CN105505410A - 一种回转干馏炉给料装置及其给料方法 - Google Patents

一种回转干馏炉给料装置及其给料方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回转干馏炉给料装置及其给料方法。所述给料装置，包括壳体，其一端设置有给料口，另一端与所述回转干馏炉的进料口相连接，还包括，螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致；密封腔，由进入给料装置内的物料、所述壳体和所述螺旋叶片间的空隙形成的空腔；气体引入管，设置在所述壳体上，并与所述密封腔连通，用以向所述密封腔内通入气体。上述给料装置，在进料过程中形成物料自密封；在物料运行过程中，物料自身、螺旋叶片和壳体形成密封腔，并导入过热水蒸气作为上述给料装置的密封结构，既保证了稳定进料，又保证给料过程无空气漏进***，也无煤气外泄。

Description

一种回转干馏炉给料装置及其给料方法
技术领域
本发明涉及回转设备给料技术领域，具体涉及一种回转干馏炉给料装置及其给料方法。
背景技术
我国煤炭资源相对丰富，但利用价值较低的低阶煤却占有相当大的比例，目前，低阶煤开发成为高阶煤的技术有如下几种：循环流化床固体热载体快速煤提质技术、气体热载体快速煤提质技术、带式煤干馏提质技术、移动床煤提质技术、回转炉煤提质技术。通过多年的试验和验证，回转炉煤提质技术正以其突出的技术优势，逐渐成为技术主流。
回转干馏炉是回转炉煤提质技术中的重要设备，其主要作用为将粉煤或者碎煤作为原料进行煤炭干馏。在回转干馏炉正常运行过程中，炉内充满了高温的兰炭、易燃易爆的煤气和气态焦油等物料，为高温、微负压环境，上述环境对于回转炉要求较高：例如，内外漏风率要小于5％，内外温差达到600℃～700℃，煤粉***漏等。因此，需要在回转干馏炉给料的时候，确保无煤气泄漏，无大量的冷源流入，煤焦油无液化，杜绝因焦油凝结沾粘物料产生堵料现象。
目前，回转干馏炉的给料方式主要有螺旋弹簧给料、翻板阀垂直给料、螺旋输送机强制给料或密封刮板输送机强制给料等，然而在实际运行中，上述给料方式密封效果一般，漏风率较高，还会常常出现因给料间断导致炉内煤气外泄的现象。
现有技术中，中国专利文献CN103115486A公开了一种回转窑喂料装置，所述喂料装置包括料仓和至少一个柔性卸料器，所述柔性卸料器包括倾斜设置的下料管、沿所述下料管的轴向设置在下料管内的螺旋弹簧，以及设置在所述下料管外的驱动装置，所述螺旋弹簧的上端靠近所述下料管的顶部，并通过转动轴与所述驱动装置的转动部固定连接，所述料仓通过设置在其下端的下料口与所述下料管的管壁连通；所述下料管上还设有进气口，所述进气口沿所述转动轴的轴向设置在转动轴内，即所述转动轴设为空心结构，同时用作进气口。所述进气口用于向下料管内引入压缩空气，防止窑内烟气上窜。上述喂料装置下料稳定，物料不易造成堵塞；柔性卸料器结构简单，维护方便，利用向下料管内引入压缩空气，防止窑内烟气上窜。但是上述给料装置采用柔性卸料器进行给料，但无法显示给料器中的物料状态；采用螺旋弹簧给料，无法阻止外界空气的进入，不能保证给料口的绝对密封，并且不能检测给料装置的气密性。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的回转干馏炉给料装置不能保证稳定给料的同时保证密封效果的缺陷，从而提供一种下料稳定且密封效果良好的回转干馏炉给料装置及其给料方法。
本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的现有技术中的回转干馏炉给料装置不能迅速检测发生漏风的缺陷，从而提供一种可以实时监控、检测是否漏风的回转干馏炉给料装置及其给料方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种回转干馏炉给料装置，包括，
壳体，其一端设置有给料口，另一端与所述回转干馏炉的进料口相连接，其特征在于，还包括，
螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致；
密封腔，由进入给料装置内的物料、所述壳体和所述螺旋叶片间的空隙形成的空腔；
气体引入管，设置在所述壳体上，并与所述密封腔连通，用以向所述密封腔内通入气体。
上述回转干馏炉给料装置，所述螺旋叶片为实体螺旋叶片或带式螺旋叶，所述螺旋叶片的外螺旋的直径小于壳体的直径5～10mm，所述螺旋叶片的内外半径差为200-600mm，螺距为螺旋叶片外螺旋直径的1-1.5倍。
上述回转干馏炉给料装置，还包括，输送轴，所述输送轴设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致，所述螺旋叶片围绕所述输送轴设置。
上述回转干馏炉给料装置，所述气体引入管沿进料方向设置于给料口之后；与给料口相隔至少一个螺距的距离。
上述回转干馏炉给料装置，所述壳体为管状，所述螺旋叶片与所述壳体同轴设置；所述螺旋叶片的直线长度与壳体的长度相同。
上述回转干馏炉给料装置，所述螺旋叶片由驱动装置驱动进行旋转。
上述回转干馏炉给料装置，所述气体引入管上设置调节闸阀和流量计，以及流量和压力监控装置。
一种利用上述回转干馏炉给料装置的给料方法，
设置所述给料口的进料速度大于所述回转干馏炉给料装置向回转干馏炉输送物料的速度，以使物料依重力堆满给料口下部空间，从而形成所述的密封腔，通过气体引入管向所述密封腔通入水蒸汽；
控制密封腔(3)中水蒸汽温度为140℃～150℃，压力为0.01MPa～0.1MPa，同时保证密封腔内水蒸汽压力高于回转干馏内部压力波动造成的最大压力200Pa～500Pa。
上述给料方法，给料装置中的水蒸汽向回转干馏炉内流动的流量小于临界值，当流量大于该临界值时，视为水蒸汽向回转干馏炉内或者给料装置给料口发生漏气。
上述给料方法，所述临界值为1.5m3/min。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明的回转干馏炉给料装置，采用螺旋叶片作为输送结构作为给料装置，并通过在进料过程中，因物料自重堆满给料口下部的整个空间，物料自身将给料口和回转干馏炉隔离，形成物料自密封；在物料运行过程中，物料自身、螺旋叶片和壳体形成密封腔，并导入过热水蒸气作为上述给料装置的密封结构，既保证了稳定进料，又保证给料过程无空气漏进***，也无煤气外泄。
2、本发明的回转干馏炉给料方法，螺旋叶片在驱动装置驱动下进行转动完成给料过程；并设置气体引入管以及水蒸汽调节闸阀和流量计，来控制水蒸汽的压力和流量。控制该水蒸汽压力略高于干馏炉内部环境混合气体压力，低于给料口段物料自身产生的气体阻力，该水蒸汽在进料口与干馏炉之间形成水蒸汽密封。一旦回转干馏炉的给料装置因回转干馏炉压力波动较大、物料粒度发生较大波动、给料不稳定或不连续、物料仓或闸板阀出现卡堵等现象时，水蒸汽向给料口的一侧泄漏，或向干馏炉内流动较大，其流量、压力立刻发生变化，***立刻报警，完成在线密封检测；采取相关保护措施，保证给料装置在给料过程的密封效果。
3、本发明的回转干馏炉给料方法，在物料向回转干馏炉输送的过程中，通入的水蒸汽对物料进行初步加热，成为干馏***的第二热源，水蒸汽进入回转干馏炉，对干馏过程催化，提高焦油、荒煤气产率；水蒸汽稳定低流量地向干馏炉内部流动，与内部的煤气和气态焦油混合，待混合气离开干馏炉后，经冷凝***冷却，水蒸汽冷却成液态水后，与煤气和焦油分离；不会降低产品品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中回转干馏炉给料装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1中回转干馏炉给料装置中螺旋叶片的结构示意图；
附图标记：
1-给料口，2-物料，3-密封腔，4-壳体，5-气体引入管，6-螺旋叶片，7-回转干馏炉。
具体实施方式
