一種外熱式低溫干餾爐的制作方法
【專利摘要】一種外熱式低溫干餾爐，屬于煤化工低溫干餾領(lǐng)域。爐內(nèi)有沿高度方向布置的多個(gè)煤氣燃燒室，兩側(cè)燃燒室的中間有沿高度方向布置的截面呈傘形的集氣傘，用來收集傘兩側(cè)受到燃燒室爐墻加熱的原料分解產(chǎn)生的熱解產(chǎn)物。該熱解產(chǎn)物在集氣傘內(nèi)流動，集氣傘兩端分別連接垂直布置的集氣管道，使熱解產(chǎn)物導(dǎo)出爐外。爐體的下部有用于熱物料冷卻的氣體分布通道和冷卻氣集氣室。燃燒室兩端的爐墻內(nèi)嵌入蜂窩陶瓷蓄熱塊或耐火磚制成的蓄熱體，用來進(jìn)行煙氣與空氣換熱，以提高干餾爐熱效率。本實(shí)用新型使用60mm以下自然粒級分布的固體原料，原料利用率可達(dá)到100%。通過單元并聯(lián)組合可以形成大生產(chǎn)能力的低溫干餾生產(chǎn)裝置（系統(tǒng)）。
【專利說明】一種外熱式低溫干餾爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于固體燃料的外熱式低溫干餾爐，屬于煤化工中低溫干餾領(lǐng)域。用于處理60_以下固體燃料(例如褐煤、長焰煤、油頁巖等)，通過低溫干餾生產(chǎn)中低溫焦油、煤氣和半焦。

【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用低溫干餾工藝進(jìn)行煤炭低溫干餾是在陜西神府地區(qū)，主要使用的是氣體熱載體的內(nèi)熱式直立爐工藝，內(nèi)熱式干餾工藝應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)非常成熟。該工藝要求使用原料粒度在20?120mm的塊煤?？諝馀c煤氣的混合氣在塊狀物料自然堆積形成的空隙間燃燒，將熱量直接傳遞給物料。燃燒產(chǎn)生的熱煙氣向上運(yùn)動同時(shí)帶走熱解產(chǎn)物，在上升過程中與物料交換熱量，混合氣體溫度不斷降低，直至混合氣與熱解產(chǎn)物被導(dǎo)出爐外。
[0003]由于大量燃燒產(chǎn)生的煙氣與熱解產(chǎn)生的煤氣混合，該工藝產(chǎn)出的煤氣中氮?dú)夂扛哌_(dá)46%以上，煤氣熱值低，單位原料產(chǎn)氣量大，回收系統(tǒng)龐大，用于煤氣直接冷卻的含酚污水循環(huán)量大，運(yùn)行成本較高。
[0004]外熱式干餾工藝由于燃燒室與干餾室通過導(dǎo)熱墻分隔開，燃燒產(chǎn)生的煙氣不與干餾熱解氣混合，因此單位原料產(chǎn)氣量低，只有內(nèi)熱式工藝的20%左右，回收系統(tǒng)小，煤氣熱值高，煤氣中焦油濃度高，有利于焦油的回收。
[0005]通常外熱式干餾爐在炭化室兩側(cè)分別設(shè)有燃燒室，燃料在燃燒室燃燒產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱墻將熱量傳遞給炭化室內(nèi)的物料，物料受熱分解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物向上在爐頂被導(dǎo)出爐外。由于裂解產(chǎn)物的80%是沿爐墻即溫度比較高的部位向上運(yùn)動，熱解產(chǎn)物受熱二次分解，其中焦油裂解造成焦油產(chǎn)率下降，而焦油是低溫干餾產(chǎn)品中價(jià)值最高的，產(chǎn)品收率的降低導(dǎo)致了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的盈利能力的下降。
[0006]常規(guī)外熱式干餾爐通常在燃燒煙氣排出通道設(shè)置蓄熱室用來回收煙氣熱量，蓄熱體一般采用粘土質(zhì)格子磚，蓄熱室體積龐大，雖然使用周期比較長但不便于維護(hù)。
[0007]爐頂導(dǎo)出熱解產(chǎn)物的外熱式低溫干餾爐采用的原料要求有一定的粒度范圍，不能含有太多的粉狀原料，以利于熱解產(chǎn)物的排出。這種氣體導(dǎo)出方式和原料粒度的要求也導(dǎo)致系統(tǒng)傳熱速度較慢，單爐生產(chǎn)能力較低。
