CN206887017U - 型球热解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了型球热解炉。所述型球热解炉包括炉体和辐射管加热器。所述辐射管加热器包括：n个辐射管，每个辐射管均具有第一端口和第二端口，其中，n≥2；两个烧嘴组件，每个烧嘴组件包括烧嘴和(n‑1)个分流板，每个烧嘴内设有进气通道，(n‑1)个分流板彼此间隔开地设在相应的进气通道内且与进气通道的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道，n个子通道的进气端共同限定出进气通道的进气口，n个辐射管的第一端口与其中一个烧嘴组件的n个子通道一一对应且连通设置，n个辐射管的第二端口与另一个烧嘴组件的n个子通道一一对应且连通设置。根据本实用新型的型球热解炉，减少了操作点和故障点，辐射管加热器运行更稳定。

Description

型球热解炉

技术领域

本实用新型涉及热解技术领域，尤其是涉及一种型球热解炉。

背景技术

蓄热式辐射管加热器是将先进的高温空气燃烧技术应用于燃气辐射管上，燃烧产物不与被加热物体接触，且通过蓄热体的设置利用管内燃烧烟气的显热来预热助燃空气或燃气，具有燃烧热效率高、加热能力强、管壁表面热流均匀、运行稳定、设备可靠性高等诸多特点，已被广泛应用于各种热处理炉。

相关技术中的型球热解炉的蓄热式辐射管加热器一般具有一个辐射管、两个蓄热式烧嘴、两个小烧嘴、两个换向阀、两个调节阀以及其它相连结构。当多个蓄热式辐射管加热器应用在型球热解炉上时，由于每套蓄热式辐射管加热器的配套附件太多，占用的空间大，操作点多，故障点多，嘴前管道复杂，给检修和操作带来诸多不便，而且受烧嘴体积的限制，相邻的两个蓄热式辐射管加热器的辐射管的净间距较大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种型球热解炉，操作点少，故障点少，方便检修和操作。

根据本实用新型实施例的型球热解炉，包括炉体和辐射管加热器，所述炉体形成为环形形状，所述辐射管加热器设在所述炉体的侧壁上，所述辐射管加热器包括n个辐射管，n个所述辐射管在所述炉体的周向方向上间隔排布成大体弧形形状，每个所述辐射管均具有第一端口和第二端口，其中，n≥2；两个烧嘴组件，每个所述烧嘴组件包括烧嘴和(n-1)个分流板，每个所述烧嘴内设有进气通道，所述(n-1)个分流板彼此间隔开地设在相应的所述进气通道内且与所述进气通道的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道，n个所述子通道的进气端共同限定出所述进气通道的进气口，n个所述辐射管的第一端口与其中一个所述烧嘴组件的n个所述子通道一一对应且连通设置，n个所述辐射管的第二端口与另一个所述烧嘴组件的n个所述子通道一一对应且连通设置。

根据本实用新型实施例的型球热解炉，通过设置上述的辐射管加热器，即通过设置n个辐射管和两个烧嘴组件，并使每个烧嘴组件包括烧嘴和(n-1)个分流板且在每个烧嘴内设置进气通道，将(n-1)个分流板彼此间隔开地设在相应的进气通道内且与进气通道的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道，使n个辐射管的第一端口与其中一个烧嘴组件的n个子通道一一对应且连通设置，使n个辐射管的第二端口与另一个烧嘴组件的n个子通道一一对应且连通设置，从而使n个辐射管与两个烧嘴组件对应且将n个辐射管连接在两个烧嘴组件之间，由此，本实施例中的一个辐射管加热器可相当于相关技术中的n个辐射管加热器，从而减少了烧嘴、换向阀、调节阀等配套附件的数量，占用空间小，减少了操作点和故障点，辐射管加热器运行更稳定，简化了嘴前管道，从而方便了检修和操作，而且每个辐射管加热器的相邻的辐射管之间的净间距可以不受烧嘴体积的限制；另外，当辐射管加热器应用在形状为环形的炉体中时，有利于辐射管加热器与型球热解炉的炉体的周向方向的匹配，从而便于在型球热解炉的炉体中放置更多的辐射管加热器。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述子通道的进气端的过流面积相同。

