔的下部，与第一干馏煤气集气腔相隔一段距离的干馏管具有至少一个与至少一套干馏管上下连通的第二干馏煤气集气腔，在所述第一和第二集气腔上，均各自至少设有一个连通集气腔的煤气抽取管。
本实用新型的干馏炉炉体若采用外热式干馏，即干馏用的烟气进入炉腔但在干馏管之外对干馏管内的煤进行干馏，则有利的是，在该炉体的下部至少具有一通入炉腔的外热用烟气通道和在炉体的上部至少具有一排放经干馏热交换的外热用烟气废气的通道。
最好上述炉体的底部设有底板，该底板具有允许所述干馏管穿过的通孔。更为有利的是上述外热式干馏炉体结构的炉腔中，在基本水平的方向设置有至少两块具有圆缺和具有适用于干馏管穿过的通孔的折流板。且最好相邻两折流板的圆缺的一端相互处于相反的方向上，以便对外热用烟气进行折流。
本实用新型的干馏炉炉体还可单独采用内热式干馏，或在采用外热式干馏的同时采用内热式干馏方式，在这两种情况下，有利的是，至少在一套干馏管的下部连通有一通入内热用烟气的管道，以便通入干馏管内热用烟气而对煤进行内热式干馏。
有利的是，本实用新型的干馏炉炉体具有若干套干馏管。并且，所述两个集气腔各具有一腔壳，所述的炉壳具有炉壁内衬，至少第二集气腔的腔壳边缘与炉壁内衬之间具有足够的空隙，以便于外热用烟气从该空隙通过。
上述各套干馏管可具相同的直径。
有利的是，本实用新型的干馏炉炉体的干馏管还可设置为至少两套直径不同的干馏管，以适于两种以上粒级的煤的干馏。
作为一种特例，本实用新型的干馏炉炉体具有四套干馏管，其中该四套干馏管按直径大小被分为两组干馏管，各相同直径的一组干馏管被设置在炉腔中的同一侧，以便干馏两种粒级的煤。并用在所述的第一和第二集气腔中，在该两组干馏管之间各竖立设置有一其高度小于集气腔高度的分隔板，用于将集气腔中的两种粒级的煤分隔开。
作为另一种特例，本实用新型的干馏炉炉体的若干套干馏管按直径的大小被设置为五组干馏管，相同直径的干馏管为一组，每一组干馏管至少具有一套干馏管，其中适于干馏50～100mm粒度的大块煤的一套干馏管被设置在炉体的中心，在该套干馏管上，与第一和第二集气腔下部连接的那部分干馏管高出各集气腔底部一段，以便将大块煤粒与其他粒级的煤隔开，其余分别适于干馏25～50mm的中块煤、13～25mm的小块煤、6～13mm的粒煤以及0～6mm的粉煤的四组干馏管在炉体的炉腔中分别接四个扇区设置，且在所述的各集气腔中对应于上述四个扇区竖立设置四个分隔四个扇区的分隔板，所述的分隔板的高度可小于集气腔的高度，以便在各集气腔下部将不同粒级的煤分隔开。
再者，所述的设置在炉体中心的一套干馏管在第二干馏煤气集气腔中连续延伸而与第二干馏煤气集气腔隔绝。
另外，本实用新型的上述干馏炉炉体的炉壳具有一个顶盖和一个结构为三层的炉壁，所述的顶盖具有适于各套干馏管穿过的通孔，但对炉腔的顶部进行封闭，所述的炉壁分别由非金属耐热内衬、金属外壳和外层保温层构成。
本实用新型结构合理，热效率高，生产强度大，以金属炉体为主要构造，生产规模可变性大。
本实用新型的特别的优点在于，本实用新型的于馏炉炉体由于是在炉腔中设置干馏管和干馏煤气集气腔，因此该炉体适于选择采用外热式干馏和内热式干馏或同时采用这两种干馏方式，并且有助于提高干馏的传热效率，再结合发明人设计的与之配套使用的用于喂煤的煤槽装置和用于连续出焦的出焦装置等另几项发明，这种结构对煤实行连续干馏，更提高了这种干馏炉炉体的生产效率，同时该结构便于采用内热用烟气，可控制干馏煤气的热值，尤其是除了用煤气的燃气作干馏热源外，还可以利用成本低得多的废热烟气作干馏热源；有利的是，本实用新型的结构还适于同时干馏不同粒级的煤煤，可获得具有多种用途的不同粒级的无水高温焦炭或型焦，另外利用本实用新型的结构可得到煤气净化流程简单的，固定资产投资和运行成本低得多的低温焦油，而较少产生含酚污水和含氰污水，本实用新型的炉体结构其生产强度比连续式直立炭化炉、炼焦炉高出10倍，而更为有利的是，本实用新型最重要的优点是本实用新型的结构可以使生产能力小型化，可以作为村级居民点、乡、镇级居民区、开发区，5万人以上的小城市的民用煤气气源厂的关键制气设备。