[0008]隨著低溫干餾工藝的應(yīng)用擴(kuò)大，建設(shè)方要求煤氣的利用途徑要多樣化和單爐生產(chǎn)能力擴(kuò)大，同時(shí)要求爐型、工藝能應(yīng)用于小顆粒(主要是20_以下)原料。煤氣利用途徑多樣化要求煤氣中氮?dú)忸惖臒o用成分最少或沒有才能實(shí)現(xiàn)，外熱式低溫干餾工藝就是一種選擇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是解決熱解產(chǎn)物(主要是焦油)受熱裂解的技術(shù)性難題，以單元并聯(lián)方式使單爐生產(chǎn)能力擴(kuò)大至30萬噸/年以上。本實(shí)用新型一種外熱式低溫干餾爐，通過爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了熱解產(chǎn)物低溫導(dǎo)出，利用廢煙氣冷卻固體產(chǎn)品，換熱后的熱煙氣用于干燥原料，提高了系統(tǒng)的熱效率。
[0010]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，一種外熱式低溫干餾爐，在爐體每個(gè)單元兩側(cè)爐墻內(nèi)沿高度方向水平平行布置若干氣體燃燒室，在爐膛中部沿高度方向布置多個(gè)截面呈傘形的采用鑄鐵或耐溫材料制作成的集氣傘，同一垂線上的集氣傘分別連接在埋設(shè)在兩端爐墻內(nèi)的集氣管上，集氣管截面為圓形，為降低施工難度也可以制作成方形結(jié)構(gòu)；為便于維護(hù)，集氣管也可安裝在爐體外部；在燃燒室兩端嵌入蓄熱體用來回收燃燒煙氣熱量，爐體下部設(shè)置用于冷卻熱物料的冷卻氣體分布通道和收集冷卻氣的冷卻氣集氣室。
[0011]燃燒室利用導(dǎo)熱墻與干餾物料隔離，上下燃燒室之間使用耐火磚砌筑隔離層，相鄰單元燃燒室之間通過燃燒室隔墻分開，以便于各燃燒室單獨(dú)可控，使各燃燒室溫度及燃燒強(qiáng)度一致。
[0012]燃燒室兩端爐墻內(nèi)嵌入蓄熱體，空氣經(jīng)過一側(cè)蓄熱體被加熱后進(jìn)入燃燒室；煤氣在空氣進(jìn)入側(cè)通過分配管噴入燃燒室，在燃燒室內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散燃燒。燃燒后的熱煙氣在燃燒室另一側(cè)經(jīng)過蓄熱體，將熱量傳遞給蓄熱體后通過煙道排出爐外?？諝馀c煤氣進(jìn)入方向和煙氣排出方向用爐外閥門控制定時(shí)換向。
[0013]炭化室中靠近燃燒室導(dǎo)熱墻的物料受熱分解，產(chǎn)生的熱解產(chǎn)物在向中部的集氣傘運(yùn)動中被其經(jīng)過的較冷的物料降溫，從而避免了焦油的二次裂解。由于沿高度方向布置有多個(gè)集氣傘，可以實(shí)現(xiàn)熱解產(chǎn)物在高度方向的均勻和快速導(dǎo)出。
[0014]為便于蓄熱體的維護(hù)與更換，嵌入爐墻內(nèi)的蓄熱體采用石棉絨耐火粘土粘接砌筑。
[0015]爐體下部經(jīng)冷卻氣體分布通道采用金屬制作的傘形結(jié)構(gòu)或使用帶有開孔的耐火磚砌筑而成，通過冷卻氣體分布通道送入料層的冷煙氣與熱物料換熱，使物料溫度降至15(rC以下，再被下部連接的排料機(jī)排出爐外。穿過料層換熱后的煙氣進(jìn)入冷卻氣集氣室，再經(jīng)集氣室側(cè)面連接的經(jīng)過保溫處理的管道送去做原料干燥；冷卻氣集氣室的爐墻可以使用耐火磚砌筑或使用耐火澆注料制作而成。
[0016]本實(shí)用新型一種用于固體燃料的外熱式低溫干餾爐，爐內(nèi)分別沿高度方向布置多個(gè)燃燒室和多個(gè)集氣傘，可以通過增加燃燒室的數(shù)量和并聯(lián)單元數(shù)量增加單爐的產(chǎn)能，從而實(shí)現(xiàn)裝置的大型化。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]1、由于爐內(nèi)沿高度方向布置多個(gè)燃燒室，燃燒室經(jīng)過優(yōu)化可以使燃燒及溫度分布更均勻，更便于調(diào)控；
[0019]2、由于爐膛內(nèi)沿高度方向布置多個(gè)集氣傘，熱解產(chǎn)物導(dǎo)出路徑更短，爐內(nèi)壓力較低，爐體承壓更??；熱解產(chǎn)物向低溫側(cè)流動，避免了熱解產(chǎn)物的二次裂解；
[0020]3、由于爐內(nèi)沿高度方向布置多個(gè)集氣傘，加之單位原料產(chǎn)氣量小，熱解產(chǎn)物在爐內(nèi)穿透料層速度低，基本消除了氣體夾帶粉塵的可能；
