CN103087727B - 一种外热直立式圆形干馏炉及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外热直立式圆形干馏炉及其使用方法，包括直立式圆形炉体（1）、旋转给料装置（2）和出料装置（3），直立式圆形炉体（1）内相间布置有炭化室（4）和燃烧室（5），每个炭化室（4）上端均设有干馏产物出口（6），直立式圆形炉体（1）的中心位置设有支撑柱（8），出料装置（3）安装在支撑柱（8）的底部，旋转给料装置（2）安装在支撑柱（8）的顶部；每个炭化室（4）的顶部均设有辅助料仓（9）和储煤仓（10），辅助料仓（9）与储煤仓（10）连接。本发明采用炭化室和燃烧室相间布置的结构形式，不仅使得干馏炉结构紧凑、炭化室受热均匀，而且能够有效提高荒煤气品质，兰炭年产量最高可达30万吨。
Description
技术领域
本发明涉及一种干馏炉特别是一种外热直立式圆形干馏炉及其使用方法。
背景技术
目前，我国使用的干馏炉大多为内热式直立炉，具有运行可靠、燃料适应性强等优点，但由于内热式直立炉是以热烟气直接加热炭化料，因此，直立炉出口干馏产物即荒煤气是加热烟气同干馏煤气的混合气体，增加了荒煤气导出量，降低了荒煤气品质，增加了回收***的负荷。
现有的直立式干馏炉技术中，受给料以及出料装置等的限制，单台规模很难突破10万吨/年，如果能开发出单台规模20-30万吨/年的直立式干馏炉，且充分考虑操作条件，以干馏煤气和焦油为主产品，兰炭为副产品，将对整个煤炭低温干馏产业产生重大影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种外热直立式圆形干馏炉及其使用方法，它采用炭化室和燃烧室相间布置的结构形式，不仅使得干馏炉结构紧凑、炭化室受热均匀，而且能够有效提高荒煤气热值，增大干馏炉产量。
本发明的技术方案：一种外热直立式圆形干馏炉，包括直立式圆形炉体、旋转给料装置和出料装置，直立式圆形炉体内沿周向相间布置有炭化室和燃烧室，每个炭化室上端均设有干馏产物出口，直立式圆形炉体的中心位置设有支撑柱，出料装置安装在支撑柱的底部，旋转给料装置安装在支撑柱的顶部；每个炭化室的顶部均设有辅助料仓和储煤仓，辅助料仓与储煤仓连接。圆形干馏炉中炭化室和燃烧室相间布置，不仅结构紧凑，占地小，而且可以更好地实现炭化室的均匀受热。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉中，炭化室内的两个侧墙上设有锯齿形炉壁。采用锯齿形炉壁能够有效防止炉壁结渣，增加炉内透气性。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉中，每个燃烧室内均设有蓄热室，蓄热室设于燃烧室的底部，燃烧室的内部被隔墙分隔为燃烧通道和烟气通道，燃烧通道和烟气通道在燃烧室内的顶部联通。在燃烧室内设置蓄热室，实现烟气同煤气及助燃空气的换热，有效地回收烟气热量，燃烧室上部分隔为燃烧通道和烟气通道，煤气和助燃空气经过蓄热室预热后，进入燃烧通道燃烧，燃烧产生的烟气经过烟气通道进入蓄热室，放出热量后排出炉外。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉中，辅助料仓与储煤仓之间设有加煤阀。采用这种结构能够有效地保证炭化室内的压力稳定，防止煤气反窜。