CN103409155A - 多管回转炉以及用其进行物料低温干馏的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于低温干馏物料的多管回转炉以及利用其进行低温干馏的方法，该多管回转炉包括：进料装置，与筒体的进料端连通，经由进料装置将物料送入筒体；筒体，能够卧式旋转，并使物料向出料端运动直至排出筒体；保温夹套，环绕筒体且与筒体空间分隔以形成热风室，并在端处通过密封结构与筒体连接；热风入口，高温烟气从热风入口进入热风室以加热筒体；热风分配室，与至少一个换热管连通，靠近所述筒体的出料端，且与热风室连通，以将热风室中的烟气分配至至少一个换热管，其中，所述换热管位于筒体中并沿筒体的轴向延伸；烟气排出口，与换热管连通，以将换热管中的烟气排出；以及出料装置，与所述筒体的出料端连通。

Description

多管回转炉以及用其进行物料低温干馏的方法

技术领域

本申请涉及低阶煤加工领域，尤其涉及一种多管回转炉以及利用该多管回转炉进行物料低温干馏的方法。

背景技术

低阶煤的低温干馏是指在非氧化条件下将煤加热，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法，该法通过低阶煤改性达到提质的目的。现阶段的低阶煤低温干馏技术按供热方式可分为内热式和外热式。

外热式干馏的一种代表性技术为利用回转炉对低阶煤进行间接加热从而实现低温热解的工艺方法。该工艺的主要目标是制备优质半焦，对原料煤的适宜粒度要求是6-30mm。煤气经净化后，可外供民用或做工业燃气。其缺点是工艺单台处理能力小，热效率低。

发明专利201110161521.1提供了一种用外热式回转炉进行褐煤提质的方法，干燥脱水后的褐煤进入回转碳化炉热裂解，通过外夹套热风加热并保持物料温度持续一定时间后得到半焦与含有焦油的高温粗煤气。由于此种干馏方法单纯采用热风外夹套的加热方式，因此存在换热面积小、热效率低、干馏机处理规模小的缺点。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能够克服上述现有技术存在的干馏产品品质不高、热效率低、单台处理能力小的不足的利用外热式多管回转炉进行低阶煤干馏的方法

本申请的一个实施方式公开了一种用于低温干馏物料的多管回转炉，包括：进料装置，与筒体的进料端连通，经由所述进料装置将所述物料送入所述筒体；筒体，能够卧式旋转，并使所述物料向出料端运动直至排出所述筒体；保温夹套，环绕所述筒体且与所述筒体空间分隔以形成热风室，并在端处通过密封结构与所述筒体连接，且所述保温夹套是静止的；热风入口，高温烟气从所述热风入口进入所述热风室以加热所述筒体；热风分配室，与至少一个换热管连通，靠近所述筒体的出料端，且与所述热风室连通，以将热风室中的烟气分配至所述至少一个换热管，其中，所述换热管位于所述筒体中并沿所述筒体的轴向延伸；烟气排出口，与所述换热管连通，以将所述换热管中的烟气排出；以及出料装置，与所述筒体的出料端连通，包括：第一出料口，将所述筒体出料端处的部分热半焦排出所述多管回转炉；以及第二出料口，将所述筒体内的粗煤气排出。

本申请的另一个实施方式公开了一种利用多管回转炉进行物料低温干馏的方法，包括：将所述物料通过进料装置送入筒体；所述筒体通过卧式旋转使所述物料向出料端运动；所述筒体将在所述筒体出料端处的部分热半焦从第一出料口排出，并将所述筒体内的粗煤气从第二出料口排出；将高温烟气从热风入口送入所述筒体与环绕所述筒体的保温夹套形成的热风室，以加热所述筒体；所述热风室中的烟气从靠近所述筒体的出料端处送入热风分配室；在所述热风分配室中将所述烟气分配至所述筒体中的至少一个换热管；以及所述至少一个换热管中的烟气从烟气排出口排出。

通过本申请的实施方式，利用热烟气作为热源对低阶煤进行外热式加热，通过外夹套加热与内部换热管加热的有机结合，实现了能量的优化分配和梯级利用，使干馏机整体热效率得到较大程度的提高，热介质余热利用更加合理。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施方式的用于低温干馏物料的多管回转炉的示意图；

图2是图1的多管回转炉的截面图；

图3是根据本申请的另一个实施方式的用于低温干馏物料的多管回转炉的示意图；

图4是根据本申请的另一个实施方式的用于低温干馏物料的多管回转炉的示意图；

图5是根据本申请的一个实施方式的利用多管回转炉进行物料低温干馏的方法1000。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本申请的实施方式。