总之，本实用新型在设备结构的合理性、先进性方面，原料煤的广谱性方面，环境保护的先进性方面，干馏方式的多样性方面，干馏热源成本的低廉方面，干馏产品的优良品质和多品种方面，生产规模的小型化方面，满足用户的多种需求等各个方面，具有众多的优点。
下面结合附图举例说明本实用新型的典型的干馏炉炉体。其中
图1为本实用新型的一种对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体的竖向剖面示意图。
图2为图1中A—A剖面放大的示意图。
图3为本实用新型的另一实施例的类似于图2的剖视放大图，其中的干馏管具有相同的管径。
图4为实用新型又一实施例的类似于图2的剖视放大图，图中有四套干馏管，分别为两种管径，相同的管径为一组并设置在同一侧，且分别适于干馏不同粒级的煤。
图5为本实用新型的炉体的炉腔中设置的一种外热用干馏烟气折流板的俯视图。
图6为本实用新型的炉体的炉腔中可相邻于同图5所示的折流板设置的另一种具有圆缺的折流板的俯视图。
图7为本实用新型另一种实施例的竖向剖面示意图。
图中，1为炉腔顶盖、2为炉壁的内衬、3为炉壁外壳、4为炉壁的外层保温层、(5，5′5″)为干馏管，其中5为低温干馏管，5′为中温干馏管，5″为高温干馏管、(6，6′)为煤气集气腔，其中6为低温干馏煤气(第一)集气腔，6′为中温、高温干馏煤气(第二)集气腔、7为集气腔内设不同粒级的煤的分隔板，8为外热用干馏烟气通道，9为排放经干馏热交换的外热用干馏烟气废气的通道、10为外热用干馏烟气折流板，11为炉腔底板、12为通入内热用烟气的管道、13为煤气抽取管，14为集气腔外壳，15为折流板的通孔，16为防爆安全阀。
如图1所示为对煤实行低温连续干馏的干馏炉炉体，其中，炉壁由非金属材料的耐热内衬2、普通钢焊制的外壳3，以及炉壁外层保温层4组成，在炉体的上端有一顶盖1，该顶盖上具有允许干馏管(5，5′5″)穿过的通孔但顶盖1对炉腔上端进行封闭，即由上述三层结构组成的炉壁至少与顶盖构成了本实用新型的炉壳。该炉壳的内部即为炉腔。在炉腔中，穿过顶盖1，自上而下设置有干馏管(5，5′5″)。干馏管自上而下由两个煤气集气腔(6，6′)连通。本实施例中例举了两个集气腔，即炉腔上部的第一煤气集气腔6和第一集气腔下部的第二煤气集气腔6′，各集气腔将至上而下的干馏管连通但各集气腔在炉腔中自身又是个封闭的腔体，并具有集气腔腔壳14。本例中的干馏管是这样设置的，即以上端引入各集气腔的干馏管的中心线的竖直延长线作为各集气腔下端引出干馏管的中心线，且处于同一中心延长线的在各集气腔引入和引出的干馏管具有相同的直径，所有处于同一竖直中心延长线上的各集气腔的引入和引出的干馏管称为一套干馏管。在本例中，该干馏炉炉体具有若干套干馏管，且按直径的大小被分为五组，相同管径的为一组。如图2所示，其处于炉体中心的一套干馏管自身为一组，用于干馏50～100mm直径大小的大块煤，其余分别按其直径的大小依次适于干馏25～50mm直径大小的中块煤，13～25mm直径大小的小块煤，6～13mm直径大小的粒煤以及0～6mm直径大小的粉煤的四组干馏管分别被设置在圆柱形炉腔的四个扇区。