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固體熱載體熱解器的制作方法

文檔序號:12345245閱讀:484來源:國知局
固體熱載體熱解器的制作方法與工藝

本發明屬于煤化工領域,具體地,涉及一種熱解器。



背景技術:

目前的低階煤熱解處理過程中,通常采用的是氣體熱載體或是固體熱載體作為加熱熱源。但這在工程中會存在一系列技術問題,例如氣體熱載體工藝中由于熱源氣體量大導致的管道管徑過于龐大、管道制備、閥門選型、高溫設備選型等工程難題,固體熱載體工藝中高溫固體熱載體的篩分、熱載體水平及垂直輸送、熱載體再加熱、熱載體與煤混合等過程中的高溫防爆設備的選型難題,整個過程中的系統安全性、氣密性難題,以及整個過程中的高故障率和高能耗損失等問題,還有低階煤內部自由水和結合水蒸發后導致的多孔結構在管道內下落過程出現的粉碎現象等。



技術實現要素:

為克服現有技術的上述缺陷或不足,本發明提供了一種全新的固體熱載體熱解器,其結構新穎、緊湊、占地空間小,工藝集成度高,能夠集熱解、出料、固體熱載體加熱及其循環等功能于一身。

為實現上述目的,本發明提供了一種固體熱載體熱解器,包括頂蓋、床體和驅動所述床體自旋轉的回轉機構,所述床體的頂面形成有圓環形的熱解槽,所述頂蓋從上方封蓋所述熱解槽,所述頂蓋中與所述熱解槽對應的封蓋圓環區沿周向依次間隔設置有與該熱解槽連通的進料口、熱解氣出口和出料點,在所述封蓋圓環區中,所述出料點與進料口之間的一側扇環區為熱解區,另一側扇環區為連接有加熱裝置的再加熱區;

其中,隨著所述床體的旋轉,在所述熱解槽經過所述再加熱區的過程中,所述熱解槽中的固體熱載體由所述加熱裝置再加熱,加熱后的所述固體熱載體進入所述熱解區中與所述進料口通入的熱解原料混合并熱解,熱解氣從所述熱解氣出口排出,熱解后的固體物料的一部分作為熱解成品通過所述出料點排出,另一部分作為所述固體熱載體循環返流回所述再加熱區。

優選地,所述加熱裝置包括在所述再加熱區內與所述熱解槽連通的密封旁通管道,所述密封旁通管道的一端密封連接于所述出料點,另一端密封連接至所述進料口;

其中,所述密封旁通管道內設有連續輸料機構,旋轉的所述熱解槽經過所述再加熱區時,所述熱解槽內的熱解后的固體物料能夠在所述出料點經由所述連續輸料機構在所述密封旁通管道內轉運,并在該密封旁通管道內再加熱后作為所述固體熱載體返料回所述進料口。

優選地,所述密封旁通管道包括與所述出料點相連的輸料管和與所述進料口相連的返料管,所述輸料管和返料管均包括傾斜布置的傾斜管段和豎直布置的下料管段,所述連續輸料機構包括分別沿所述輸料管的傾斜管段和所述返料管的傾斜管段布置的輸料帶和返料帶;

其中,在所述出料點處,所述熱解槽內的熱解后的固體物料通過所述輸料帶從所述輸料管的傾斜管段的底端輸送至頂端,并經由所述輸料管的下料管段落入所述返料管的傾斜管段的底端,所述返料帶將所述固體物料輸送至所述返料管的傾斜管段的頂端并經由所述返料管的下料管段落入所述進料口。

優選地,兩個所述下料管段內均設有旋轉閥門,所述旋轉閥門能夠通過閥門轉速控制以調節該旋轉閥門上方的料層厚度并實現料封。

優選地,所述輸料管的下料管段還連接有輸出熱解成品的成品輸出管,該成品輸出管與所述下料管段的連接口位于所述下料管段內的所述旋轉閥門的上方。

優選地,所述返料管的傾斜管段內設有加熱介質噴頭,該加熱介質噴頭位于所述返料帶上方以對該返料帶輸送的固體物料再加熱,所述返料管的頂端還設有加熱介質出口。

優選地,所述返料管的傾斜管段內設有鼓風口,該鼓風口位于所述返料帶下方以助燃該返料帶輸送的固體物料,所述返料管的頂端還設有加熱介質出口。

優選地,所述輸料管的傾斜管段內還設有出料鏟,該出料鏟傾斜向下地沿切向伸入所述熱解槽中并反向于所述床體的旋轉方向,所述熱解槽中的熱解后的固體物料經過所述出料鏟抵達所述輸料帶的底端;其中,所述出料鏟伸入所述熱解槽中的深度能夠調節。