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉中，所述旋转给料装置包括悬臂、支撑平台、接料漏斗、接料漏斗平台和皮带机，支撑平台固定在支撑柱的顶部，悬臂通过悬臂固定中柱和旋转驱动电机与支撑平台转动连接，悬臂与悬臂固定中柱连接位置的上方设有接料漏斗平台，接料漏斗平台上设有接料漏斗，皮带机设于悬臂上，悬臂上还设有皮带机驱动电机，皮带机上的主动轴与皮带机驱动电机连接；悬臂的一端设有炭化室接料漏斗另一端设有配重。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉中，出料装置包括出料圆盘、出料皮带机、刮刀和旋转电机，出料圆盘设于支撑柱的底部，出料圆盘与支撑柱转动连接，刮刀设于出料圆盘的上方，出料皮带机的一端设于刮刀的下方；旋转电机设于出料圆盘的侧方，出料圆盘与旋转电机连接，旋转电机通过齿轮传动驱动出料圆盘旋转。采用这种出料装置，有效地解决了炭化室圆周分布落料集中收集的问题。
一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，将原料煤加入接料漏斗，原料煤经接料漏斗散落在皮带机上，通过旋转给料装置的悬臂经360°旋转，通过皮带机将原料煤输送至各个炭化室，在燃烧室内热烟气的间接加热作用下，原料煤在炭化室内缓慢向下移动，首先进入位于炭化室上部的预热段，原料煤在预热段预热到200℃～330℃后进入干馏段，干馏段温度为600℃～700℃，原料煤在干馏段分解并生成荒煤气和兰炭；荒煤气通过炭化室上端的干馏产物出口进入冷却回收装置，得到焦油和荒煤气产品；兰炭继续下行，通过炭化室下部的冷却段，被冷却到250℃～350℃，而后进入排焦箱；通过排焦箱两侧设置的冷却装置进行冷却，冷却完成的兰炭产品进入直立式圆形炉体底部的出料圆盘，而后进入出料皮带机，将兰炭产品送出***。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉的使用方法中，原料煤从皮带机上落下后首先落入炭化室接料漏斗，通过炭化室接料漏斗落入储煤仓，储煤仓的底部设有加煤阀，通过加煤阀控制原料煤的输送量，从储煤仓落下的原料煤进入与加煤阀连接的辅助料仓，通过辅助料仓最终进入炭化室。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉的使用方法中，所述排焦箱两侧的冷却装置采用喷水冷却或者喷蒸汽冷却。
前述的这种外热直立式圆形干馏炉的使用方法中，所述原料煤在预热段预热到240℃～290℃后进入干馏段，干馏段温度为630℃～680℃。
与现有技术相比，由于本发明采用炭化室和燃烧室相间布置的结构形式，采用这种外热式加热方式，加热烟气同干馏煤气不混合，因此荒煤气即是干馏煤气， 产生的荒煤气成分中，氢气和一氧化碳含量可以达到了60%以上，为后续的荒煤气加工装置提供了优质的原料气，而且荒煤气热值是传统内热式直立炉荒煤气热值的2倍以上。另外由于采用本发明的结构形式，使直立式干馏炉单台兰炭年产量最高可达30万吨，与传统直立式内热干馏炉相比有巨大的进步。
由于本发明设置了旋转给料装置，使直立式圆形炉体的进煤更方便、快捷。
由于在燃烧室内设置蓄热室，实现烟气同煤气及助燃空气的换热，有效地回收烟气热量。
另外，设置加煤阀有效防止了炭化室煤气反窜。设置出料圆盘有效解决了炭化室圆周分布落料不好集中收集的问题。
经过在工程实践中不断的对比，技术人员将本发明与传统内热直立式干馏炉的产物做了一个对比，如下表：
内、外热式直立干馏炉煤气组成对比
由上表可以分析得出，本发明的荒煤气热值为传统内热式直立干馏炉的2倍以上，兰炭年产量最高可达到30万吨。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是直立式圆形炉体的截面结构示意图；