如图1和图2所示，为了将不同粒级的煤分开，以便分别进行有效的干馏并按不同粒度的焦出焦，在各集气腔6中分别按上述四个扇区设置分隔四个扇区的分隔板7，该分隔隔板在各集气腔中从各集气腔的底部起竖立设置，且其高度小于各集气腔的高度，以便该分隔板对由干馏管从上引入各集气腔的煤按粒级进行分隔，即将相同粒级的煤分隔在各集气腔6的集气腔壳14内的相同的扇区内，同时又便于不同粒级的煤的干馏的共同集气。另外图1中处于炉体中央的适于干馏大块煤的干馏管也由各集气腔底部竖立向上引出各集气腔底部一段，其引出高度可与各分隔板的高度一致，或比分隔板的高度再高一些或再低些，它也是用于对不同粒级的煤的分隔。从图1中又可以看到，各集气腔的上部还设有一引出干馏煤气的煤气抽取管13。位于炉腔上部的第一集气腔6，一般用于炉体上部干馏管作低温干馏的干馏煤气的集气，而位于第一集气腔下部的第二煤气集气腔6′可用作炉体中、下部的干馏管和第二集气腔内的煤的中温和高温干馏的干馏煤气的集气。
图1中，第一集气腔和第二集气腔与干馏管的连接形式相同，在各集气腔上，各套干馏管间断而由集气腔连通。
而在不同于图1的图7的另一个实施例中，其处于炉体的中心的干馏管，在第二集气腔6′中不间断，而是连续延伸的，直到第一集气腔才作间断。因此，图7中的炉体中心的干馏管的干馏煤气是在第一集气腔中集气的而不是在第二集气腔中集气的。
可以看出，无论是图1或是图7，或是图2至图4的哪一种形式，其第二集气腔的腔壳14，与炉壁内衬2之间都有足够的间隙，以便外热用干馏烟气通过该间隙。
图1所示的干馏炉炉体设置有位于炉体下部的外热用干馏烟气通道8和相应在上部设置外热用干馏烟气的废气排除通道9。为了便于充分地进行热交换以便对干馏管内的煤进行有效的干馏，炉腔中在基本水平的方向上设置有图1以及图5和图6所示的外热用干馏烟气折流板10。如图5和图6所示，这种外热用干馏烟气折流板10具有圆缺，且具有允许干馏管穿过的通孔15。图5和图6所示的折流板，其圆缺处于另一折流板的圆缺的相对的一侧，本实用新型一般是将这两种具有相互处于相对侧的圆缺的折流板在炉腔中相邻设置，如图1所示，且使得邻近低部外热用烟气通道8的一块折流板的圆缺处于该通道8的入口的相对的一侧，这样外热用干馏烟气在炉腔中则大致以一个“Z”字形的路径绕行，保证了外热用干馏烟气与干馏管(5，5′5″)的充分的热交换和对煤的有效的干馏。折流板14在炉腔中还对干馏管(5，5′5″)及集气腔起到支承固定作用。另外，在图1所示的干馏炉炉体炉腔的下部还设置有炉腔底板11，该底板11构形类似于图5和图6所示的折流板，只是其形状为完整的圆板而不具有圆缺，但同样具有允许干馏管(5，5′5″)穿过的通孔。该低板可以对炉体封闭但也可以不封闭炉体。
图1中还于炉腔下部选择性地设置有通入干馏管(5，5′5″)的内热用干馏烟气通道12，以便可选择地进行内热式的干馏。
如图1所示，这种干馏炉炉体如上所描述具有内热式干馏和外热式干馏的设施，因此可以选择地进行内热式干馏或外热式干馏，或同时进行内热式干馏和外热式干馏。
图3示出了另一实施例的类似于图2的剖视放大图，该实施例中，干馏管(5，5′5″)均为相同的管径，适于干馏同一种粒级的煤。由于是对同一粒级的煤进行干馏，因此集气腔壳14内的集气腔中一般不采用分隔板。