優選地,所述出料點包括沿所述床體的旋轉方向依次間隔布置的第一出料點和第二出料點,所述第一出料點連接有出料裝置,所述第二出料點連接有所述密封旁通管道。

優選地,所述出料裝置包括出料管和出料鏟,所述出料管在所述出料點密封連接于所述頂蓋并連通所述熱解槽,設置在所述出料管內的所述出料鏟傾斜向下地沿切向伸入所述熱解槽中并反向于所述床體的旋轉方向,在所述床體旋轉時,所述熱解槽中位于所述出料鏟上方的熱解后的固體物料作為所述熱解成品通過所述出料鏟沿所述出料管流出。

優選地,所述出料鏟伸入所述熱解槽中的深度能夠調節。

優選地,所述出料裝置還包括設置在所述出料管內的傳送帶,所述出料鏟上的所述熱解成品通過所述傳送帶輸出。

優選地,所述出料管包括連接管段和輸出管段,所述連接管段傾斜向下地連接至所述頂蓋,所述傳送帶和出料鏟設置在所述連接管段內,所述輸出管段從所述連接管段的頂端向下伸出。

優選地,所述輸出管段的出口端以及與所述進料口連接的進料管中均設有旋轉閥門,所述旋轉閥門能夠通過轉速調節以在該旋轉閥門的上方堆積有防止所述熱解氣外逸的物料層。

優選地,所述床體的頂面還形成有位于所述熱解槽的徑向兩側的內水封槽和外水封槽,所述封蓋圓環區的內環和外環分別向下延伸出內環壁和外環壁,所述頂蓋從上方封蓋所述熱解槽時,所述內環壁和外環壁分別對應地插入所述內水封槽和外水封槽中以形成水密封。

優選地,所述頂蓋設有通向所述內水封槽的內槽進水管和通向所述外水封槽的外槽進水管,所述內水封槽和外水封槽均設有溢水口。

優選地,所述內水封槽和外水封槽的槽深均深于所述熱解槽的槽深。

優選地,所述封蓋圓環區還間隔設置有翻料機構和平料板,沿所述床體的旋轉方向,所述翻料機構和平料板位于所述進料口的下游側。

優選地,所述封蓋圓環區的面向所述熱解槽的底壁面形成為拱形弧面。

優選地,所述封蓋圓環區的底壁面和所述熱解槽的底壁面均形成有用于熱膨脹的波紋結構。

優選地,所述回轉機構包括回轉支承裝置和回轉驅動裝置,所述回轉支承裝置包括能夠自旋轉的中心轉柱和沿該中心轉柱的周向布置的多個斜支撐桿,該斜支撐桿的底端抵接所述中心轉柱的外周部,頂端斜向上支撐所述床體;

其中,所述中心轉柱的外周部還設有固定齒圈,所述回轉驅動裝置包括由電機驅動旋轉的主動齒輪,該主動齒輪與所述固定齒圈嚙合以推動所述中心轉柱帶動所述床體旋轉。

優選地,所述回轉機構包括回轉支承裝置和回轉驅動裝置,所述回轉支承裝置包括底座,該底座上設有圓環軌道,所述床體的底部設有車輪,該車輪行走于所述圓環軌道上;

其中,所述床體的底部還設有底部齒圈,所述回轉驅動裝置包括由電機驅動旋轉的電機齒輪,該電機齒輪與所述底部齒圈嚙合以推動所述床體旋轉。

在本發明的固體熱載體熱解器中,采用了具有熱解槽的全新結構形式的熱解床,熱解槽中不僅形成熱解區,還具有再加熱區,對煤料進行熱解的同時還重加熱固體熱載體并實現循環,這樣隨著床體旋轉,熱解器集煤的熱解、出料、固體熱載體加熱及循環于一體,整體結構緊湊、熱解器高度小。固體熱載體僅在熱解槽內流動,無須導出外部,免除了現有的用于固體熱載體的篩分、密封輸送、再加熱及混合等設備,減少故障點、節約能耗,在熱解槽內的環形水平流動還減少固態顆粒的粉化,降低除塵負荷。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明,但并不構成對本發明的限制。在附圖中:

圖1為根據本發明的第一種優選實施方式的固體熱載體熱解器的立體裝配圖;

圖2為圖1所示的固體熱載體熱解器在組裝后的俯視圖;

圖3為圖2中的A-A剖視圖;

圖4為圖2中的E-E剖視圖;

圖5為圖1所示的固體熱載體熱解器在組裝后的主視圖;

圖6為圖5中的B-B剖視圖;

圖7為圖5中的F-F剖視圖;

圖8為圖7中的C-C剖視圖;

圖9圖示了有別于圖1所示的另一結構形式的回轉結構;

圖10為根據本發明的第二種優選實施方式的固體熱載體熱解器在俯視視角下的結構示意圖;

圖11為圖10所示的固體熱載體熱解器的主視圖;

圖12~圖15分別為圖10中沿B’-B’線、C’-C’線、D’-D’線、E’-E’線的剖視圖;

圖16為圖11中的F’-F’剖視圖;

圖17為根據本發明的第三種優選實施方式的固體熱載體熱解器在俯視視角下的結構示意圖;以及

圖18為圖17中的G’-G’剖視圖。

附圖標記說明

1 頂蓋 2 床體

3 固定齒圈 4 斜支撐桿

5 進料口 6 熱解氣出口

7 加熱氣管 8 出料管

9 內水封槽 10 外水封槽

11 旋轉閥門 12 輸料管

13 返料管 14 成品輸出管

15 翻料機構 16 平料板

17 圓環軌道 18 車輪

19 底部齒圈 19’ 電機齒輪

20 加熱介質噴頭 21 加熱介質出口

81 傳送帶 82 出料鏟

121 輸料帶 131 返料帶

D1 熱解區 D2 再加熱區

W 旋轉方向

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發明。

在本發明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關系描述用詞。方位詞如“內、外”通常指的是相對于腔體中心而言的腔室內外。上述方位詞是為了便于理解本發明而定義的,因而不構成對本發明保護范圍的限制。

如圖1、圖5所示,本發明提供了一種全新結構的固體熱載體熱解器,其包括頂蓋1、床體2和驅動床體2自旋轉的回轉機構,床體2的頂面形成有圓環形的熱解槽(即圖1、圖3中介于內水封槽9與外水封槽10之間的中間環槽),頂蓋1從上方封蓋熱解槽,頂蓋1中與熱解槽對應的封蓋圓環區沿周向依次間隔設置有與該熱解槽連通的進料口5、熱解氣出口6和出料點。頂蓋1相對固定設置,床體2相對頂蓋1旋轉,從而在頂蓋1的封蓋圓環區中,如圖2或圖6所示,進料口5與連接有出料管8的出料點之間的一側扇環區形成為熱解區D1,另一側扇環區形成為設有加熱裝置的再加熱區D2;

其中,隨著床體2的旋轉,在熱解槽經過再加熱區D2的過程中,熱解槽中的固體熱載體由加熱裝置再加熱,加熱后的固體熱載體進入熱解區D1中與進料口5通入的熱解原料混合并熱解,熱解氣從熱解氣出口6排出,可通過熱解氣收集裝置進行收集,熱解后的固體物料(例如煤熱解后形成的半焦)的一部分作為熱解成品通過出料點排出,另一部分作為固體熱載體循環返流回再加熱區D2。

具體地,以粒度范圍為6~25mm的煤為例,其經過干燥后作為熱解原料由進料口5落入床體2的熱解槽中,與熱解槽內的被重新加熱好的固體熱載體(即熱解后的半焦)接觸傳熱。床體2沿旋轉方向W繼續旋轉至熱解區D1,煤受熱產生熱解反應,產生的熱解氣從熱解氣出口6排出,熱解后產生的半焦的一部分跟隨床體2的旋轉而循環返回至再加熱區D2進行重新加熱,另一部分則作為成品通過出料點輸出。