图3是燃烧室的内部结构示意图；
图4是炭化室炉壁的结构示意图；
图5是旋转给料装置的结构示意图。
附图中的标记为：1-直立式圆形炉体，2-旋转给料装置，3-出料装置，4-炭化室，5-燃烧室，6-干馏产物出口，7-蓄热室，8-支撑柱，9-辅助料仓，10-储煤仓，11-炉壁，12-隔墙，13-燃烧通道，14-烟气通道，15-加煤阀，16-悬臂，17-支撑平台，18-接料漏斗，19-接料漏斗平台，20-皮带机，21-悬臂固定中柱，22-旋转驱动电机，23-皮带机驱动电机，24-主动轴，25-炭化室接料漏斗，26-配重，27-出料皮带机，28-出料圆盘，29-刮刀，30-旋转电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
本发明的实施例1：如图1和图2所示，一种外热直立式圆形干馏炉，包括直立式圆形炉体1、旋转给料装置2和出料装置3，直立式圆形炉体1内沿周向相间布置有炭化室4和燃烧室5，每个炭化室4上端均设有干馏产物出口6，直立式圆形炉体1的中心位置设有支撑柱8，出料装置3安装在支撑柱8的底部，旋转给料装置2安装在支撑柱8的顶部；每个炭化室4的顶部均设有辅助料仓9和储煤仓10，辅助料仓9与储煤仓10连接。
出料装置3包括出料圆盘28、出料皮带机27、刮刀29和旋转电机30，出料圆盘28设于支撑柱8的底部，出料圆盘28与支撑柱8转动连接，刮刀29设于出料圆盘28的上方，出料皮带机27的一端设于刮刀29的下方；旋转电机30设于出料圆盘28的侧方，出料圆盘28与旋转电机30连接，旋转电机30通过齿轮传动驱动出料圆盘28旋转。
如图4所示，炭化室4内的两个侧墙上设有锯齿形炉壁11。
如图3所示，每个燃烧室5内均设有蓄热室7，蓄热室7设于燃烧室5的底部，燃烧室5的内部被隔墙12分隔为燃烧通道13和烟气通道14，燃烧通道13和烟气通道14在燃烧室5内的顶部联通。
如图5所示，旋转给料装置2包括悬臂16、支撑平台17、接料漏斗18、接料漏斗平台19和皮带机20，支撑平台17固定在支撑柱8的顶部，悬臂16通过悬臂固定中柱21和旋转驱动电机22与支撑平台17转动连接，悬臂16与悬臂固定中柱21连接位置的上方设有接料漏斗平台19，接料漏斗平台19上设有接料漏斗18，皮带机20设于悬臂16上，悬臂16上还设有皮带机驱动电机23，皮带机20上的主动轴24与皮带机驱动电机23连接；悬臂16的一端设有炭化室接料漏斗25另一端设有配重26。
一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，将原料煤加入接料漏斗18，原料煤经接料漏斗18散落在皮带机20上，通过旋转给料装置2的悬臂16经360°旋转，通过皮带机20将原料煤输送至各个炭化室4，原料煤从皮带机20上落下后首先落入炭化室接料漏斗25，通过炭化室接料漏斗25落入储煤仓10，储煤仓10的底部设有加煤阀15，通过加煤阀15控制原料煤的输送量，从储煤仓10落下的原料煤进入与加煤阀15连接的辅助料仓9，通过辅助料仓9最终进入炭化室4。在燃烧室5内热烟气的间接加热作用下，原料煤在炭化室4内缓慢向下移动，首先进入位于炭化室4上部的预热段，原料煤在预热段预热到200℃～330℃后进入干馏段，干馏段温度为600℃～700℃，原料煤在干馏段分解并生成荒煤气和兰炭；荒煤气通过炭化室4上端的干馏产物出口6进入冷却回收装置，得到焦油和荒煤气产品；兰炭继续下行，通过炭化室4下部的冷却段，被冷却到250℃～350℃，而后进入排焦箱；通过排焦箱两侧设置的喷水冷却装置进行冷却，然后经过直立式圆形炉体1底部的出料圆盘28进入出料皮带机27，将兰炭产品送出***。
