一種高濕碳基原料外熱式熱解反應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱解反應器，特別是涉及一種高濕碳基原料外熱式熱解反應器。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀以來，隨著中國經(jīng)濟迅速發(fā)展，工業(yè)化和城市化進程進一步加快，能源短缺與環(huán)境污染問題日益嚴重。我國傳統(tǒng)的高品質(zhì)碳基能源面臨著資源枯竭的問題。因此，尋找合適的后備能源原料以及提高能源的利用效率顯得尤為緊迫。
[0003]我國高濕碳基原料(例如褐煤、污泥等)的年產(chǎn)量較大，但由于含水率高、利用困難等因素降低了其經(jīng)濟性，尚未得到有效利用。如果能夠找到一種合理有效的途徑對這些高含水率的碳基原料進行加工轉(zhuǎn)化，既能緩解我國能源緊張的局勢，還可以減少利用過程中的環(huán)境污染問題。高濕碳基原料(褐煤、污泥等)由于含水率高，大大降影響了其能量密度和品質(zhì)，盡管其儲存量和產(chǎn)量都較大，但尚未能得到有效開發(fā)和合理利用。
[0004]目前有關(guān)高濕碳基原料熱解制氣的研究，都是基于氣化劑條件下的干化污泥的氣化反應。由于污泥含水率較高，傳統(tǒng)的氣化方式要求污泥在進入氣化爐前需利用干燥設(shè)備對其進行預干燥處理，所消耗的能源成本太高?，F(xiàn)有的熱解裝置對原料進入氣化爐的含水率有較高的要求，一般要求將原料含水率降低至20%以下，傳熱面積小，反應溫度低，傳熱傳質(zhì)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種傳熱面積大、傳熱傳質(zhì)效率高的干燥與熱解一體化的高濕碳基原料外熱式熱解反應器。
[0006]技術(shù)方案:為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明所述的一種高濕碳基原料外熱式熱解反應器，包括熱解室；熱解室上部設(shè)有進料口，熱解室下部設(shè)有連續(xù)出灰機構(gòu)和燃氣出口，熱解室內(nèi)壁封堵有底部管板，底部管板的最低點與連續(xù)出灰機構(gòu)的進灰口的底部平齊，底部管板與煙氣列管下端相連，煙氣列管上端與頂部管板相連，頂部管板上方罩有煙氣室封頭，頂部管板與煙氣室封頭構(gòu)成煙氣室，與煙氣室封頭連接的排煙管伸出熱解室；燃燒后的煙氣從熱解室底部進入，通過煙氣列管送至煙氣室，再由排煙管排出。
[0008]所述熱解反應器還包括原料防堆裝置；原料防堆裝置包括驅(qū)動桿連接架，驅(qū)動桿連接架下方設(shè)有多根驅(qū)動桿，驅(qū)動桿連接架上方設(shè)有懸掛機構(gòu)，懸掛機構(gòu)連接可驅(qū)動驅(qū)動桿上下振動的驅(qū)動機構(gòu)。在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下，原料防堆裝置可以上下抖動，帶動原料的流動，避免原料堆積，增大傳熱面積。
[0009]進一步，所述驅(qū)動桿連接架包括與熱解室內(nèi)壁形狀相適配的外框，以及設(shè)于外框內(nèi)部的多根驅(qū)動桿連桿，各個驅(qū)動桿的上端與外框或者驅(qū)動桿連桿相連。外框與熱解室內(nèi)壁形狀相適配，從而使得驅(qū)動桿連接架能夠更順暢地上下抖動，避免在上下抖動過程中與熱解室內(nèi)壁之間產(chǎn)生較大的摩擦或者發(fā)生卡殼的現(xiàn)象。
[0010]進一步，所述懸掛機構(gòu)包括直拉桿，直拉桿的上端活動連接驅(qū)動機構(gòu)，其下端活動連接多根斜拉桿的上端，斜拉桿的下端活動連接驅(qū)動桿連接架。直拉桿與斜拉桿之間、斜拉桿與驅(qū)動桿連接架之間均為活動連接，從而使得整個原料防堆裝置的上下抖動更加自由、順暢。
[0011]進一步，所述驅(qū)動機構(gòu)包括動力源和通過設(shè)置于熱解室外壁的軸承座支撐的驅(qū)動軸，驅(qū)動軸位于熱解室內(nèi)部的一端連接第二轉(zhuǎn)軸，第二轉(zhuǎn)軸的軸線與驅(qū)動軸的軸線偏離，第二轉(zhuǎn)軸與懸掛機構(gòu)活動連接，動力源驅(qū)動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸帶動第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)軸帶動懸掛機構(gòu)上下振動。
[0012]進一步，所述連續(xù)出灰機構(gòu)包括殼體、位于殼體內(nèi)部的第一轉(zhuǎn)軸、與熱解室連接的進灰口、設(shè)于第一轉(zhuǎn)軸上的螺旋絞龍以及位于螺旋絞龍一端的出灰口，第一轉(zhuǎn)軸端部設(shè)有驅(qū)動第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的機構(gòu)。
[0013]為了降低原料的溫度梯度，進一步提高傳熱傳質(zhì)效率和單位時間的原料處理量，將所述煙氣列管均勻分布。