區別于具有外殼及圓盤形的旋轉料床的熱解器,其熱解原料與固體熱載體混合后再投入旋轉料床中進行混合熱解,本發明的全新設計的熱解器具有密封的熱解槽,熱解器從整體上分上下兩部,頂蓋固定、床體旋轉,熱解槽中的熱解原料跟隨床體旋轉,集煤的熱解、出料、固體熱載體加熱、循環于一體,整體結構緊湊、熱解器總高度小。在傳統熱解器中,將固體熱載體在熱解器外加熱并與熱解原料混合后投入熱解器內,本發明的固體熱載體始終保留在床體2內進行重加熱、更新循環,從而避免了現有的用于固體熱載體的篩分、密封輸送、再加熱及混合等設備等,減少了故障點、節約能耗,環形水平流動還減少固態顆粒的粉化,降低除塵負荷。

特別地,如圖1、2所示,在根據本發明的第一種優選實施方式中,加熱裝置為通入加熱氣體的加熱氣管7,該加熱氣管7呈盤管狀布置在熱解槽的上方或伸入熱解槽中,從而對旋轉通過再加熱區D2的固體熱載體進行加熱。加熱氣管7呈盤管狀穿插、密封固定于熱解器頂蓋1的封蓋圓環區,盤管內的高溫氣體通過熱輻射將固體熱載體進行重新加熱。盤管進入熱解器頂蓋1后,其結構可以在熱解槽內的固體熱載體的上方,也可埋入固體熱載體的內部。

由于床體2旋轉一周需要完成熱解和再加熱,因而床體2的尺寸通常較大,旋轉速度較慢。但本發明的熱解器的徑向尺寸及高度皆可調,可按照具體需求如熱解物料、熱解條件、熱解時間等進行優化和調整。在本實施方式中,采用熱氣管7對固體熱載體加熱,進而通過固體熱載體對熱解原料進行加熱熱解,這種熱轉換方式,相較于對熱解原料的直接輻射加熱方式,可有效避免熱解原料的二次熱解及碳化,即熱解氣中的熱解油在穿過熱半焦時容易再度被加熱,從而氣化,導致熱解反應的產油率下降。

在本實施方式中,具體地,加熱氣管7中可通入900~1000℃的熱煙氣,半焦被加熱氣管7的熱輻射加熱至700~750℃后與進料口5進入的干燥煤進行混合,干燥煤被再加熱后的半焦逐步加熱至550~600℃,從而發生熱解反應,產生半焦、熱解氣(油)。

在圖1中,固體熱載體熱解器的出料點連接有出料裝置。在一種優選結構形式中,該出料裝置包括圖4所示的出料管8和出料鏟82,出料管8在出料點密封連接于頂蓋1并連通熱解槽,防止熱解氣從出料管8逸出,設置在出料管8內的出料鏟82傾斜向下地沿切向伸入熱解槽中,且出料鏟82反向于床體2的旋轉方向W伸向熱解槽,使得在床體2旋轉時,熱解槽中位于出料鏟82上方的熱解后的固體物料被旋轉的床體2推動沿出料鏟82表面堆積、移動,從而作為熱解成品通過出料鏟82沿出料管8流出,位于出料鏟82下方的熱解后的固體物料作為固體熱載體循環返流回再加熱區D2。

其中,出料鏟82包括連接管段和輸出管段,連接管段略微傾斜向下地連接至頂蓋1,傳送帶81和出料鏟82設置在連接管段內,連接管段的傾斜角度等可根據其上的物料堆積角度、床體2旋轉速度等進行設定。優選地,還可通過設置控制機構,以實現出料鏟82伸入熱解槽中的深度也能夠調節,從而出料的熱解成品在熱解槽中的床層高度可調,可控制系統熱負荷。

在圖4中,該出料裝置還包括設置在連接管段內的傳送帶81,出料鏟82上的熱解成品通過傳送帶81輸出。從而不僅借助于旋轉床體2對熱解成品的推動,更通過可靠的履帶驅動爬升,從出料管8的連接管段的底端攀升至頂端,由于出料管8的輸出管段從連接管段的頂端向下伸出,熱解成品最后落料至豎直的輸出管段內。

