CN112094654A - 一种热风炉及具有其的煤热解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回转炉煤热解提质技术领域，具体涉及一种热风炉及具有其的煤热解装置。热风炉，包括：第一腔室，第一腔室设有燃料入口和助燃气体入口；燃烧室，设置在第一腔室的出口处，且通过第一隔板与第一腔室分隔设置，第一隔板上设有允许燃料和助燃气体发生燃烧反应生成的一次烟气进入燃烧室的第一通道；第一循环烟气入口，与燃烧室连通设置，用于使第一循环烟气与一次烟气混合后再次燃烧。燃料和助燃气体首先通过第一腔室输送至第一通道处，发生欠氧反应，第一循环烟气与一次烟气混合时，一次烟气中未完全燃烧的燃料会与第一循环烟气中的氧气再次进行燃烧，对第一循环烟气中的氧气进行消耗以降低第一循环烟气中的氧含量。

Description

一种热风炉及具有其的煤热解装置

技术领域

本发明涉及回转炉煤热解提质技术领域，具体涉及一种热风炉及具有其的煤热解装置。

背景技术

回转炉煤热解提质技术用于用煤制取焦油、半焦与煤气。干燥回转炉与热解回转炉是该技术的核心装置。干燥回转炉用于煤的干燥，热解回转炉用于煤的热解。热风炉为干燥回转炉与热解回转炉提供加热介质，即热烟气。热烟气加热回转炉后，温度仍然很高，需要返回热风炉进行热量回收。

热解回转炉一般为外热式结构，高温烟气通入热解回转炉的夹套对之进行加热。由于回转炉的夹套与内筒采用动密封，运行过程中，部分空气会漏入夹套中，使得换热后烟气的氧含量增加。在热烟气的循环过程中，烟气***中的氧含量会不断累积增加。而干燥回转炉采用内热式结构，热烟气与煤直接接触，氧含量高的热烟气直接用于内热式干燥回转炉会导致在干燥回转炉内发生氧化反应，当反应剧烈时会严重影响回转炉的操作安全。

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炉煤热解提质工艺中热烟气中的氧含量随热烟气的循环不断累积，影响回转炉的操作安全的缺陷，从而提供一种热风炉及具有其的煤热解装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热风炉，包括：

第一腔室，第一腔室设有燃料入口和助燃气体入口；

燃烧室，设置在第一腔室的出口处，且通过第一隔板与第一腔室分隔设置，第一隔板上设有允许燃料和助燃气体发生燃烧反应生成的一次烟气进入燃烧室的第一通道；

第一循环烟气入口，与燃烧室连通设置，用于使第一循环烟气与一次烟气混合后再次燃烧。

优选的是，还包括通过第二隔板与第一腔室分隔设置的第二腔室，第二腔室设于第一腔室和燃烧室之间，第二腔室内安装有燃料气管和助燃气管，燃料气管一端与燃料入口连通，另一端延伸至第一通道中，助燃气管一端与第一腔室连通，另一端延伸至第一通道中，第二腔室设有第一循环烟气入口，第一隔板上设有与第一循环烟气入口连通设置的第二通道。

优选的是，助燃气管套设在燃料气管外周。

优选的是，燃料气管和助燃气管均设有多个，多个燃料气管和多个助燃气管均为环形均匀分布。

优选的是，燃料气管延伸至第一通道出口的一端安装有烧嘴，第一通道的出口处设有烧嘴砖，烧嘴砖设在烧嘴周围。

优选的是，还包括与燃烧室连接的混合室，混合室设有第二循环烟气入口。

优选的是，混合室***设有螺旋形壳体，螺旋形壳体与混合室之间连通有多个分布管，第二循环烟气入口设于螺旋形壳体的入口处。

优选的是，燃烧室的侧壁上设有看火孔和火焰检测器。

优选的是，燃料气管的出口处安装有长明灯。

本发明还提供一种煤热解装置，具有热风炉。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的热风炉，包括：第一腔室，第一腔室设有燃料入口和助燃气体入口；燃烧室，设置在第一腔室的出口处，且通过第一隔板与第一腔室分隔设置，第一隔板上设有允许燃料和助燃气体发生燃烧反应生成的一次烟气进入燃烧室的第一通道；第一循环烟气入口，与燃烧室连通设置，用于使第一循环烟气与一次烟气混合后再次燃烧。