可选地，所述分流板为钢件。

可选地，所述分流板的厚度为2～6mm。

可选地，所述辐射管为U型管或W型管。

可选地，每个所述辐射管的第一端口和第二端口的连线方向与所述烧嘴的轴向方向之间的夹角为α，α满足：0°＜α＜90°。

根据本实用新型的一些实施例，辐射管加热器还包括两个进口管，两个所述进口管与两个所述烧嘴组件一一对应设置，每个所述进口管与所述进气通道的进气口相连。

可选地，所述辐射管加热器设在所述炉体的内环侧壁和外环侧壁的至少一个上。

可选地，所述内环侧壁和所述外环侧壁上分别设有多个所述辐射管加热器，位于所述内环侧壁上的多个所述辐射管加热器在所述内环侧壁的周向上间隔排布，位于所述外环侧壁上的多个所述辐射管加热器在所述外环侧壁的周向上间隔排布。

附图说明

图1是根据本实用新型一些实施例的辐射管加热器的示意图；

图2是根据本实用新型一些实施例的辐射管加热器的另一方向的示意图；

图3是根据本实用新型一些实施例的辐射管加热器的又一方向的示意图；

图4是根据本实用新型一些实施例的辐射管加热器的局部剖示图；

图5是根据图4所示的烧嘴处的剖视图。

图6是根据本实用新型一些实施例的型球热解炉的局部剖示图；

图7是根据本实用新型一些实施例的炉体的剖示图；

图8是根据本实用新型一些实施例的辐射管与烧嘴组件的连接示意图；

图9是根据本实用新型另一些实施例的辐射管与烧嘴组件的连接示意图。

附图标记：

型球热解炉1000；

辐射管加热器100；

辐射管1；第一端口11；第二端口12；

烧嘴组件2；烧嘴21；进气通道211；进气口2112；子通道2111；分流板2222；

进口管3；

炉体200；内环侧壁201；外环侧壁202。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的型球热解炉1000。

如图6所示，根据本实用新型实施例的型球热解炉1000，包括辐射管加热器100和炉体200，其中，辐射管加热器100设在炉体200的侧壁上。

如图1-图3和图8-图9所示，根据本实用新型实施例的辐射管加热器100，可以包括：n个辐射管1和两个烧嘴组件2。

n个辐射管1间隔排布，其中，n≥2，也就是说，辐射管加热器100包括两个或两个以上的辐射管1，例如如图2所示，辐射管加热器100包括四个间隔排布的辐射管1。

可选地，辐射管1为U型管或W型管。当然，本实用新型不限于此，在另一些实施例中，辐射管1还可以为I型管。例如，每个辐射管1为U型管，每个U型辐射管1朝向同一个方向开口且每个U型辐射管1所在的平面间隔开设置。

炉体200可以为环形形状，n个辐射管1在炉体200的周向方向上排布成大体弧形形状。例如，如图2所示，4个辐射管1在炉体200的周向方向上间隔排布成大体圆弧形形状。由此，结构简单，而且有利于辐射管加热器100与型球热解炉1000的炉体200的周向方向的匹配，从而便于在型球热解炉1000中放置更多的辐射管加热器100，提高加热效果。优选地，炉体200形成为圆环形形状。当然，在另一些可选的实施例中，炉体200还可以形成为方环形形状。

具体地，每个辐射管1均具有第一端口11和第二端口12。例如，当辐射管1为U型管时，第一端口11和第二端口12分别邻近该U型形状的敞开处。或者，当辐射管1为I型管时，第一端口11和第二端口12分别位于该辐射管1的轴向两端。

如图4和图5所示，每个烧嘴组件2包括烧嘴21和(n-1)个分流板22，每个烧嘴21内设有进气通道211，(n-1)个分流板22彼此间隔开地设在相应的进气通道211内且与进气通道211的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道2111，n个子通道2111的进气端共同限定出进气通道211的进气口2112。

n个辐射管1的第一端口11与其中一个烧嘴组件2的n个子通道2111一一对应且连通设置，n个辐射管1的第二端口12与另一个烧嘴组件2的n个子通道2111一一对应且连通设置，由此，每个辐射管1的第一端口11和第二端口12分别与对应的两个烧嘴21的子通道2111连通。

可以理解的是，子通道2111的进气端是指每个子通道2111的远离辐射管1的一端。

具体而言，辐射管加热器100应用在型球热解炉1000中时，空气和气体燃料可从其中一个烧嘴组件2的进气口2112进入到烧嘴21内并在烧嘴21内燃烧，燃烧后的载热废气可分别进入到各个子通道2111，然后进入到与各个子通道2111对应的各个辐射管1，炉体200内的物料例如型球可直接下落到辐射管1的上表面或碰触冲刷辐射管1并被加热到反应温度，随后多个辐射管1内的反应后的废气可对应经过另一个烧嘴21的多个子通道2111并从所述另一个烧嘴21的进气口2112排出到外界环境中。其中可以理解的是，下落物料在自由下落过程中可与辐射管1或型球热解炉1000的炉体200内壁接触，也可以不接触，当物料不与型球热解炉1000或辐射管1接触时主要受到热辐射传热，当下落物料碰触炉体200内壁或辐射管1时受热传导传热。

本领域技术人员可以理解的是，辐射管加热器100还包括空气四通换向阀、煤气四通换向阀、手动调节阀和膨胀器等结构，关于辐射管加热器100的其它结构和工作原理，已被本领域技术人员所熟知，此处不再详细说明。

根据本实用新型实施例的型球热解炉1000，通过设置上述的辐射管加热器100即通过设置n个辐射管1和两个烧嘴组件2，并使每个烧嘴组件2包括烧嘴21和(n-1)个分流板22且在每个烧嘴21内设置进气通道211，将(n-1)个分流板22彼此间隔开地设在相应的进气通道211内且与进气通道211的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道2111，使n个辐射管1的第一端口11与其中一个烧嘴组件2的n个子通道2111一一对应且连通设置，使n个辐射管1的第二端口12与另一个烧嘴组件2的n个子通道2111一一对应且连通设置，从而使n个辐射管1与两个烧嘴组件2对应且将n个辐射管1连接在两个烧嘴组件2之间，由此，本实施例中的一个辐射管加热器100可相当于相关技术中的n个辐射管加热器，从而减少了烧嘴21、换向阀、调节阀等配套附件的数量，占用空间小，减少了操作点和故障点，辐射管加热器100运行更稳定，简化了嘴前管道，从而方便了检修和操作，而且每个辐射管加热器100的相邻的辐射管1之间的净间距可以不受烧嘴21体积的限制；另外，当辐射管加热器100应用在形状为环形的炉体200中时，有利于辐射管加热器1000与型球热解炉1000的炉体200的周向方向的匹配，从而便于在型球热解炉1000的炉体200中放置更多的辐射管加热器100。

根据本实用新型的一些实施例，每个子通道2111的进气端的过流面积相同。从而每个子通道2111内的气流流向相同，可使得各个辐射管1的阻力损失一致，有利于提高辐射管1和物料之间的换热效果。