為防止熱解氣溢出,出料管8的豎直的輸出管段的出口端以及與進料口5連接的進料管(參見圖11)中均設有旋轉閥門11,旋轉閥門11(例如星型閥)能夠通過其自身的轉速調節以在該旋轉閥門11的上方堆積有一定厚度的物料層,從而形成料封,實現氣密性保護,防止串氣、熱解氣外逸。旋轉閥門11也使得物料的流出速度可控。

除了在物料進出口的氣密性保護外,頂蓋1與床體2之間的氣密性設計至關重要。在本實施方式中采用了水封方式,如圖3和圖8所示,床體2的頂面形成有位于熱解槽的徑向兩側的內水封槽9和外水封槽10,頂蓋1的封蓋圓環區的內環和外環分別向下延伸出內環壁(即內水刀)和外環壁(即外水刀),頂蓋1從上方封蓋熱解槽時,內環壁和外環壁分別對應地插入內水封槽9和外水封槽10中以形成水密封。

在通過內槽進水管和外槽進水管分別向內水封槽9和外水封槽10通水時,由于床體2旋轉,兩種進水管可分別設置在相對固定的頂蓋1的內周緣和外周緣上,從而向下懸垂至內水封槽9和外水封槽10中。為保持水封液位及水的更新,內水封槽9的內側邊緣和外水封槽10的外側邊緣均可設有溢水口。床體2的底部可設有集水槽以收集從溢水口溢出的水。

另外,由于內水封槽9和外水封槽10之間的熱解槽中的溫度高,達到幾百度的熱解溫度,內水封槽9和外水封槽10中的水的功能僅為密封,而不宜對熱解槽進行冷卻。因此,在一種可行的措施中,將內水封槽9和外水封槽10的槽深設計為遠深于熱解槽的槽深,使得二者之間的傳熱性很差,從而通過槽深差的設計來實現隔冷。當然,也可通過對熱解槽的外壁施加隔熱材料或將熱解槽的外壁設計為具有中間隔熱層的中空夾壁等諸多方式,進一步實現內水封槽9、外水封槽10與熱解槽之間的隔熱效果。

如圖7中,封蓋圓環區還間隔設置有翻料機構15和平料板16,沿床體2的旋轉方向W,翻料機構15和平料板16位于進料口5的下游側。在進料口5處,重新加熱的固體熱載體與熱解原料堆積,跟隨床體2的旋轉,被平料板16抹平以保持一定的料位高度,而后通過圖8所示的伸入熱解槽內的翻料機構15進行深度翻攪,增強傳熱效果,最后還可通過平料板16平整床層。翻料機構15和平料板16等為熱解器中較為常見的部件,應用于熱解槽中時,僅形狀尺寸改變即可,其結構、類型等可常規選擇,在此不再一一細述。

另外,封蓋圓環區的面向熱解槽的底壁面可以是圖3所示的平面形狀,但優選地,如圖8所示,封蓋圓環區的面向熱解槽的底壁面優選為拱形弧面。這樣,熱解槽中的高溫熱量向上輻射至該底壁面時,大部分熱輻射將反射回熱解槽中,使得床體料層受熱均勻,加熱、保溫性能更好,熱解效率更高。而且,考慮到熱解高溫對部件的熱脹冷縮效果,封蓋圓環區的底壁面和熱解槽的底壁面等高溫區均可形成有用于熱膨脹的波紋結構(圖中未示出),從而在高溫環境下也不容易產生結構破壞。

為獲得對床體2的穩定可靠的可旋轉支撐,圖1所示的回轉機構包括回轉支承裝置和回轉驅動裝置,回轉支承裝置包括能夠自旋轉的中心轉柱和沿該中心轉柱的周向布置的多個斜支撐桿4,該斜支撐桿4的底端抵接中心轉柱的外周部,頂端斜向上支撐床體2;其中,中心轉柱的外周部還設有固定齒圈3,回轉驅動裝置包括由電機驅動旋轉的主動齒輪,如圖5所示,該主動齒輪與固定齒圈3嚙合以推動中心轉柱帶動床體2旋轉。這樣,回轉支承裝置與床體2形成一體式回轉支撐結構,整體結構簡單且穩定性高。