通过利用第一隔板将第一腔室单独隔开，并利用第一循环烟气入口将已经参与循环后的第一循环烟气直接通入到燃烧室进行燃烧反应来降低第一循环烟气中的氧气含量，防止已经参与循环后的第一循环烟气在参与燃烧之前与助燃气体接触混入更多的氧气，增大降低第一循环烟气中的氧含量的难度。燃料和助燃气体首先通过第一腔室输送至第一通道处，通过控制助燃气体的通入量，让助燃气体与燃料发生欠氧反应，使得产生的一次烟气中仍含有未完全燃烧的燃料，第一循环烟气与一次烟气混合时，一次烟气中未完全燃烧的燃料会与第一循环烟气中的氧气再次进行燃烧，对第一循环烟气中的氧气进行消耗以降低循环烟气中的氧含量。

2.本发明提供的热风炉，还包括通过第二隔板与第一腔室分隔设置的第二腔室，第二腔室设于第一腔室和燃烧室之间，第二腔室内安装有燃料气管和助燃气管，燃料气管一端与燃料入口连通，另一端延伸至第一通道中，助燃气管一端与第一腔室连通，另一端延伸至第一通道中，第二腔室设有第一循环烟气入口，第一隔板上设有与第一循环烟气入口连通设置的第二通道。通过设置第二腔室，使得参与循环后的第一循环烟气从第二通道进入燃烧室，并与燃料和助燃气体燃烧后形成的一次烟气进行再次燃烧，便于对第一循环烟气的通入量进行控制，使得参与循环后的第一循环烟气能够完全参与反应以对烟气中的氧气进行充分消耗。

3.本发明提供的热风炉，燃料气管设有多个，多个燃料气管环形均匀分布。通过将燃料气管环形摆列，使得燃烧室内形成的多束火焰环形燃烧，使得燃烧室内的温度均匀分布，避免由于燃烧室内局部温度较低，部分区域的气体无法发生燃烧导致的氧气残留。保证进入到燃烧室内的氧气均能够与燃料发生反应，对氧气进行充分消耗。

4.本发明提供的热风炉，还包括与燃烧室连接的混合室，混合室设有第二循环烟气入口。让部分参与循环后的第二循环烟气从第二循环烟气入口进入到混合室中与新生成的烟气混合，对新生成的烟气进行降温，能够避免携带部分热量的第一循环烟气再次燃烧后使得新生成的烟气温度过高，保证烟气从热风炉中输出时的温度适宜参与后续反应，

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为本发明的实施方式中提供的低氧热风炉的结构示意图。

图2为图1中A－A方向的剖视图。

图3为本发明的实施方式中提供的燃烧器的结构示意图。

附图标记说明：1、第一腔室；2、第二腔室；3、燃料入口；4、助燃气体入口；5、第一循环烟气入口；6、燃料气管；7、燃烧室；8、第二循环烟气入口；9、螺旋形壳体；10、分布管；11、烧嘴；12、烧嘴砖；13、看火孔；14、火焰检测器；15、长明灯；16、第一隔板；17、第二隔板；18、混合室；19、助燃气管；20、第一通道；21、第二通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图3所示为本发明提供的热风炉的一种具体实施方式，热风炉包括从下到上依次连接的燃烧器、燃烧室和混合室，燃烧器内设有利用第二隔板完全隔离的第一腔室和第二腔室。