图1是根据本申请的一个实施方式的用于低温干馏物料的多管回转炉的示意图。所述多管回转炉包括筒体1、保温夹套2、热风室3、密封结构4、换热管6、进料装置8、出料装置9、第一出料口10、第二出料口12、热风入口13、热风分配室14以及烟气排出口15。

进料装置8与筒体1的进料端（图中未标示）连通，经由进料装置8将物料送入筒体1。筒体1能够卧式旋转，并使物料向出料端运动直至排出筒体1。保温夹套2环绕筒体1且与筒体1空间分隔以形成热风室3，并在端处通过密封结构4与筒体1连接，以形成热风室3与外界的有效密封，且所述保温夹套是静止的，不会随着筒体1的旋转而旋转。通过热风入口13，高温烟气可进入热风室3以加热筒体1。热风分配室14与至少一个换热管6连通，且靠近筒体1的出料端（图中未标示），且与热风室3连通，以将热风室3中的烟气分配至至少一个换热管6。换热管6位于筒体1中并沿筒体的轴向延伸。烟气排出口15与换热管6连通，以将换热管6中的烟气排出。出料装置9与筒体1的出料端连通，并包括：第一出料口10（半焦出料口），筒体出料端处的部分热半焦通过第一出料口10排出多管回转炉；以及第二出料口12（粗煤气出料口），筒体1中的粗煤气通过第二出料口12排出多管回转炉。

例如，通过进料装置8将经干燥脱水后待干馏的煤（末煤或块煤）送入筒体1。筒体1能够卧式旋转，使得进入筒体1的物料箱筒体1的出料端运动。在筒体1的转动过程中，物料逐渐向筒体1的出料端移动，在此期间，待干馏的物料与热风室3中的高温烟气进行间接热交换，并裂解产生热半焦和含焦油的粗煤气。筒体1内的物料在筒体1的出料端处汇合，在此处，温度在500-600度的大量热半焦由出料装置9的第一出料口（半焦出料口）10排出。同时，筒体1内煤热解产生的热解粗煤气通过第二出料口（粗煤气出料口）12排出。由烟气发生炉产生的600-1000度的高温烟气作为干馏热源从靠近筒体1的进料端处的热风入口13进入热风室3，通过加入筒体1的筒壁来加热筒体1。热风室3中的烟气运动至热风室3的末端（靠近筒体1的出料端处），然后进入热风分配室14。筒体1中设置有一个或多个换热管6，热风分配室14与换热管6连通。烟气在热风分配室14中被分配至换热管6中。烟气在换热管6中的运动方向为从进料端到出料端，与烟气在热风室3中的运动方向为从出料端到进料端，从而对物料进一步逆流加热。换热管6中的烟气通过烟气排出口15排出，进入后续的余热回收单元。

通过上述的实施方式，利用热烟气作为热源对低阶煤进行外热式加热，通过外夹套加热与内部换热管加热的有机结合，实现了能量的优化分配和梯级利用，使干馏机整体热效率得到较大程度的提高，热介质余热利用更加合理，从而解决了现有技术干馏产品品质不高、热效率低以及单台处理能力小的问题。

作为一种选择，筒体1的进料端的水平位置高于筒体的出料端的水平位置。保温夹套2的内部保温绝热材料为预制好后锚固在外加热套壳体内壁上的陶瓷纤维模块。

作为一种选择，筒体1包括多个分隔板，分隔板设置在筒体1的内壁上并沿筒体1轴向延伸，从而将筒体1分隔为多个腔室5（如图2所示）。腔室5的两段分别于热风分配室14和烟气排出口15连通。

作为一种选择，换热管6设置在各个腔室5中，换热管6的两端分别与热风分配室14和烟气排出口15连通，以使得热风室3中的高温烟气通过热风分配室14分配至各个换热管6，从而对物料进行逆流加热，再从烟气排出口15排出。

作为一种选择，多管回转炉还包括返料装置7，设置在筒体1内（例如设置在筒体1的中心处），将从筒体1的出料装置处落入返料装置7中的热半焦和/或物料施加反向推力，从而将其送回至筒体1进料端，以与新加入筒体1的物料混温。在腔室5与返料装置7之间形成有环腔11，其与第二出口12连通。腔室5还包括开口装置（图中未示出），使得腔室5内的粗煤气通过开口装置进入环腔11，从而从第二出口12排出。本申请的多管回转炉在正常运行时加入的物料与排出的物料质量是基本相等的，也就是说，总有部分物料在炉内循环，可以起到载体的作用。