[0021]4、爐體下部設(shè)有冷卻氣體分布通道，冷卻氣體穿過熱的料層后形成的熱煙氣通過經(jīng)保溫處理的管道送出做入爐前的原料干燥氣，利用了干餾產(chǎn)物的顯熱，提高了系統(tǒng)的熱效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分。本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0023]圖1為本實(shí)用新型基本單元主剖面示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型A-A向剖面圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型B-B向剖面圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型C-C向剖面圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型D-D向剖面圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型E-E向剖面圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型F-F向剖面圖。
[0030]圖8本實(shí)用新型的一種變形實(shí)施例；
[0031]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的組合結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本實(shí)用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0034]圖1為一個(gè)基本單元結(jié)構(gòu)，以該單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)通過多種串并聯(lián)方式形成較大生產(chǎn)能力的單體爐。該基本單元由燃燒室、集氣傘、集氣管道、燃燒室導(dǎo)熱墻和側(cè)面爐墻圍成的爐膛、下部的冷卻氣體分布通道、冷卻氣集氣室、蓄熱塊等組成。爐體的下部導(dǎo)料槽連接出料機(jī)，使?fàn)t內(nèi)物料可以均勻排出爐外。
[0035]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6及圖7所示，一種用于固體燃料的外熱式低溫干餾爐，包括原料入口 1、爐體2、燃燒室隔墻3、導(dǎo)熱墻4、集氣傘5、冷卻氣導(dǎo)出口 6、冷卻氣分布通道7、產(chǎn)品導(dǎo)料槽8、冷卻氣集氣室9、煤氣分配管10、煤氣分配管10’、蓄熱體11、空氣送入管12及煙氣導(dǎo)出管12’、煤氣集氣管13、燃燒室14。燃燒室14以集氣傘5垂直中線對稱布置，兩側(cè)導(dǎo)熱墻4及兩端爐墻合圍成爐膛，產(chǎn)品導(dǎo)料槽8下部連接出料機(jī)械。集氣傘5采用鑄鐵或耐溫金屬制作而成；同一垂直線上的集氣傘5分別連接在兩端的兩根集氣管13上，集氣管13可以埋設(shè)在側(cè)面爐墻內(nèi)，也可以安裝在爐體外部，埋設(shè)在爐墻內(nèi)的集氣管13截面可以是圓形，也可以是方型結(jié)構(gòu)；冷卻氣體分布通道7采用金屬制作的傘形結(jié)構(gòu)或使用帶有開孔的耐火磚砌筑而成；冷卻氣集氣室9的爐墻可以使用耐火磚砌筑或使用耐火澆注料制作而成。
[0036]經(jīng)過初步破碎或被干燥后的原料煤經(jīng)過原料入料口 I進(jìn)入爐膛內(nèi)，進(jìn)入爐膛內(nèi)原料分布在導(dǎo)熱墻4和集氣傘5之間，物料向下運(yùn)動進(jìn)入冷卻段，被煙氣冷卻后經(jīng)過產(chǎn)品導(dǎo)料槽8由出料機(jī)械排出爐外。
[0037]空氣通過空氣送入管12送入，經(jīng)過蓄熱體11換熱后的熱空氣進(jìn)入燃燒室14，煤氣通過煤氣分配管10送入燃燒室14，在熱空氣流中燃燒，燃燒煙氣再燃燒室14內(nèi)水平流動，通過并將熱量傳遞給對側(cè)的蓄熱體11，降溫后煙氣經(jīng)煙氣導(dǎo)出管12’排出爐外，此時(shí)煤氣分配管10’關(guān)閉。管道12及12’和煤氣分配管10及10’通過外部對應(yīng)的管道閥門控制定時(shí)換向。
[0038]煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱墻4傳遞給導(dǎo)熱墻4與集氣傘5之間的物料，物料受熱產(chǎn)生裂解產(chǎn)物，產(chǎn)物被集氣傘5收集，該產(chǎn)物在集氣傘5內(nèi)水平向兩端流動進(jìn)入煤氣集氣管13，再經(jīng)煤氣集氣管13導(dǎo)出爐外；受熱分解后的固體產(chǎn)物向下運(yùn)動，被來自冷卻氣分配管道7中噴出的冷卻氣體冷卻，繼續(xù)向下經(jīng)產(chǎn)品導(dǎo)料槽8被下部連接的排料機(jī)械排出爐外。