如图3所示，第一腔室1设有燃料入口3和助燃气体入口4。第二腔室2设于第一腔室1和燃烧室7之间，第二腔室2内安装有燃料气管6和助燃气管19，燃料气管6一端与燃料入口3连通，另一端延伸至第一通道20中，助燃气管19一端与第一腔室1连通，另一端延伸至第一通道20中，第二腔室2设有第一循环烟气入口5，第一隔板16上设有与第一循环烟气入口5连通设置的第二通道21，第二通道21与燃烧室7连通设置，用于使第一循环烟气与一次烟气混合后再次燃烧。

燃料气管6和助燃气管19均设有六个，六个燃料气管6和六个助燃气管19同心设置，助燃气管19套设在燃料气管6外侧，六个燃料气管6环形均匀分布。通过将燃料气管6环形摆列，使得燃烧室7内形成的多束火焰环形燃烧，使得燃烧室7内的温度均匀分布，避免由于燃烧室7内局部温度较低，部分区域的气体无法发生燃烧导致的氧气残留。保证进入到燃烧室7内的氧气均能够与燃料发生反应，对氧气进行充分消耗。燃料气管6延伸至第一通道20出口的一端安装有烧嘴11，第一通道20的出口处设有烧嘴砖12，烧嘴砖12设在烧嘴11周围，以保护燃料气管6和助燃气管19，避免烧嘴处的高温对燃料气管6和助燃气管19造成损坏。

如图1所示，燃烧室7设置在第二腔室2的出口处，且通过第一隔板16与第一腔室1分隔设置，第一隔板16上设有允许燃料和助燃气体发生燃烧反应生成的一次烟气进入燃烧室7的第一通道20，和允许第一循环烟气进入到燃烧室7内参与燃烧的第二通道21，第二通道21围绕设置在第一通道20的周围。

混合室18***沿轴向设有两个螺旋形壳体9，螺旋形壳体9与混合室18之间连通有多个分布管10，分布管10在竖直方向上设置有三排，且均朝混合室18的方向向上倾斜设置。如图2所示，螺旋形壳体9的入口处设置有第二循环烟气入口8。部分参与循环后的第二循环烟气从第二循环烟气入口8经过多个分布管10从混合室18的四周进入到混合室18中，使温度较低的烟气均匀进入到混合室18内与新生成的温度较高的烟气混合，对新生成的烟气进行降温，能够避免携带部分热量的第一循环烟气再次燃烧后使得新生成的烟气温度过高，保证烟气从热风炉中输出时的温度适宜参与后续反应。

燃烧室7的侧壁上还设有用于肉眼观测烧嘴11处喷射的火苗状态的看火孔13，以及用于对燃烧状况进行实时监测的火焰检测器14。燃料气管6的出口处安装有长明灯15，以保证燃料气管6出口处的火苗熄火后进行恢复点燃。看火孔13、火焰检测器14和长明灯15均设置有六个，且均与六个燃料气管6一一对应。

通过利用第二隔板17将第一腔室1与第二腔室2隔离，使得参与循环后的第一循环烟气、燃料和助燃气体均能到达第一通道20处，进行燃烧反应，使得参与循环后的第一循环烟气能够完全参与反应以对烟气中的氧气进行充分消耗，降低循环烟气中的氧气含量。通过对第一循环烟气、燃料和助燃气体设置不同的管路，防止已经参与循环后的第一循环烟气在参与燃烧之前与助燃气体接触混入更多的氧气，增大降低循环烟气中的氧含量的难度。从回转炉循环后的循环烟气中的氧气含量为5％，将循环烟气分为两股，一股取总烟气量的30％，从第一循环烟气入口5处进入到第二腔室2，从第二通道21中喷出。燃料和作为助燃气体的空气发生燃烧生成的一次烟气从第一通道20中喷出，通过控制助燃气体的通入量，让助燃气体与燃料发生欠氧反应，使得产生的一次烟气中仍含有未完全燃烧的燃料。氧含量较高的第一循环烟气与含有未完全反应的燃料的一次烟气相遇时，一次烟气中未完全燃烧的燃料会与第一循环烟气中的氧气会被火焰点燃再次进行燃烧，对第一循环烟气中的氧气进行消耗以降低第一循环烟气中的氧含量，控制从热风炉中输出的烟气的氧含量在3％以下。通过降低烟气中的氧含量，以维持回转炉的稳定持续安全运行，保证生产过程中的人员和设备安全。