例如，物料经过进料装置8进入筒体1。随着筒体1的旋转，物料被分配至各个腔室5。由于筒体1的进料端高于出料端，因此物料在各腔室5中向筒体1的出料端运动，直至排出腔室5。各腔室5的末端处的、温度在500-600度的大量热半焦由出料装置9的第一出料口（半焦出料口）10排出。同时，腔室5内物料热解出的热解粗煤气通过腔室5的开口装置进入环腔11，环腔11内温度为450-650度的粗煤气经末端通道由第二出口（粗煤气出口）12排出，进入后续的净化单元。

作为一种选择，保温夹套2为空间分隔的两段，从而形成两个热风室3A和3B，热风室3A和3B通过热风连接管16相连通，如图3所示。高温烟气通过热风入口13进入热风室3A，通过加热热风室3A中的筒壁对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。热风室3A中的高温烟气通过热风连接管进入热风室3B。高温烟气加热热风室3B中的筒壁继续对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。当高温烟气运动至靠近筒体1出料端处时，进入热风分配室14，进而被分配入各个换热管6中。换热管6中的高温烟气对各个腔室5中的物料进一步逆流加热，并从烟气排出口15排出。

作为一种选择，保温夹套2为空间分隔的多段。保温夹套2为空间分隔的4段，从而形成4个热风室3A、3B、3C和3D，如图4所示。每个热风室均设置有两个烟气口17，其中一个为烟气入口，另一个为烟气出口。各热风室之间通过热风连接管16相连（参照图3）。高温烟气通过某一烟气口优先进入某一热风室。通过加热筒壁对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。然后通过热风连接管16将高温烟气送入另一个选定的热风室。因为各个热风室的每个烟气口即可为烟气进口也可为烟气出口，因此各热风室内的烟气流向可以相同，也可以不同。烟气通过最后一个热风室的烟气出口进入进风室18，然后进入热风分配室14中。然后高温烟气被分配入各个换热管6中。换热管6中的高温烟气对各个腔室5中的物料进一步逆流加热，并从烟气排出口15排出。

图5是根据本申请的一个实施方式的利用多管回转炉进行物料低温干馏的方法1000。下面结合图1所述的多管回转炉来描述图2所示的方法1000。

步骤S110中，将物料通过进料装置8送入筒体1。例如，通过进料装置8将经干燥脱水后待干馏的煤（末煤或块煤）送入筒体1。

步骤S120中，筒体1通过卧式旋转使物料向出料端运动。例如，筒体1能够卧式旋转，使得进入筒体1的物料箱筒体1的出料端运动。在筒体1的转动过程中，物料逐渐向筒体1的出料端移动，在此期间，待干馏的物料与热风室3中的高温烟气进行间接热交换，并裂解产生热半焦和含焦油的粗煤气。

步骤S130中，筒体1将在筒体1出料端处的部分热半焦从第一出料口10排出，并将筒体1内的粗煤气从第二出料口12排出。例如，筒体1内的物料在筒体1的出料端处汇合，在此处，温度在500-600度的大量热半焦由出料装置9的第一出料口（半焦出料口）10排出。同时，筒体1内煤热解产生的热解粗煤气通过第二出料口（粗煤气出料口）12排出。

步骤S140中，高温烟气从热风入口13送入筒体1与环绕筒体1的保温夹套2形成的热风室3中，以加热筒体1。例如，由烟气发生炉产生的600-1000度的高温烟气作为干馏热源从靠近筒体1的进料端处的热风入口13进入热风室3，通过加入筒体1的筒壁来加热筒体1。

步骤S150中，热风室3中的烟气从靠近筒体1的出料端处送入筒体1中的至少一个换热管6。例如，热风室3中的烟气运动至热风室3的末端（靠近筒体1的出料端处），然后进入热风分配室14。

步骤S160中，在热风分配室14中将烟气分配至筒体1中的至少一个换热管6。例如，筒体1中设置有一个或多个换热管6，热风分配室14与换热管6连通。烟气在热风分配室14中被分配至换热管6中，烟气在换热管6中的运动方向为从进料端到出料端，与烟气在热风室3中的运动方向为从出料端到进料端，从而对物料进一步逆流加热。