可选地，分流板22为钢件。例如，分流板22为耐热钢经铸造而成。可选地，分流板22的厚度为2～6mm，由此，从而有利于提高分流板22的强度。

可选地，辐射管1为钢件，例如，辐射管1为耐热钢经铸造或焊接而成。

根据本实用新型的一些实施例，如图9所示，每个辐射管1为U型管或W型管，每个辐射管1的第一端口11和第二端口12的连线方向与烧嘴21的轴向方向之间的夹角为α，α满足：0°＜α＜90°。由此，当辐射管加热器100应用在型球热解炉1000中时，有利于辐射管1的倾斜布置，可避免每个辐射管1的位于上部的部分管段对位于下部的部分管段有热遮蔽效应，从而在对型球的加热过程中，有利于不同的型球分别与每个辐射管1的不同部分充分接触，提高加热效果，消除热遮蔽效应的影响。当然，本实用新型不限于此，在另一些实施例中，如图8所示，每个辐射管1的第一端口11和第二端口12的连线方向与烧嘴21的轴向方向之间垂直设置。

这里，需要说明的是，烧嘴21的轴向方向是指烧嘴21的长度方向。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，辐射管加热器100还包括两个进口管3，两个进口管3与两个烧嘴组件2一一对应设置，每个进口管3与进气通道211的进气口2112相连，从而便于烧嘴21与其它管路的连通。

具体地，在炉体200的周向上，可以设有多个间隔设置的辐射管加热器100，多个间隔设置的辐射管加热器100位于同一水平高度上，即在炉体的上下方向上只有一层辐射管加热器100，该层辐射管加热器100包括多个辐射管加热器100且多个辐射管加热器100在炉体200的周向方向上间隔排布。当然，炉体200的上下方向上还可以设置多层辐射管加热器100，每层辐射管加热器100包括多个辐射管加热器100且每层的多个辐射管加热器100在炉体200的周向方向上间隔排布，每层辐射管加热器100位于同一水平高度上。

具体地，如图7所示，炉体200包括内环侧壁201和外环侧壁202，外环侧壁202位于内环侧壁201的外侧，辐射管加热器100设在内环侧壁201和外环侧壁202的至少一个上。例如，当多个辐射管加热器100位于同一水平高度时，当内环侧壁201和外环侧壁202之间的宽度距离较大例如该宽度在3.5～7.5m之间时，可在内环侧壁201和外环侧壁202上分别设置辐射管加热器100；当内环侧壁201和外环侧壁202之间的宽度距离较小例如该宽度≤3.5m时，可在内环侧壁201和外环侧壁202的其中一个上设置辐射管加热器100。此处可以理解的是，当多个辐射管加热器100位于同一水平高度时，具体是同时在外环侧壁202和内环侧壁201上设置辐射管加热器100，还是在外环侧壁202和内环侧壁201的其中一个上设置辐射管加热器100，这与内环侧壁201和外环侧壁202之间的宽度距离以及辐射管1的长度有关。

优选地，内环侧壁201和外环侧壁202上分别设有多个辐射管加热器100，位于内环侧壁201上的多个辐射管加热器100在内环侧壁201的周向上间隔排布，位于外环侧壁202上的多个辐射管加热器100在外环侧壁202的周向上间隔排布。

更进一步地，位于内环侧壁201上的多个辐射管加热器100和位于外环侧壁202上的多个辐射管加热器100位于同一水平高度上。当然，位于内环侧壁201上的多个辐射管加热器100和位于外环侧壁202上的多个辐射管加热器100也可以不位于同一水平高度上。

下面对热解工艺和型球型球热解炉的工作原理进行说明。

热解工艺为：首先将碳基原料进行干燥处理，石灰石进行煅烧处理，再分别破碎、混合及压球处理，并在型球热解炉中对压球进行热解，获得高品质焦油、高热值煤气和热解固体产物。其中，热解固体产物含有生石灰和选自焦炭、半焦和炭黑中的一种，将热解固体产物在温度不低于450℃输入至电弧炉中，进行冶炼处理，并且获得电石。

其中的型球热解炉，是整个工艺中的关键设备之一，是一种采用转动炉底输送压球的热解专用装置，其采用上述实施例中的蓄热式辐射管加热型球，将冷态型球进行热解，从而获得高品质焦油、高热值煤气和热解固体产物。