作为可替代的实施方式，燃料气管6一端延伸至第一通道20，另一端与第一腔室1连通，燃料和助燃气体共同通入到第一腔室1内，并在第一腔室1内混合后从燃料气管6中喷出，在燃料气管6的端部的烧嘴11处进行燃烧。

本发明还提供一种煤热解装置，具有第一种实施方式中提供的热风炉，热风炉的出口连接有干燥回转炉和热解回转炉，回转炉的烟气出口分别连接热风炉的第一循环烟气入口5和第二循环烟气入口8，将从回转炉中分两股循环输入至热风炉中，以控制循环烟气中的氧气含量和从热风炉中输出的烟气的温度。

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)

1.一种热风炉，其特征在于，包括：

第一腔室(1)，所述第一腔室(1)设有燃料入口(3)和助燃气体入口(4)；

燃烧室(7)，设置在所述第一腔室(1)的出口处，且通过第一隔板(16)与所述第一腔室(1)分隔设置，所述第一隔板(16)上设有允许燃料和助燃气体发生燃烧反应生成的一次烟气进入所述燃烧室(7)的第一通道(20)；

第一循环烟气入口(5)，与所述燃烧室(7)连通设置，用于使第一循环烟气与所述一次烟气混合后再次燃烧。

2.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，还包括通过第二隔板(17)与所述第一腔室(1)分隔设置的第二腔室(2)，所述第二腔室(2)设于所述第一腔室(1)和所述燃烧室(7)之间，所述第二腔室(2)内安装有燃料气管(6)和助燃气管(19)，所述燃料气管(6)一端与所述燃料入口(3)连通，另一端延伸至所述第一通道(20)中，所述助燃气管(19)一端与所述第一腔室(1)连通，另一端延伸至所述第一通道(20)中，所述第二腔室(2)设有第一循环烟气入口(5)，所述第一隔板(16)上设有与所述第一循环烟气入口(5)连通设置的第二通道(21)。

3.根据权利要求2所述的热风炉，其特征在于，所述助燃气管(19)套设在所述燃料气管(6)外周。

4.根据权利要求3所述的热风炉，其特征在于，所述燃料气管(6)和所述助燃气管(19)均设有多个，多个所述燃料气管(6)和多个所述助燃气管(19)均为环形均匀分布。

5.根据权利要求2至4任一项所述的热风炉，其特征在于，所述燃料气管(6)延伸至所述第一通道(20)出口的一端安装有烧嘴(11)，所述第一通道(20)的出口处设有烧嘴砖(12)，所述烧嘴砖(12)设在所述烧嘴(11)周围。

6.根据权利要求1至5任一项所述的热风炉，其特征在于，还包括与所述燃烧室(7)连接的混合室(18)，所述混合室(18)设有第二循环烟气入口(8)。

7.根据权利要求6所述的热风炉，其特征在于，所述混合室(18)***设有螺旋形壳体(9)，所述螺旋形壳体(9)与所述混合室(18)之间连通有多个分布管(10)，所述第二循环烟气入口(8)设于所述螺旋形壳体(9)的入口处。

8.根据权利要求1至7任一项所述的热风炉，其特征在于，所述燃烧室(7)的侧壁上设有看火孔(13)和火焰检测器(14)。

9.根据权利要求2至5任一项所述的热风炉，其特征在于，所述燃料气管(6)的出口处安装有长明灯(15)。

10.一种煤热解装置，其特征在于，具有权利要求1至9中任一项所述的热风炉。

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