步骤S170中，换热管6中的烟气经由烟气排出口15排出。例如，换热管6中的烟气通过烟气排出口15排出，进入后续的余热回收单元。

本领域技术人员应理解，上述步骤的顺序并不固定，烟气行进的顺序与物料行进的顺序可以同时进行也可以交错进行。

作为一种选择，筒体1的进料端的水平位置高于筒体的出料端的水平位置。保温夹套2的内部保温绝热材料为预制好后锚固在外加热套壳体内壁上的陶瓷纤维模块。筒体1包括多个分隔板，分隔板设置在筒体1的内壁上并沿筒体1轴向延伸，从而将筒体1分隔为多个腔室5（如图2所示）。腔室5的两段分别于热风分配室14和烟气排出口15连通。换热管6设置在各个腔室5中，换热管6的两端分别与热风分配室14和烟气排出口15连通，以使得热风室3中的高温烟气通过热风分配室14分配至各个换热管6，从而对物料进行逆流加热，再从烟气排出口15排出。多管回转炉还包括返料装置7，设置在筒体1内（例如设置在筒体1的中心处），将从筒体1的出料装置处落入返料装置7中的热半焦和/或物料施加反向推力，从而将其送回至筒体1进料端，以与新加入筒体1的物料混温。在腔室5与返料装置7之间形成有环腔11，其与第二出口12连通。腔室5还包括开口装置（图中未示出），使得腔室5内的粗煤气通过开口装置进入环腔11，从而从第二出口12排出。

例如，步骤S110中，将物料通过进料装置8送入筒体1。例如，通过进料装置8将经干燥脱水后待干馏的煤（末煤或块煤）送入筒体1。

步骤S120中，筒体1通过卧式旋转使物料向出料端运动。例如，筒体1能够卧式旋转，随着筒体1的旋转，物料被分配至各个腔室5。由于筒体1的进料端高于出料端，因此物料在各腔室5中向筒体1的出料端运动，直至排出腔室5。在筒体1的转动过程中，物料逐渐向筒体1的出料端移动，在此期间，待干馏的物料与热风室3以及换热管6中的高温烟气进行间接热交换，并裂解产生热半焦和含焦油的粗煤气。

步骤S130中，筒体1将在筒体1出料端处的部分热半焦从第一出料口10排出，并将筒体1内的粗煤气从第二出料口12排出。例如，筒体1内的物料在筒体1的出料端处的腔室5的末端汇合，在此处，温度在500-600度的大量热半焦由出料装置9的第一出料口（半焦出料口）10排出。同时，腔室5内物料热解出的热解粗煤气通过腔室5的开口装置进入环腔11，环腔11内温度为450-650度的粗煤气经末端通道由第二出口（粗煤气出口）12排出，进入后续的净化单元。

步骤S140中，高温烟气从热风入口13送入筒体1与环绕筒体1的保温夹套2形成的热风室3中，以加热筒体1。例如，由烟气发生炉产生的600-1000度的高温烟气作为干馏热源从靠近筒体1的进料端处的热风入口13进入热风室3，通过加入筒体1的筒壁来加热筒体1。

步骤S150中-步骤S170与上述相同，在此不再赘述。

作为一种选择，保温夹套2为空间分隔的两段，从而形成两个热风室3A和3B，热风室3A和3B通过热风连接管16相连通，如图3所示。步骤S110-步骤S130与上述相同，在此不再赘述。

例如，在步骤S140中，高温烟气通过热风入口13进入热风室3A，通过加热热风室3A中的筒壁对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。然后热风室3A中的高温烟气通过热风连接管进入热风室3B。高温烟气加热热风室3B中的筒壁继续对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。

步骤S150中，热风室3B中的烟气从靠近筒体1的出料端处送入筒体1中的至少一个换热管6。然后步骤S160中，在热风分配室14中将烟气分配至筒体1中的至少一个换热管6。接着步骤S170中，换热管6中的烟气经由烟气排出口15排出。

作为一种选择，保温夹套2为空间分隔的多段。保温夹套2为空间分隔的4段，从而形成4个热风室3A、3B、3C和3D，如图4所示。每个热风室均设置有两个烟气口17，其中一个为烟气入口，另一个为烟气出口。各热风室之间通过热风连接管16相连（参照图3）。步骤S110-步骤S130与上述相同，在此不再赘述。

例如，在步骤S140中，高温烟气通过某一烟气口优先进入某一热风室。通过加热筒壁对筒体1内的各个腔室5中的物料加热。然后通过热风连接管16将高温烟气送入另一个选定的热风室。因为各个热风室的每个烟气口即可为烟气进口也可为烟气出口，因此各热风室内的烟气流向可以相同，也可以不同。

步骤S150中，烟气通过最后一个热风室的烟气出口进入进风室18，然后进入热风分配室14中。然后步骤S160中，高温烟气被分配入各个换热管6中。接着步骤S170中换热管6中的高温烟气对各个腔室5中的物料进一步逆流加热，并从烟气排出口15排出。