图4为又一种实施例的类似于图2的剖视放大图。该实施例中，采用四套干馏管，为两种不同的管径，适于干馏两种不同粒级的煤。其相同管径的两干馏管为一组，被设置在圆柱形炉腔中的同一侧。如图4所示，集气腔壳14内的集气腔中，分隔板7将集气腔分隔为两个区域，使相同管径的干馏管处于同一个区域内。该分隔板7类似于图1的分隔板，是由集气腔的底部向上竖立设置，且其高度小于集气腔本身的内腔高度，以便既对不同粒级的煤进行分隔同时又便于集气腔对不同粒级的煤的干馏煤气共同集气。当然，若有必要，图1、图2、图4所示的分隔板也可具有将集气腔6分隔为几个独立的集气腔的高度，以便于不同的干馏管分别集气。
本实用新型由不同管径的不同牌号的耐热钢焊制成干馏管。标号5为低温干馏用干馏管，采用OGr13之类可耐650℃以下温度的耐热钢；标号5′为中温干馏用干馏管，采用1Gr18Ni9Ti之类可耐850℃以下温度的耐热钢；标号5″为高温干馏用干馏管，采用Cr25Ni20之类可耐1150℃以下温度的耐热钢。温度为160℃至300℃的、无水煤M连续分别进入用普通钢材制造的低温干馏煤气(第一)集气腔6，然后进入不同管径的低温干馏管。煤经过低温干馏后，进入以OGr13耐热钢制作的中、高温煤气(第二)集气装置6′，然后进入中温干馏管5′和高温干馏管5″完成中温和高温干馏，成为挥发份低于1％的粒级不同的1100℃的高温焦J。煤自上而下，自行在炉管中落下，干馏成焦后，排出干馏炉。利用1150℃高温烟气为外热式干馏热源W。由引风机吸入干馏炉。完成干馏过程后，外热用高温烟气W成为低于300℃的废气F，抽出炉外进行余热利用。完成干馏过程后，煤成为不同粒级的焦J连续排出炉外，其温度为1000℃至1100℃。对型煤实行低、中、高温干馏时，标号5、5′及5″均为同一管径的干馏管。型煤完成高温干馏后，排出炉外。用1150℃的高温烟气同时可以作为内热式干馏热源N，在干馏炉下部通过用Gr25Ni20耐热钢制成的金属管进入块煤的高温干馏管内，自下而上依次序经过高温干馏管5″、中温干馏管5′，高、中温干馏煤气集气腔6′，低温干馏管5，低温干馏煤气(第一)集气腔6与煤气一起进入煤气净化系统。内热式高温烟气对煤进行了内热式高温干馏、中温干馏和低温干馏。内热式干馏用烟气N通入量多，传热系数高，煤气热值低；通入量少，煤气热值高，传热系数低。可根据需要进行调节。煤在干馏管5经过低温干馏后产生带有低温焦油气的、温度在160℃至300℃的高热值的煤气Q，在第一集气腔集拿合后，抽出干馏炉外。经过中温外热式干馏和高温外热式干馏以及高、中温内热式干馏的煤，产生500℃至600℃的中热值煤气或低热值煤气Q经高、中温干馏煤气(第二)集气腔6′抽出干馏炉外。标号16为防爆安全阀，用铸铁和普钢制成。
本实用新型中，干馏管(5，5′，5′)及集气腔(6，6′)之间可采用焊接连接。通常情况下，炉体内各干馏管分别有4～6m的长度以便使各段5，5′，5″处于不同的温度区域。当然任何适宜的长度都是可以采用的。
在整个干馏过程中，煤M或焦(碳)J在干馏管中可以通过控制出焦装置(申请人的另一项发明)控制出焦的速度，使得煤或焦在干馏炉中处于连续往下的运动，因此可进行连续的干馏。当然也可通过煤槽装置和出焦装置来控制其喂煤或出焦的速度使速度间歇为零，即进行间歇式干馏。但一般采用连续干馏可具有较高的干馏效率。
干馏煤的进煤速度(单位时间的进煤量)、干馏出焦速度(单位时间的出焦量)、内热干馏烟气的进气量以及内热用干馏烟气的温度等参数以及干馏方式均可以选择或进行改变，以便以不同的效率、或不同的方式得到不同燃值和品质的煤气和焦。
Claims (15)