在圖1中,電機需要驅動床體2、中心轉柱、斜支撐桿4等一體轉動,考慮到床體2的直徑達幾十米,重量極大,因而對電機的驅動力要求高。為此,在圖9中則提供了可選擇的另一種回轉機構,該回轉機構包括回轉支承裝置和回轉驅動裝置,回轉支承裝置包括固定的底座,該底座上設有圓環軌道17,床體2的底部設有車輪18,該車輪18行走于圓環軌道17上;其中,床體2的底部還設有底部齒圈19,回轉驅動裝置包括由電機驅動旋轉的電機齒輪19’,該主動齒輪19’與底部齒圈19嚙合以推動床體2旋轉。在此結構中,電機的負荷大大減輕,僅需推動床體2轉動即可。當然,此處僅為例舉,本領域技術人員能夠想到任何其它結構形式的回轉機構均可嘗試應用于此。

在圖1所示的第一種實施方式中,在再加熱區D2中通過設置盤管狀的加熱氣管7以對熱解槽中的固體熱載體(即半焦)進行重新加熱。在圖10、圖17分別所示的第二、三種優選實施方式中,固體熱載體不再在熱解槽內直接獲得再加熱,而是將固體熱載體密閉導出后再獲得再加熱,以可大大提高加熱效率,從而也相應提高熱解器的熱解處理效率。

其中,在再加熱區D2內與熱解槽連通有密封旁通管道,如圖17和圖10所示,密封旁通管道的一端密封連接于出料點,另一端密封連接至進料口5。密封旁通管道內設有連續輸料機構,旋轉的熱解槽經過再加熱區D2時,熱解槽內的熱解后的固體物料能夠在出料點經由連續輸料機構在密封旁通管道內轉運,并在該密封旁通管道內再加熱后作為固體熱載體返料回進料口5。固體熱載體的外引出的加熱方式,即密封旁通管道內的加熱方式,相對地可壓縮熱解槽對應的再加熱區D2的扇區圓角,即增大熱解區D1所占的熱解槽的面積比例,而外部加熱方式,例如明火加熱,可提高固體熱載體的加熱速度,從而相對于相同尺寸大小的熱解器而言,大大增加了處理能力,同時也簡化了熱解器上的設備結構。

在圖10和圖17中,密封旁通管道包括與出料點相連的輸料管12和與進料口5(或其毗鄰區)相連的返料管13。如圖12和圖15所示,輸料管12和返料管13均包括傾斜布置的傾斜管段和豎直布置的下料管段,內部布置的連續輸料機構包括分別沿輸料管12的傾斜管段和返料管13的傾斜管段布置的輸料帶121和返料帶131,優選為耐高溫的輸送鏈條。在圖12中,在出料點處,熱解槽內的熱解后的固體物料通過輸料帶121從輸料管12的傾斜管段的底端輸送至頂端,并經由輸料管12的下料管段的旋轉閥門11落入圖15所示的返料管13的傾斜管段的底端,返料帶131將固體物料輸送至返料管13的傾斜管段的頂端并經由返料管13的下料管段的旋轉閥門11落入進料口5或其毗鄰區。

這樣,就完成了將熱解槽內的固體熱載體導出并返料的一個密閉性輸送過程。在此密閉性輸送過程中,兩個下料管段內均設有旋轉閥門11,旋轉閥門11能夠通過轉速調節以在該旋轉閥門11的上方堆積有防止氣體外逸的物料層,該物料層也防止串氣。

在密閉性輸送過程中,固體熱載體的再加熱方式也有諸多形式。在圖12中,返料管13的傾斜管段內設有加熱介質噴頭20,該加熱介質噴頭20位于返料帶131上方以對該返料帶131輸送的固體物料進行再加熱,返料管13的頂端還設有加熱介質出口21。加熱介質噴頭20可對固體熱載體進行明火加熱。

由于固體熱載體的自身溫度也較高,在另一種加熱方式中,返料管13的傾斜管段內可設有鼓風口,該鼓風口位于返料帶131下方以通入空氣等助燃經由該返料帶131輸送的固體物料。固體熱載體燃燒加熱后產生的氣體可通過返料管13的頂端設置的加熱介質出口21向外排出,燃燒后的灰渣可通過返料帶131底端連通的排灰閥向外排出。