另外，蓄热室的工作原理是，煤气和助燃空气经过蓄热室（蓄热室箭头向上方向的一侧见图3）预热后，进入燃烧通道13进行燃烧，燃烧产生的烟气经过烟气通道14进入蓄热室另一侧（如图3中箭头向下方向的一侧），放出热量后排出炉外。经过一定的时间后，蓄热室7两侧的气体换向，即煤气和助燃空气经原烟气排出侧进入，吸收蓄热室7的热量；烟气经原煤气和助燃空气进入侧排出，达到蓄热的目的。
本发明的实施例2：本实施例的外热直立式圆形干馏炉结构部分与实施例1中的外热直立式圆形干馏炉结构完全相同，不同之处仅在于外热直立式干馏炉的使用方法：
一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，将原料煤加入接料漏斗18，原料煤经接料漏斗18散落在皮带机20上，通过旋转给料装置2的悬臂16经360°旋转，通过皮带机20将原料煤输送至各个炭化室4，原料煤从皮带机20上落下后首先落入炭化室接料漏斗25，通过炭化室接料漏斗25落入储煤仓10，储煤仓10的底部设有加煤阀15，通过加煤阀15控制原料煤的输送量，从储煤仓10落下的原料煤进入与加煤阀15连接的辅助料仓9，通过辅助料仓9最终进入炭化室4。在燃烧室5内热烟气的间接加热作用下，原料煤在炭化室4内缓慢向下移动，首先进入位于炭化室4上部的预热段，原料煤在预热段预热到240℃～290℃后进入干馏段，干馏段温度为630℃～680℃，原料煤在干馏段分解并生成荒煤气和兰炭；荒煤气通过炭化室4上端的干馏产物出口6进入冷却回收装置，得到焦油和荒煤气产品；兰炭继续下行，通过炭化室4下部的冷却段，被冷却到250℃～350℃，而后进入排焦箱；通过排焦箱两侧设置的蒸汽冷却装置进行冷却，然后经过直立式圆形炉体1底部的出料圆盘28进入出料皮带机27，将兰炭产品送出***。
另外，蓄热室的工作原理是，煤气和助燃空气经过蓄热室（蓄热室箭头向上方向的一侧见图3）预热后，进入燃烧通道13进行燃烧，燃烧产生的烟气经过烟气通道14进入蓄热室另一侧（如图3中箭头向下方向的一侧），放出热量后排出炉外。经过一定的时间后，蓄热室7两侧的气体换向，即煤气和助燃空气经原烟气排出侧进入，吸收蓄热室7的热量；烟气经原煤气和助燃空气进入侧排出，达到蓄热的目的。
旋转给料装置的工作原理是，根据炭化室所需加煤的时间和加煤量，调整好悬臂16的转动速度及皮带机转速，定时向接料漏斗18内添加定量的原料煤。原料煤添加到接料漏斗18后顺着接料漏斗18散落到皮带机20上，皮带机20在皮带机驱动电机23的带动下将原料煤输送到悬臂16的炭化室接料漏斗25，（注：皮带机20与皮带机驱动电机23之间可以通过链条传动也可以通过皮带传动。）按照设定好的时间，当悬臂16经过炭化炉4上方的储煤仓10时，精确定位并启动给料***，定量的原料煤通过接料漏斗25加入到储煤仓10中，储煤仓10中的原料煤在加煤阀15的作用下落入辅助料仓9，进而加入到炭化炉4内。另外，在皮带机20工作的同时，悬臂16在旋转驱动电机22的带动下做360度旋转（定点加料的时候悬臂停止旋转）。
Claims (8)
1.一种外热直立式圆形干馏炉，其特征在于：包括直立式圆形炉体（1）、旋转给料装置（2）和出料装置（3），直立式圆形炉体（1）内沿周向相间布置有炭化室（4）和燃烧室（5），每个炭化室（4）上端均设有干馏产物出口（6），直立式圆形炉体（1）的中心位置设有支撑柱（8），出料装置（3）安装在支撑柱（8）的底部，旋转给料装置（2）安装在支撑柱（8）的顶部；每个炭化室（4）的顶部均设有辅助料仓（9）和储煤仓（10），辅助料仓（9）与储煤仓（10）连接；炭化室（4）内的两个侧墙上设有锯齿形炉壁（11）；每个燃烧室（5）内均设有蓄热室（7），蓄热室（7）设于燃烧室（5）的底部，燃烧室（5）的内部被隔墙（12）分隔为燃烧通道（13）和烟气通道（14），燃烧通道（13）和烟气通道（14）在燃烧室（5）内的顶部联通。