本发明的回转干馏炉给料装置如图1所示，包括，
壳体4，其一端设置有给料口1，另一端与所述回转干馏炉的进料口相连接，还包括，
螺旋叶片6，所述螺旋叶片6设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致；
密封腔3，由进入给料装置内的物料、所述壳体4和所述螺旋叶片6间的空隙形成的空腔；
气体引入管5，设置在所述壳体4上，并与所述密封腔3连通，用以向所述密封腔内通入气体。
所述螺旋叶片6为实体螺旋叶片，如图2所示，所述螺旋叶片6的外螺旋的直径D小于壳体4的直径10mm，所述螺旋叶片6的内外半径差a为300mm，螺距等于螺旋叶片6外螺旋直径。还包括，输送轴，所述输送轴设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致，所述螺旋叶片6围绕所述输送轴设置。
所述气体引入管5沿进料方向设置于给料口1之后；在本实施方式中，气体引入管5与给料口1相隔两个螺距的距离。在其他实施方式中，气体引入管5与给料口1相隔的距离为1.5个、3个、4个、5个等螺距的距离。
所述壳体4为管状，所述螺旋叶片6与所述壳体1同轴设置；所述螺旋叶片6的直线长度与壳体4的长度相同。所述螺旋叶片6由驱动装置驱动进行旋转。所述气体引入管5上设置调节闸阀和流量计，以及流量和压力监控装置。
当物料煤2从***物料仓经给料口1进入给料装置壳体4后；因物料自重堆满给料口1下部的整个空间，物料自身将给料口和回转干馏炉隔离，形成物料自密封。当给料装置运行过程中，螺旋叶片6将物料推动，在叶片后部及叶片与给料装置壳体4的上部形成一定的空腔，为密封腔3。通过气体引入管5引入水蒸汽，使密封腔3充满一定压力、一定温度的水蒸汽。该水蒸汽部分冷凝液化，剩余部分充满密封腔3，并向回转干馏炉流动。控制该水蒸汽压力略高于干馏炉内部环境混合气体压力，低于给料口1段物料自身产生的气体阻力。该水蒸汽在进料口1与干馏炉之间形成水蒸汽密封。
利用上述回转干馏炉给料装置的给料方法，设置所述给料口1的进料速度大于所述回转干馏炉给料装置向回转干馏炉输送物料的速度，以使物料依重力堆满给料口1下部空间，从而形成所述的密封腔3，通过气体引入管5向所述密封腔3通入水蒸汽；
控制密封腔3中水蒸汽温度为150℃，压力为0.1MPa，同时保证密封腔3内水蒸汽压力高于回转干馏内部压力波动造成的最大压力200Pa。
给料装置中的水蒸汽向回转干馏炉内流动的流量小于临界值1.5m3/min，当流量大于该临界值时1.5m3/min，视为水蒸汽向回转干馏炉内或者给料装置给料口发生漏气。
其中具体过程为：
将物料仓的物料2经控制闸板阀的控制，进入给料装置。当物料2从***物料仓经给料口1进入给料装置壳体4后；物料2因自重堆满给料口1下部的整个空间；控制进入给料装置的物料不间断；该过程保证回转干馏炉在进料口存在物料的自密封效果；
当给料装置运行过程中，通过驱动装置控制螺旋叶片6将物料推动，连续稳定地给入回转干馏炉，控制给料口1的进料速度大于回转干馏炉给料装置向回转干馏炉输送物料的速度；在螺旋叶片后部及叶片与壳体4的上部形成一定的空腔。通过气体引入管5，使上述空腔充满一定压力、一定温度的水蒸汽，即密封腔。该水蒸汽部分冷凝液化，加热物料温度，少量液态水随着物料进入干馏炉后再次汽化；剩余部分充满空腔，并向回转干馏炉流动。控制该水蒸汽压力略高于干馏炉内部环境混合气体压力，低于给料口1段物料自身产生的气体阻力。该水蒸汽在进料口1与干馏炉之间形成水蒸汽密封。
气体引入管5中的水蒸汽温度控制150℃，压力控制0.1MPa，同时保证空腔内水蒸汽压力高于回转干馏内部压力波动造成的最大压力200Pa；保证空腔内水蒸汽压力低于给料仓至给料装置的料阻力，即保证回转干馏炉气压波动较大时，炉内混合煤气和外界空气都不能穿过密封腔。正常工况回转干馏炉内部的煤气混合气的压力略微小于外界大气；当回转干馏炉内部气体压力波动过大，导致压力大于外界气压时，混合气倒流至密封腔时，被压力更高的水蒸汽堵住，确保煤气不能逸出外界环境。