明火加熱的外部加熱方式的熱傳導效率更高,其不僅有熱輻射,同時有對流換熱,且更容易操作與控制。但如果將明火加熱裝置設置在熱解器內部,明火產生燃燒廢氣二氧化碳(CO2)及配風空氣中含有的氮氣(N2)會污染熱解的氣體產品,降低熱解氣的濃度,同時也會導致熱解器內部壓力變高,使設備的密封難度增大。

與圖4所示的出料裝置類似,輸料管12的傾斜管段內也設有出料鏟82,該出料鏟82傾斜向下地沿切向伸入熱解槽中并反向于床體2的旋轉方向W,熱解槽中的熱解后的固體物料經過出料鏟82抵達輸料帶121的底端;其中,出料鏟82伸入熱解槽中的深度優選為能夠調節。在圖10所示的實施方式中,出料鏟82伸入熱解槽的底部以將全部的固體熱載體移出。同樣地,圖14圖示了圖10中的出料管8,其與圖4類似,在此不再細述。類似的,參見圖11和圖16,在熱解槽的加熱區D1也同樣設置在翻料機構15和平料板16;參見圖10至圖13,也同樣采用具有固定齒圈3、中心轉軸的回轉機構對床體2進行可靠支撐和回轉驅動。

在圖10的第二種實施方式中,具有兩個出料點,即出料點包括沿床體2的旋轉方向W依次間隔布置的第一出料點和第二出料點,第一出料點連接出料裝置,即出料管8,第二出料點連接密封旁通管道。在圖10中,熱解產品從出料管8單獨出料,剩下的作為熱解物料作為固體熱載體全部移出進行再加熱。

在圖17所示的第三種優選實施方式中,則僅有單一的出料點,該出料點連接密封旁通管道。此時,熱解成品可通過密封旁通管道轉出,即密封旁通管道兼具物料輸送、再加熱和出料的多個功能。如圖18所示,輸料管12的豎直的下料管段還連接有輸出熱解成品的成品輸出管14,該成品輸出管14與下料管段的連接口位于下料管段內的旋轉閥門11的上方,即下料管段的中間段。此時,通過控制旋轉閥門11的轉速,可控制相返料管13的底端排出的固體熱載體(即循環半焦)的流量,也相應控制下料管段中旋轉閥門11上方的物料堆積高度,堆積的物料高度超出成品輸出管14與下料管段的連接口時,堆積物料將落入成品輸出管14內,通過其內設置的旋轉閥門11向外輸出至下游的熄焦裝置。

綜上,本發明的熱解器內的物料為水平循環傳送,將煤熱解、熱半焦出料、固體熱載體再加熱、半焦熱載體循環集于一體,結構緊湊,具有好的密封性,與其他固體熱載體熱解工藝相比,本發明減去了高溫固體熱載體的篩分、高溫固體熱載體的水平及垂直輸送、高溫固體熱載體的再加熱的全部裝置設備,有效減少了全系統的裝置裝備數量,從而大量減少了故障點數量,同時避免了熱載體的篩分、輸送、再加熱過程的密封性難題,并減少了各環節的能耗損失,故其具有高安全性、高密封性、低能耗損失、低故障率等特點。

此外,熱解器的床層采用水平轉動形式,設備數量得以減少,避免了固體物料重力流動過程,減少了輸送過程中半焦的粉化,相應地減小了熱解氣除塵系統的負荷。同時本發明熱解器采用水平轉動床體式,降低了整個熱解器裝置的高度,減少工程造價的同時也減少了設備施工安裝及檢維修難度。另外,煤熱解時間由床體轉速調控,操作簡單。熱解器使用的出料裝置中,可實現半焦出料床層的高度可調,即可調節通往再加熱區的床層厚度,控制熱解過程的熱負荷。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式,但是,本發明并不限于上述實施方式中的具體細節,在本發明的技術構思范圍內,可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型、拓展,例如圖10中的密封旁通管道也可旁接圖18中所示的成品輸出管14,即不限于僅通過出料管8輸出熱解成品等等,這些簡單變型、拓展均屬于本領域技術人員能夠輕易想到的或常規置換,因而屬于本發明的保護范圍。

另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復,本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外,本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本發明的思想,其同樣應當視為本發明所公開的內容。

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