[0039]冷卻氣體通過冷卻氣分布通道7側(cè)面的開孔進(jìn)入爐內(nèi)與熱固體物料接觸并使其降溫，換熱后的冷卻氣進(jìn)入冷卻氣集氣室9。熱煙氣經(jīng)冷卻氣導(dǎo)出口 6導(dǎo)出爐外，經(jīng)熱風(fēng)機(jī)送去做入爐原料干燥。
[0040]實(shí)施例1:如圖8所示，該實(shí)施例為基本單元的一種變形。該實(shí)施例冷卻氣體使用自產(chǎn)煤氣，在下層燃燒室和冷卻氣集氣室之間的耐火砌體上設(shè)有開孔，換熱后的煤氣通過開孔進(jìn)入燃燒室，煤氣在熱空氣流中燃燒。該實(shí)施例取消下層燃燒室兩側(cè)的煤氣分配管10及 10’。
[0041]實(shí)施例2:如圖9所示，該實(shí)施例為基本結(jié)構(gòu)單元的一種組合方式。若干個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元并聯(lián)組合在一起形成一臺大型低溫干餾爐，其下部有多個(gè)出料機(jī)構(gòu)，采用聯(lián)動控制；各單元燃燒室進(jìn)排氣管道分別通過支管與總進(jìn)排氣總管道連接，總管道上設(shè)置自動換向閥實(shí)現(xiàn)換向過程自動控制；各單元煤氣集氣管13通過支管與集氣總管連接，集氣總管連接至回收系統(tǒng)。
[0042]如上所述，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種外熱式低溫干餾爐，其特點(diǎn)是:爐墻內(nèi)設(shè)有沿高度方向布置的多個(gè)煤氣燃燒室，兩側(cè)燃燒室及側(cè)面爐墻圍成的爐膛中部有沿高度方向布置的截面呈傘形的集氣傘，集氣傘兩端連接埋藏于爐墻內(nèi)的集氣管；爐體的下部有用于熱物料冷卻的冷卻氣體分布通道和冷卻氣集氣室；燃燒室兩端的爐墻內(nèi)嵌入蜂窩陶瓷蓄熱塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:空氣在燃燒室一側(cè)通過蓄熱體進(jìn)入燃燒室，煤氣通過分配管進(jìn)入燃燒室，混合燃燒產(chǎn)生的煙氣在燃燒室內(nèi)水平流動，在另一側(cè)通過蓄熱體降溫后排出爐外，空氣與煤氣進(jìn)入和煙氣的排出方向定時(shí)換向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:集氣傘采用鑄鐵或耐溫金屬材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:嵌入爐墻內(nèi)的蓄熱體采用石棉絨耐火粘土固定粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:所述冷卻氣體分布通道采用金屬制作的傘形結(jié)構(gòu)或使用帶有開孔的耐火磚砌筑而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:冷卻氣集氣室的爐墻可以使用耐火磚砌筑或使用耐火澆注料制作而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:燃燒室布置在爐墻內(nèi)，利用導(dǎo)熱墻與爐膛內(nèi)被加熱的物料隔離開。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:相鄰燃燒室之間使用耐火磚砌筑的隔墻分隔開，使各燃燒室互相獨(dú)立。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外熱式低溫干餾爐，其特征是:同一垂直線上的集氣傘分別連接在兩端的兩根集氣管上，集氣管可以埋設(shè)在側(cè)面爐墻內(nèi)，也可以安裝在爐體外部，埋設(shè)在爐墻內(nèi)的集氣管截面可以是圓形，也可以是方型結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】C10B57/14GK204174158SQ201420060761
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】曹之涵, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:曹振海, 曹之涵