2.根据权利要求1所述的一种外热直立式圆形干馏炉，其特征在于：辅助料仓（9）与储煤仓（10）之间设有加煤阀（15）。
3.根据权利要求1所述的一种外热直立式圆形干馏炉，其特征在于：所述旋转给料装置（2）包括悬臂（16）、支撑平台（17）、接料漏斗（18）、接料漏斗平台（19）和皮带机（20），支撑平台（17）固定在支撑柱（8）的顶部，悬臂（16）通过悬臂固定中柱（21）和旋转驱动电机（22）与支撑平台（17）转动连接，悬臂（16）与悬臂固定中柱（21）连接位置的上方设有接料漏斗平台（19），接料漏斗平台（19）上设有接料漏斗（18），皮带机（20）设于悬臂（16）上，悬臂（16）上还设有皮带机驱动电机（23），皮带机（20）上的主动轴（24）与皮带机驱动电机（23）连接；悬臂（16）的一端设有炭化室接料漏斗（25），另一端设有配重（26）。
4.根据权利要求3所述的一种外热直立式圆形干馏炉，其特征在于：出料装置（3）包括出料圆盘（28）、出料皮带机（27）、刮刀（29）和旋转电机（30），出料圆盘（28）设于支撑柱（8）的底部，出料圆盘（28）与支撑柱（8）转动连接，刮刀（29）设于出料圆盘（28）的上方，出料皮带机（27）的一端设于刮刀（29）的下方；旋转电机（30）设于出料圆盘（28）的侧方，出料圆盘（28）与旋转电机（30）连接。
5.一种权利要求4所述的外热直立式圆形干馏炉的使用方法，其特征在于：将原料煤加入接料漏斗（18），原料煤经接料漏斗（18）散落在皮带机（20）上，通过旋转给料装置（2）的悬臂（16）经360°旋转，通过皮带机（20）将原料煤输送至各个炭化室（4），在燃烧室（5）内热烟气的间接加热作用下，原料煤在炭化室（4）内缓慢向下移动，首先进入位于炭化室（4）上部的预热段，原料煤在预热段预热到200℃～330℃后进入干馏段，干馏段温度为600℃～700℃，原料煤在干馏段分解并生成荒煤气和兰炭；荒煤气通过炭化室（4）上端的干馏产物出口（6）进入冷却回收装置，得到焦油和荒煤气产品；兰炭继续下行，通过炭化室（4）下部的冷却段，被冷却到250℃～350℃，而后进入排焦箱；通过排焦箱两侧设置的冷却装置进行冷却，冷却完成的兰炭产品进入直立式圆形炉体（1）底部的出料圆盘（28），而后进入出料皮带机（27），将兰炭产品送出***。
6.根据权利要求5所述的一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，其特征在于：原料煤从皮带机（20）上落下后首先落入炭化室接料漏斗（25），通过炭化室接料漏斗（25）落入储煤仓（10），储煤仓（10）的底部设有加煤阀（15），通过加煤阀（15）控制原料煤的输送量，从储煤仓（10）落下的原料煤进入与加煤阀（15）连接的辅助料仓（9），通过辅助料仓（9）最终进入炭化室（4）。
7.根据权利要求5所述的一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，其特征在于：所述排焦箱两侧的冷却装置采用喷水冷却或者喷蒸汽冷却。
8.根据权利要求5所述的一种外热直立式圆形干馏炉的使用方法，其特征在于：所述原料煤在预热段预热到240℃～290℃后进入干馏段，干馏段温度为630℃～680℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |