專利名稱：一種褐煤干餾裝置及方法
技術領域：
本發明屬于煤化工技術領域，特別涉及一種褐煤干餾裝置及方法。
背景技術：
根據國家地質學家的預測，褐煤在煤炭總儲量中約為40%左右。到1995年底，我 國已探明的褐煤保存儲量為1303億噸，占全國煤炭總儲量的13%左右。褐煤不僅是世界上最重要能源之一，而且也是最重要的化工原料的來源，我國內 蒙古蒙東地區存儲有豐富的褐煤，由于這種煤的水分較多、灰分也高、燃燒值低、燃點也低， 不適于遠距離運輸，目前只能作為坑口發電的燃料使用。這些褐煤也含有較高的揮發份，如 果將這些褐煤進行低溫干餾后，不僅能得到一些油類產品，而且能得到半焦和煤氣，半焦再 進行氣化生產合成氣、生產煤化工產品。目前國內外實施褐煤干餾的方法很多，基本上可以分為三種一種是以固體為熱 載體的內加熱褐煤干餾方法，一種是以氣體為熱載體的褐煤干餾方法，還有一種是以氣體 為熱載體和外加熱相結合使褐煤加熱進行干餾的方法；上述三種方法中，后兩種方法都需 要處理干餾產生的油氣與氣體熱載體的分離問題，能耗大，且對褐煤的粒度以及煤的溫度 都有嚴格要求；前一種以固體為熱載體的方法中，固體熱載體的褐煤必須在干餾后進行磨 細，能耗大，從理論上講等于是氣體熱載體的褐煤干餾工藝。
發明內容
針對現有褐煤干餾技術存在的問題，本發明提供一種褐煤干餾裝置及方法，在不 對褐煤進行加工的情況下，不使用氣體熱載體，也不使用固體熱載體，對褐煤直接進行脫水 和低溫干餾，獲得煤焦油和半焦。本發明的褐煤干餾裝置包括隧道式窯體、窯體保溫層、進料室、出料室、進料室門、 出料室門、軌道、換熱管、冷卻水管、耐火保溫材料、窯體進口閘門和窯體出口閘門；窯體進 口閘門和窯體出口閘門分別位于窯體的兩端，進料室設在窯體進口閘門外，出料室設在窯 體出口閘門外，軌道鋪設在進料室、窯體和出料室底部，窯體外部覆蓋有窯體保溫層，冷卻 水管焊接在窯體底部兩個軌道之間和窯體側下部的內壁上，窯體頂部開設有排氣孔，窯體 內從窯體進口閘門到窯體出口閘門依次分為預熱區、加熱區和冷卻區，加熱區的內壁設有 30 50cm厚度的耐火保溫材料；換熱管焊接在預熱區、加熱區和冷卻區的側壁上；加熱區 內設置有加熱器；出料室設有出料室門，進料室設有進料室門；所述的軌道上裝備有窯車。上述的褐煤干餾裝置建筑在水泥地面上。上述的軌道從進料室的部分到出料室的部分有一個向下的坡度，該坡度與水平面 的角度為1° 10°。上述的排氣孔設置在加熱區和預熱區的頂部。上述的加熱器設置在加熱區的兩側。上述的窯體、進料室、出料室、進料室門、出料室門、窯體進口閘門和窯體出口閘門均由鋼板制成；上述的換熱管由鋼管制成，上述的窯車軌道為鋼制。上述的窯體進口閘門和窯體出口閘門均包括閘板、閘板移動槽和閘板定位槽，閘 板移動槽和閘板定位槽分別位于窯體的兩側，閘板在閘板移動槽內運動，閘門封閉時通過 閘板定位槽將閘板固定。上述的換熱管在預熱區和冷卻區的部分位于窯體內壁上，在加熱區的部分位于窯 體外壁上。上述的換熱管分成兩排分別設置在窯體的兩個側壁上，每排換熱管至少由兩個換 熱管道組成，同一排的換熱管道上下排列。上述的窯車包括車箱、車座和車輪，車箱和車座之間設有厚度400 500mm的耐火 保溫層，車座下部裝配有車輪。上述的窯體保溫層由輕質耐火混凝土和保溫耐火材料制成，保溫耐火材料構成窯 體保溫層的內層，輕質耐火混凝土構成窯體保溫層的外層。本發明的褐煤干餾方法采用上述裝置，在正常生產中按以下步驟進行裝出爐操 作1、在正常生產中，窯體內的軌道上部排滿了窯車，窯車的車箱內裝有褐煤；在冷卻 區，窯車車箱的褐煤也干餾完畢處于冷卻階段；在加熱區，窯車車箱內的褐煤處于高溫干餾 階段；在預熱區，窯車車型內的褐煤處于預熱階段。