[0014]為了減小所述煙氣列管因膨脹而產(chǎn)生的熱應力，增大煙氣列管內(nèi)部的傳熱面積和對流換熱系數(shù)，在煙氣列管的內(nèi)壁設(shè)有波紋。
[0015]為了使原料順利下落，熱解后的剩余物能夠順利進入連續(xù)出灰機構(gòu)，將頂部管板與水平面的夾角、底部管板與水平面的夾角設(shè)置為40°?60°。此外，為了使各個煙氣列管的長度相等，熱膨脹程度相同，消除熱應力，將所述頂部管板與底部管板設(shè)置成平行狀
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[0016]進一步，所述熱解反應器還包括與熱解室相連的燃燒器，燃燒器設(shè)有燃料進口和煙氣出口，燃料從燃料進口進入燃燒器，燃燒后的煙氣從煙氣出口進入熱解室。
[0017]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果:
[0018](1)將燃燒后的煙氣通過煙氣列管送入熱解室，增大了傳熱面積，提高了傳熱傳質(zhì)效率，使得本發(fā)明的熱化學轉(zhuǎn)化率比現(xiàn)有技術(shù)中的套筒式熱解反應器高50 % — 80 %，傳熱效率是現(xiàn)有技術(shù)中的套筒式熱解反應器的5-20倍；
[0019](2)原料防堆裝置在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下能夠上下抖動，從而輔助原料流動，避免原料堆積，增大傳熱面積；外框與熱解室內(nèi)壁形狀相適配，從而使得驅(qū)動桿連接架能夠更順暢地上下抖動，避免在上下抖動過程中與熱解室內(nèi)壁之間產(chǎn)生較大的摩擦或者發(fā)生卡殼的現(xiàn)象；直拉桿與斜拉桿之間、斜拉桿與驅(qū)動桿連接架之間均為活動連接，從而使得整個原料防堆裝置的上下抖動更加自由、順暢；
[0020](3)熱解室與煙氣室完全隔離，從而使得原料熱解后產(chǎn)生的燃氣不會被煙氣稀釋，提高了燃氣的熱值；
[0021](4)依靠原料自身重力實現(xiàn)原料的流動，在流動過程中逐漸完成干燥、熱解和氣化等過程，降低了成本和能耗；
[0022](5)煙氣列管均勻分布，從而降低原料的溫度梯度，進一步提高傳熱傳質(zhì)效率和單位時間的原料處理量；
[0023](6)煙氣列管的內(nèi)壁設(shè)有波紋，從而減小煙氣列管因膨脹而產(chǎn)生的熱應力，增大煙氣列管內(nèi)部的傳熱面積和對流換熱系數(shù)；
[0024](7)頂部管板與底部管板與水平面的夾角設(shè)置為40°?60°，從而使原料順利下落，熱解后的剩余物能夠順利進入連續(xù)出灰機構(gòu)；頂部管板與底部管板設(shè)置成平行狀態(tài)，從而使各個煙氣列管的長度相等，熱膨脹程度相同，消除熱應力。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的俯視圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的原料防堆裝置的示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的連續(xù)出灰機構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的介紹。
[0030]本發(fā)明提供了一種高濕碳基原料外熱式熱解反應器，如圖1和圖2所示。該熱解反應器包括熱解室1。熱解室1上部設(shè)有進料口 11、頂部封頭14和防暴口 113，熱解室1下部設(shè)有連續(xù)出灰機構(gòu)12和燃氣出口 13。熱解室1內(nèi)壁封堵有底部管板110，底部管板110的最低點與連續(xù)出灰機構(gòu)12的進灰口 127的底部平齊，底部管板110與煙氣列管18下端相連，煙氣列管18上端與頂部管板19相連，頂部管板19上方罩有煙氣室封頭111，頂部管板19與煙氣室封頭111構(gòu)成煙氣室1111，與煙氣室封頭111連接的排煙管112伸出熱解室1，排煙管112伸出熱解室1的部位設(shè)有膨脹節(jié)114，熱解室1外壁上還設(shè)有檢測口 17。此夕卜，熱解室1底部還連接有燃燒器2，燃燒器2設(shè)有燃料進口 21和煙氣出口 22，燃料從燃料進口 21進入燃燒器2，燃燒后的煙氣從煙氣出口 22進入熱解室1。其中，煙氣列管18具有吸熱的內(nèi)管壁和放熱的外管壁。連續(xù)出灰機構(gòu)12包括殼體121、位于殼體121內(nèi)部的第一轉(zhuǎn)軸122、與熱解室1連接的進灰口 127、設(shè)于第一轉(zhuǎn)軸122上的螺旋絞龍123以及位于螺旋絞龍123 —端的出灰口 124，第一轉(zhuǎn)軸122端部設(shè)有驅(qū)動第一轉(zhuǎn)軸122轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，如圖4所示。燃燒器2也可做成與熱解室1分離的形式。
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