型球热解炉的工艺过程为：型球装料—加热升温热解—热解排出油气—剩余固体物热态出料。

从原料准备***输送来的经压球筛分合格的料球进入型球热解炉装料口上部的料仓，通过设在料仓下的给料机装置，向炉内供料，根据炉底转动速度自动控制料的流量，满足连续布料的要求。型球在料盘上铺60～120mm厚。

型球热解炉的炉底匀速转动，载着布在炉底上的型球依次经过各个区段。通过调节炉底转动速度，可以改变料块在炉内升温热解的时间。料块在炉内的升温热解时间一般为45～90分钟。

型球热解炉为圆环型炉膛，分别划分为装料区、预热区、反应一区至反应五区共六个温度控制区和出料区。型球随炉底移动，经历上述各区后完成热解过程，析出油气送往油气收集区进行油气分离，剩余的热态球团(提质煤及生石灰)排出炉外热送至电石炉。

为了实现球团中煤的完全热解，各反应区必须满足热解温度条件，其最高炉温可达850℃；炉膛内为高温油气，含有大量可燃成分，为确保完全，型球热解炉采用辐射管隔绝烟气及油气，辐射管的特点是燃烧在管内进行，烟气与炉膛内的气氛完全隔绝，可保证热解气不被烟气参混。

由设置于炉底上方的螺旋出料机将热态球团连续排出，经由型球热解炉的卸料阀及与其连接的导管，实现热解后热料的输出。

在炉内各区，安装在炉膛两侧的蓄热式辐射管燃烧煤气，为混合型球升温和热解提供热量。在各反应区通过调节蓄热式辐射管烧嘴的煤气量和空气量控制炉内各区温度，以达到最佳的热解效果和出料温度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种型球热解炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体形成为环形形状；

辐射管加热器，所述辐射管加热器设在所述炉体的侧壁上，所述辐射管加热器包括：

n个辐射管，n个所述辐射管在所述炉体的周向方向上间隔排布成大体弧形形状，每个所述辐射管均具有第一端口和第二端口，其中，n≥2；

两个烧嘴组件，每个所述烧嘴组件包括烧嘴和(n-1)个分流板，每个所述烧嘴内设有进气通道，所述(n-1)个分流板彼此间隔开地设在相应的所述进气通道内且与所述进气通道的侧壁共同限定出n个相互独立的子通道，n个所述子通道的进气端共同限定出所述进气通道的进气口，n个所述辐射管的第一端口与其中一个所述烧嘴组件的n个所述子通道一一对应且连通设置，n个所述辐射管的第二端口与另一个所述烧嘴组件的n个所述子通道一一对应且连通设置。

2.根据权利要求1所述的型球热解炉，其特征在于，每个所述子通道的进气端的过流面积相同。

3.根据权利要求1所述的型球热解炉，其特征在于，所述分流板为钢件。

4.根据权利要求1所述的型球热解炉，其特征在于，每个所述辐射管为U型管或W型管。

5.根据权利要求4所述的型球热解炉，其特征在于，每个所述辐射管的第一端口和第二端口的连线方向与所述烧嘴的轴向方向之间的夹角为α，α满足：0°＜α＜90°。

6.根据权利要求1所述的型球热解炉，其特征在于，所述辐射管加热器还包括两个进口管，两个所述进口管与两个所述烧嘴组件一一对应设置，每个所述进口管与所述进气通道的进气口相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的型球热解炉，其特征在于，所述辐射管加热器设在所述炉体的内环侧壁和外环侧壁的至少一个上。

8.根据权利要求7所述的型球热解炉，其特征在于，所述内环侧壁和所述外环侧壁上分别设有多个所述辐射管加热器，位于所述内环侧壁上的多个所述辐射管加热器在所述内环侧壁的周向上间隔排布，位于所述外环侧壁上的多个所述辐射管加热器在所述外环侧壁的周向上间隔排布。