2、在正常生產中，窯體進口閘門和窯體出口閘門處于關閉狀態，當裝出爐時，其操 作步驟如下在窯體進口閘門和窯體出口閘門關閉的情況下，打開進料室門，將裝有褐煤的 窯車推入進料室內，關閉進料室門和出料室門，打開窯體進口閘門和窯體出口閘門，然后使 進料室內的窯車在軌道上行駛進入窯體；在窯車進入窯體的同時將一個已經冷卻并已干餾 完的窯車從窯體中推出進入出料室；關閉窯體進口閘門和窯體出口閘門，打開出料室門，將 進入出料室的窯車從出料室拉出，然后關閉出料室門。3、打開進料室門，將下一個裝有褐煤的窯車推入進料室內，按照步驟2的方式重 復下一個裝出爐的過程。4、在正常生產過程中預熱區溫度為200 250°C，進入窯體內的窯車在預熱區被 加熱脫除水分，然后進入加熱區，在加熱區褐煤被加熱器加熱至600 700°C，褐煤在被加 熱過程中分解析出揮發份，通過排氣孔將揮發份排出，以焦油的形式被收集；窯車內的褐煤 析出揮發份后生成半焦；然后窯車進入冷卻區，通過換熱管內通入的冷空氣使褐煤降溫至 200°C以下，同時換熱管內的空氣在冷卻區被加熱，將熱量帶到預熱區，使預熱區內窯車中 的褐煤被預熱。上述方法在正常生產過程中在冷卻水管通入冷卻水，控制車座溫度< 80°C。上述方法中，褐煤在預熱區內脫出水分，水分從排氣孔排出后被收集。本發明的裝置和方法能夠有效利用熱能，在褐煤不經過任何加工的條件下，被分 解成煤氣和半焦，本發明的方法不使用氣體或固體做熱載體，在同一裝置中對褐煤進行脫 水和低溫干餾，與其他技術相比操作簡單，成本低且效果好，整個過程可以連續進行，本發 明的方法具有良好的應用前景。
圖1為本發明實施例中的褐煤干餾裝置俯視剖面圖；圖2為圖1的A處局部放大圖；圖3為圖1的俯視圖；圖4為本發明實施例中的褐煤干餾裝置的橫截面剖圖；圖中1、窯體，2、保溫耐火材料，3、輕質耐火混凝土，4、窯體，5、窯車，6、車輪，7、軌 道，8、冷卻水管，9、進料室，10、進料室門，11、窯體進口閘門，12進口閘板、13、加熱器孔，14、 出料室，15、出料室門，16、窯體出口閘門，17、出口閘板，18、換熱管，19、排氣孔，20、輕質耐 火水泥，21、水泥地面，22、側部保溫層，23、保溫磚，24、車箱，25、車座。
具體實施例方式本發明實施例中的加熱器為電阻式加熱器，電阻式加熱器通過加熱區頂部插入窯 體內。實施例1褐煤干餾裝置結構如圖1所示，側視結構如圖2所示，橫截面結構如圖3所示；該 裝置包括窯體1、窯體保溫層、窯車5、進料室9、出料室14、軌道7、換熱管18、冷卻水管8、側 部保溫層22、窯體進口閘門11和窯體出口閘門16。窯體進口閘門11和窯體出口閘門16分別位于窯體的兩端，進料室9設在窯體進 口閘門11外，出料室14設在窯體出口閘門16外，軌道7鋪設在進料室9、窯體1和出料室 14的底部；窯體1外部覆蓋有窯體保溫層，窯體保溫層由輕質耐火混凝土 3和保溫耐火材料 2制成，保溫耐火材料2構成窯體保溫層的內層，輕質耐火混凝土 3構成窯體保溫層的外層。窯體1底部設有冷卻水管8，窯體1頂部開設有排氣孔19，窯體1內從窯體進口閘 門11到窯體出口閘門16依次分為預熱區、加熱區和冷卻區，加熱區的內壁設有側部保溫層 22，厚度為30cm;其中加熱區側壁寬度大于預熱區以及冷卻區的側壁寬度，兩者的寬度差 與側部保溫層22的厚度相同。換熱管18焊接在預熱區、加熱區和冷卻區的側壁上；加熱區內設置有加熱器孔 13，在工作時將電阻式加熱器插入加熱器孔13中；出料室14設有出料室門15，進料室9設 有進料室門10。褐煤干餾裝置建筑在水泥地面21上。軌道7從進料室9的部分到出料室14的部分有一個向下的坡度，該坡度與水平面 的角度為1°。排氣孔19設置在加熱區和預熱區的頂部。加熱器孔13共有32個，分布在加熱區頂部的兩側。窯體進口閘門11和窯體出口閘門16均包括閘板、閘板移動槽和閘板定位槽，閘板 移動槽和閘板定位槽分別位于窯體的兩側，閘板在閘板移動槽內運動，閘門封閉時通過閘 板定位槽將閘板固定。換熱管18在預熱區和冷卻區的部分位于窯體1內壁上，在加熱區的部分位于窯體 1外壁上；其中在窯體1外壁的部分的換熱管18位于窯體保溫層與窯體1之間。換熱管18分成兩排分別設置在窯體1的兩個側壁上，每排換熱管由6個換熱管道