以上仅为本申请的优选实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于低温干馏物料的多管回转炉，包括：

进料装置，与筒体的进料端连通，经由所述进料装置将所述物料送入所述筒体；

筒体，能够卧式旋转，并使所述物料向出料端运动直至排出所述筒体；

保温夹套，环绕所述筒体且与所述筒体空间分隔以形成热风室，并在端处通过密封结构与所述筒体连接，且所述保温夹套是静止的；

热风入口，高温烟气从所述热风入口进入所述热风室以加热所述筒体；

热风分配室，与至少一个换热管连通，靠近所述筒体的出料端，且与所述热风室连通，以将热风室中的烟气分配至所述至少一个换热管，其中，所述换热管位于所述筒体中并沿所述筒体的轴向延伸；

烟气排出口，与所述换热管连通，以将所述换热管中的烟气排出；以及

出料装置，与所述筒体的出料端连通，包括：

第一出料口，将所述筒体出料端处的部分热半焦排出所述多管回转炉；以及

第二出料口，将所述筒体内的粗煤气排出。

2.如权利要求1所述的多管回转炉，其中，所述筒体包括：

多个分隔板，设置在筒体内壁并沿所述筒体的轴向延伸，以将所述筒体分隔为多个腔室，且所述多个腔室的端处分别与所述热风分配室和所述烟气排出口连通。

3.如权利要求2所述的多管回转炉，还包括：

返料装置，设置在所述筒体内，将从所述筒体的所述出料装置处落入所述返料装置热半焦送回所述筒体的进料端，以与新加入所述筒体的物料混温；以及

环腔，形成于所述腔室与所述返料装置之间，与所述第二出口连通；

所述腔室包括：

开口装置，使得所述腔室内的粗煤气通过所述开口装置进入所述环腔，从而从所述第二出口排出。

4.如权利要求1所述的多管回转炉，其中，所述保温夹套为空间分隔的多段，从而形成多个热风室；

所述多管回转炉还包括：

至少一个热风连接管，每两个热风室通过一个所述热风连接管连通，使得从所述热风入口进入一个热风室的高温烟气通过所述热风连接管进入另一个热风室。

5.如权利要求4所述的多管回转炉，还包括：

进风室，与所述多个热风室中的一个以及所述热风分配室连通，使得通过热风入口进入热风室的高温烟气通过进风室进入所述热风分配室。

6.如权利要求1-5所述的多管回转炉，其中，所述筒体的进料端的水平位置高于所述筒体的出料端的水平位置。

7.一种利用多管回转炉进行物料低温干馏的方法，包括：

将所述物料通过进料装置送入筒体；

所述筒体通过卧式旋转使所述物料向出料端运动；

所述筒体将在所述筒体出料端处的部分热半焦从第一出料口排出，并将所述筒体内的粗煤气从第二出料口排出；

将高温烟气从热风入口送入所述筒体与环绕所述筒体的保温夹套形成的热风室，以加热所述筒体；

所述热风室中的烟气从靠近所述筒体的出料端处送入热风分配室；

在所述热风分配室中将所述烟气分配至所述筒体中的至少一个换热管；以及

所述至少一个换热管中的烟气从烟气排出口排出。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述筒体中设置有多个分隔板，在筒体内壁并沿所述筒体的轴向延伸，以将所述筒体分隔为多个腔室，且所述多个腔室的端处分别与所述热风分配室和所述烟气排出口连通。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述多管回转炉还包括：

返料装置，设置在所述筒体内；以及

环腔，形成于所述腔室与所述返料装置之间；

所述方法还包括：

将从所述筒体的所述出料装置处落入所述返料装置的热半焦送回所述筒体的进料端，以与新加入所述筒体的物料混温；

所述粗煤气从所述腔室的开口进入所述腔室；以及

经过所述环腔从所述第二排出口排出。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述保温夹套为空间分隔的多段，从而形成多个热风室；

所述多管回转炉还包括至少一个热风连接管，每两个所述热风室通过一个所述热风连接管连通；

所述方法还包括：

从所述热风入口进入一个热风室的高温烟气通过所述热风连接管进入另一个热风室。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述多管回转炉还包括：

进风室，与所述多个热风室中的一个以及所述热风分配室连通；

所述方法还包括：

使得通过热风入口进入热风室的高温烟气通过进风室进入所述热风分配室。

12.如权利要求7-11所述的方法，其中，所述筒体的进料端的水平位置高于所述筒体的出料端的水平位置。

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