正常工况物料均匀进入给料口，充满给料口下部空间。当因回转干馏炉负压过大、物料粒度发生较大波动、给料不稳定或不连续、物料仓或闸板阀出现卡堵等现象时，外界空气随着物料进入给料口，在密封腔5遇到压力较大的水蒸汽，被堵在密封腔外侧，确保空气不能进入回转干馏炉。
控制给料装置中的水蒸汽向回转干馏炉内流动的正常流量为＜1.5m3/min。当流量大于该值，可视为水蒸汽向回转干馏炉内或者给料装置给料口发生泄漏，需要检查料仓料位、闸板阀、回转干馏炉内的气压状况或者降低***负荷。
如果发生以上工况时，水蒸汽的压力、流量会发生波动，在控制***的仪表即刻显示，并提醒操作人员采取相应保护措施。本给料装置有效保证了密封效果，同时检测了给料装置的物料自密封性效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种回转干馏炉给料装置，包括，
壳体(4)，其一端设置有给料口(1)，另一端与所述回转干馏炉的进料口相连接，其特征在于，还包括，
螺旋叶片(6)，所述螺旋叶片(6)设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致；
密封腔(3)，由进入给料装置内的物料、所述壳体(4)和所述螺旋叶片(6)间的空隙形成的空腔；
气体引入管(5)，设置在所述壳体(4)上，并与所述密封腔(3)连通，用以向所述密封腔内通入气体。
2.根据权利要求1所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，所述螺旋叶片(6)为实体螺旋叶片或带式螺旋叶，所述螺旋叶片(6)的外螺旋的直径小于壳体(4)的直径5～10mm，所述螺旋叶片(6)的内外半径差为200-600mm，螺距为螺旋叶片外螺旋直径的1-1.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，还包括，输送轴，所述输送轴设置在所述壳体内部，其延伸方向与所述壳体的延伸方向一致，所述螺旋叶片(6)围绕所述输送轴设置。
4.根据权利要求1或2所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，所述气体引入管(5)沿进料方向设置于给料口(1)之后；与给料口(1)相隔至少一个螺距的距离。
5.根据权利要求1-4任一项所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，所述壳体(4)为管状，所述螺旋叶片(6)与所述壳体(1)同轴设置；所述螺旋叶片(6)的直线长度与壳体(4)的长度相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，所述螺旋叶片(6)由驱动装置驱动进行旋转。
7.根据权利要求1-6任一项所述的回转干馏炉给料装置，其特征在于，所述气体引入管(5)上设置调节闸阀和流量计，以及流量和压力监控装置。
8.一种利用权利要求1-7任一项所述回转干馏炉给料装置的给料方法，其特征在于，
设置所述给料口(1)的进料速度大于所述回转干馏炉给料装置向回转干馏炉输送物料的速度，以使物料依重力堆满给料口(1)下部空间，从而形成所述的密封腔(3)，通过气体引入管(5)向所述密封腔(3)通入水蒸汽；
控制密封腔(3)中水蒸汽温度为140℃～150℃，压力为0.01MPa～0.1MPa，同时保证密封腔(3)内水蒸汽压力高于回转干馏内部压力波动造成的最大压力200Pa～500Pa。
9.根据权利要求8所述的给料方法，其特征在于，给料装置中的水蒸汽向回转干馏炉内流动的流量小于临界值，当流量大于该临界值时，视为水蒸汽向回转干馏炉内或者给料装置给料口发生漏气。
10.根据权利要求9所述的给料方法，其特征在于，所述临界值为1.5m3/min。
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