6組成，同一排的換熱管道上下排列。冷卻水管8焊接在窯體1底部兩個軌道7之間和窯體1側下部的內壁上。窯車5包括車箱24、車座25和車輪6，車箱24和車座25之間設有厚度400mm的 保溫磚作為耐火保溫層，保溫磚被封閉固定在一個箱體內，車座25下部裝配有車輪6，窯車 5裝配在軌道7上。褐煤干餾方法采用上述裝置，在正常生產中按以下步驟進行裝出爐操作在正常生產中，窯體內的軌道上部排滿了窯車，窯車的車箱內裝有褐煤；在冷卻 區，窯車車箱的褐煤也干餾完畢處于冷卻階段；在加熱區，窯車車箱內的褐煤處于高溫干餾 階段；在預熱區，窯車車型內的褐煤處于預熱階段。在正常生產中，窯體進口閘門和窯體出口閘門處于關閉狀態，當裝出爐時，其操作 步驟如下在窯體進口閘門和窯體出口閘門關閉的情況下，打開進料室門，將裝有褐煤的窯 車推入進料室內，關閉進料室門和出料室門，打開窯體進口閘門和窯體出口閘門，然后使進 料室內的窯車在軌道上行駛進入窯體；在窯車進入窯體的同時將一個已經冷卻并已干餾完 的窯車從窯體中推出進入出料室；關閉窯體進口閘門和窯體出口閘門，打開出料室門，將進 入出料室的窯車從出料室拉出，然后關閉出料室門。打開進料室門，將下一個裝有褐煤的窯車推入進料室內，按照上述步驟重復下一 個裝出爐的過程。在正常生產過程中預熱區溫度為200 250°C，進入窯體內的窯車在預熱區被加 熱脫除水分，然后進入加熱區，在加熱區褐煤被加熱器加熱至600 700°C，褐煤在被加熱 過程中分解析出揮發份，通過排氣孔將揮發份排出，以焦油的形式被收集；窯車內的褐煤 析出揮發份后生成半焦；然后窯車進入冷卻區，通過換熱管內通入的冷空氣使褐煤降溫至 200°C以下，同時換熱管內的空氣在冷卻區被加熱，將熱量帶到預熱區，使預熱區內窯車中 的褐煤被預熱。上述方法在正常生產過程中在冷卻水管通入冷卻水，控制車座溫度< 80°C。上述方法中，褐煤在預熱區內脫出水分，水分從排氣孔排出后被收集。實施例2褐煤干餾裝置同實施例1，不同點在于加熱區的側部保溫層厚度為50cm ；車箱和 車座之間保溫磚的厚度為500mm，軌道的坡度與水平面的角度為5°。褐煤干餾方法同實施例1。實施例3褐煤干餾裝置同實施例1，不同點在于加熱區的側部保溫層厚度為40cm ；車箱和 車座之間保溫磚的厚度為440mm，軌道的坡度與水平面的角度為10°。褐煤干餾方法同實施例1。
權利要求
一種褐煤干餾裝置，其特征在于該裝置包括隧道式窯體、窯體保溫層、進料室、出料室、進料室門、出料室門、軌道、換熱管、冷卻水管、耐火保溫材料、窯體進口閘門和窯體出口閘門；窯體進口閘門和窯體出口閘門分別位于窯體的兩端，進料室設在窯體進口閘門外，出料室設在窯體出口閘門外，軌道鋪設在進料室、窯體和出料室底部，窯體外部覆蓋有窯體保溫層，冷卻水管焊接在窯體底部兩個軌道之間和窯體側下部的內壁上，窯體頂部開設有排氣孔，窯體內從窯體進口閘門到窯體出口閘門依次分為預熱區、加熱區和冷卻區，加熱區的內壁設有30～50cm厚度的耐火保溫材料；換熱管焊接在預熱區、加熱區和冷卻區的側壁上；加熱區內設置有加熱器；出料室設有出料室門，進料室設有進料室門；所述的軌道上裝配有窯車。
2.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述的軌道從進料室的部分 到出料室的部分有一個向下的坡度，該坡度與水平面的角度為1° 10°。