1、一种用于对煤实行低温、中温、高温连续干馏的直立式干馏炉炉体，该炉体至少具有一构成炉腔的炉壳，其特征是，该炉体在其炉腔内具有至少一套自上而下连通的干馏管，在炉腔的上部，所述的干馏管具有至少一个与每一套干馏管上下连通的第一干馏煤气集气腔，并在第一干馏煤气集气腔的下部，与第一干馏煤气集气腔相隔一段距离的干馏管具有至少一个与至少一套干馏管上下连通的第二干馏煤气集气腔，在所述第一和第二集气腔上，均各自至少设有一个连通集气腔的煤气抽取管。
2、一种如权利要求1所述的干馏炉炉体，其特征是，在该炉体的下部至少具有一通入炉腔的外热用烟气通道和在炉体的上部至少具有一个排放经干馏热交换的外热用烟气废气的通道。
3、一种如权利要求2所述的干馏炉炉体，其特征是所述的炉体的底部设有底板，该底板具有允许所述干馏管穿过的通孔。
4、一种如权利要求3所述的干馏炉炉体，其特征是，在所述的炉腔中，在基本水平的方向设置有至少两块具有圆缺和具有适用于干馏管穿过的通孔的折流板。
5、一种如权利要求1所述的干馏炉炉体，其特征是，至少一套干馏管的下部连通有一通入内热用烟气的管道。
6、一种如权利要求2所述的干馏炉炉体，其特征是，至少一套干馏管的下部连通有一通入内热用烟气的管道。
7、一种如权利要求3所述的干馏炉炉体，其特征是，至少一套干馏管的下部连通有一通入内热用烟气的管道。
8、一种如权利要求4所述的干馏炉炉体，其特征是，至少一套干馏管的下部连通有一通入内热用烟气的管道。
9、一种如权利要求1～8之一所述的干馏炉炉体，其特征在于，该炉体具有若干套干馏管，并且，所述两个集气腔各具有一腔壳，所述的炉壳具有炉壁内衬，至少第二集气腔的腔壳边缘与炉壁内衬之间具有足够的间隙，以便于外热用烟气从该间隙通过。
10、一种如权利要求9所述的干馏炉炉体，其特征是，各套干馏管具有相同的直径。
11、一种如权利要求9所述的干馏炉炉体，其特征是，所述的若干套干馏管设置为至少两套直径不同的干馏管，以适于两种以上粒级的煤的干馏。
12、一种如权利要求11所述的干馏炉炉体，其特征是，该炉体具有四套干馏管，其中该四套干馏管按直径大小被分为两组干馏管，各相同直径的一组干馏管被设置在炉腔中的同一侧，以便干馏两种粒级的煤，并且在所述的第一和第二集气腔中，在该两组干馏管之间各竖立设置有一分隔板，用于将各集气腔中的两种粒级的煤分隔开。
13、一种如权利要求11所述的干馏炉炉体，其特征是，若干套干馏管按直径的大小被设置为五组干馏管，相同直径的干馏管为一组，每一组干馏管至少具有一套干馏管，其中适于干馏50～100mm直径大小粒度的大块煤的一套干馏管被设置在炉体的中心，在该套干馏管上，与第一和第二集气腔下部连接的那部分干馏管高出各集气腔底部一段，以便将大块煤与其他粒级的煤隔开，其余分别适于干馏25～50mm直径大小的中块煤、13～25mm直径大小的小块煤、6～13mm直径大小的粒煤以及0～6mm直径大小的粉煤的四组干馏管在炉体的炉腔中分别按四个扇区设置，且在所述的各集气腔中对应于上述四个扇区竖立设置四个分隔四个扇区的分隔板，在各集气腔中将不同粒级的煤分隔开。
14、一种如权利要求13所述的干馏炉炉体，其特征是，所述的设置在炉体中心的一套干馏管在第二干馏煤气集气腔中连续延伸而与第二干馏煤气集气腔隔绝。
15、一种如权利要求9所述的干馏炉炉体，其特征是，所述的炉体的炉壳具有一个顶盖和一个结构为三层的炉壁，所述的顶盖具有适于各套干馏管穿过的通孔但对炉腔的顶部进行封闭，所述的炉壁由非金属耐热内衬、金属外壳和外层保温层构成。
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