3.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述的排氣孔設置在加熱區 和預熱區的頂部。
4.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述的窯體進口閘門和窯體 出口閘門均包括閘板、閘板移動槽和閘板定位槽，閘板移動槽和閘板定位槽分別位于窯體 的兩側，閘板在閘板移動槽內運動，閘門封閉時通過閘板定位槽將閘板固定。
5.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述窯車包括車箱、車座和 車輪，車箱和車座之間設有厚度400 500mm的耐火保溫層，車座下部裝配有車輪。
6.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述的加熱器設置在加熱區 的兩側。
7.根據權利要求1所述的一種褐煤干餾裝置，其特征在于所述的換熱管在預熱區和冷 卻區的部分位于窯體內壁上，在加熱區的部分位于窯體外壁上。
8.一種采用權利要求1所述的裝置進行褐煤干餾方法，其特征在于在正常生產過程中 按以下步驟進行操作(1)在正常生產中，窯體內的軌道上部排滿了窯車，窯車的車箱內裝有褐煤；在冷卻 區，窯車車箱的褐煤也干餾完畢處于冷卻階段；在加熱區，窯車車箱內的褐煤處于高溫干餾 階段；在預熱區，窯車車型內的褐煤處于預熱階段；(2)在正常生產中，窯體進口閘門和窯體出口閘門處于關閉狀態，當裝出爐時，其操作 步驟如下在窯體進口閘門和窯體出口閘門關閉的情況下，打開進料室門，將裝有褐煤的窯 車推入進料室內，關閉進料室門和出料室門，打開窯體進口閘門和窯體出口閘門，然后使進 料室內的窯車在軌道上行駛進入窯體；在窯車進入窯體的同時將一個已經冷卻并已干餾完 的窯車從窯體中推出進入出料室；關閉窯體進口閘門和窯體出口閘門，打開出料室門，將進 入出料室的窯車從出料室拉出，然后關閉出料室；(3)打開進料室門，將下一個裝有褐煤的窯車推入進料室內，按照步驟2的方式重復下 一個裝出爐的過程；(4)在正常生產過程中預熱區溫度為200 250°C，進入窯體內的窯車在預熱區被加 熱脫除水分，然后進入加熱區，在加熱區褐煤被加熱器加熱至600 700°C，褐煤在被加熱 過程中分解析出揮發份，通過排氣孔將揮發份排出，以焦油的形式被收集；窯車內的褐煤 析出揮發份后生成半焦；然后窯車進入冷卻區，通過換熱管內通入的冷空氣使褐煤降溫至2200°C以下，同時換熱管內的空氣在冷卻區被加熱，將熱量帶到預熱區，使預熱區內窯車中 的褐煤被預熱。
9.根據權利要求8所述的褐煤干餾方法，其特征在于所述的步驟(2)中褐煤在預熱區 被加熱脫除水分，水分從排氣孔排出后被收集。
10.根據權利要求8所述的褐煤干餾方法，其特征在于在正常生產過程中在冷卻水管 通入冷卻水，控制車座溫度< 80°C。
全文摘要
一種褐煤干餾裝置及方法，包括隧道式窯體、窯體保溫層、進料室、出料室、進料室門、出料室門、軌道、換熱管、冷卻水管、耐火保溫材料、窯體進口閘門和窯體出口閘門；褐煤干餾方法為在裝出爐過程中，將裝有褐煤的窯車推入進料室內，在軌道上行駛進入窯體；將一個已經冷卻的窯車從窯體中推出進入出料室；關閉窯體進口閘門和窯體出口閘門，打開出料室門，將進入出料室的窯車從出料室拉出，然后關閉出料室；打開進料室門，將下一個裝有褐煤的窯車推入進料室內，按照上述方式重復下一個裝出爐的過程；窯車在預熱區脫除水分，在加熱區褐煤被加熱，然后進入冷卻區降溫。本發明的裝置和方法能夠有效利用熱能，成本低且效果好。
文檔編號C10B7/14GK101880535SQ20101022097
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者馮乃祥 申請人:沈陽北冶冶金科技有限公司