專利名稱：用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源化工領(lǐng)域，特別是一種低品位化石能源的低溫干餾設(shè)備及低溫干餾方法。
背景技術(shù)：
干餾一般是指固體有機物在隔絕空氣的狀態(tài)下進行加熱從而發(fā)生熱解反應(yīng)的過程，根據(jù)不同的加熱溫度大致可分為低溫、中溫、高溫和超高溫干餾，工業(yè)上常用于煤的干餾，而采用低溫干餾(500 650°C)可廣泛用于低階煤和油頁巖等低品位化石能源，其產(chǎn)物可得到高產(chǎn)率的焦油和煤氣，剩余固體物為高含炭半焦。干餾工藝用于處理煤、油頁巖和石油殘渣等已有很長的歷史，以煤為例，其熱解干餾技術(shù)始于20世紀初，在歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過很多煤的低溫干餾(熱解)提質(zhì)方法，但工業(yè)上獲得成功的只有幾種，這些方法按爐的加熱方式分為外熱式、內(nèi)熱式及內(nèi)熱外熱混合式，按照加熱介質(zhì)又可分為氣體熱載體、固體熱 載體方式，按照加熱介質(zhì)與物料是否接觸又分為直接加熱和間接加熱方式。20世紀50年代，隨著世界范圍石油、天然氣的開發(fā)與應(yīng)用，煤熱解工藝發(fā)展速度減慢甚至停頓，但在一些煤資源豐富的國家，一直沒有間斷對煤熱解的研究與開發(fā)。20世紀70年代，由于世界三次石油危機和對清潔能源需求的增長，再度引起對低階煤以及油頁巖等能源熱解干餾的重視。隨著人們對煤熱解工藝的研究開發(fā)重新重視，陸續(xù)開發(fā)出一些新工藝。這些新工藝與煤直接燃燒相比，可生產(chǎn)氣、液、固三種不同形態(tài)的產(chǎn)品，實際上是對煤中不同成分進行分質(zhì)利用，熱解產(chǎn)物中焦油加氫可生產(chǎn)汽油、柴油、渣油等石油代用品和石油焦；煤氣可作為清潔燃料和制化工合成氣的原料氣；半焦是優(yōu)質(zhì)無煙燃料，可作為民用燃料及電石、鐵合金、煉鐵高爐噴吹料，也是優(yōu)質(zhì)的氣化用原料、吸附材料。因此煤的熱解干餾是煤潔凈高效綜合利用的有效方法，既可減少燃煤造成的環(huán)境污染，又能提高低階煤資源綜合利用率和產(chǎn)品的附加值，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。在國外，美、日、德、澳等國廣泛開展了研究和試驗工作，如1989年美國能源部批準并資助在懷俄明州吉列鎮(zhèn)Buckskin煤礦建設(shè)一套日處理1000噸的褐煤干燥干餾工業(yè)示范裝置，1992年6月投產(chǎn)，運行了近5年，從煤中提取的液體產(chǎn)品(⑶L)，作為石油替代燃料，年處理煤300萬噸的商業(yè)化工廠正在設(shè)計和建設(shè)之中。美國聯(lián)合碳化物公司的Coalcon公司開發(fā)了先進的非催化加氫熱解技術(shù)，熱解溫度為560°C，加氫壓力最高為6. 9MPa，其液體和氣體產(chǎn)率高、產(chǎn)品容易分離。我國20世紀50年代開始進行煤熱解工藝的開發(fā)和研究工作。北京石油學(xué)院、大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院山西煤化所、北京煤化所、陜西煤業(yè)化工集團等單位，先后開發(fā)了不同工藝的煤熱解技術(shù)，并建立大型工業(yè)裝置。陜西榆林地區(qū)90年初開始建起一批以三江煤化公司為代表的內(nèi)熱式方形爐長焰煤塊煤干餾爐，從單爐能力3 5萬噸/年，發(fā)展到目前的單爐能力7. 5 10萬噸/年，單爐20萬噸/年的大型干餾爐也已投入運行，同時開發(fā)成功了外熱式干餾爐、兩段式干餾爐等爐型?？偰芰_到2600多萬噸。國內(nèi)外對油頁巖的熱解干餾技術(shù)研究相對于煤而言較少，現(xiàn)階段一般是以低溫干餾為主。目前，國內(nèi)外存在著二十多種低溫干餾技術(shù)，各種技術(shù)各有優(yōu)缺點，現(xiàn)有裝置及工藝大都存在安全性差、能效比差、產(chǎn)氣量品質(zhì)低、油收率低、能源浪費、成本過高等問題，丞待解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備及方法，要解決現(xiàn)有低溫干餾設(shè)備及方法存在的安全性差、能效比差、產(chǎn)氣量品質(zhì)低、單套裝置產(chǎn)量小、油收率低、能源浪費、生產(chǎn)成本過高等技術(shù)問題。這種用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，由干餾爐回轉(zhuǎn)主機、物料螺旋喂料機、氣固分離箱三部分構(gòu)成，物料螺旋喂料機與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料端連接，氣固分離箱與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料端連接；
所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機是從進料端至出料端向下傾斜布置的筒狀結(jié)構(gòu)；筒體包括進料段小直徑滾筒、反應(yīng)段大直徑滾筒和出料段小直徑滾筒三部分，反應(yīng)段大直徑滾筒兩端分別 由錐段滾筒與進料段小直徑滾筒和出料段小直徑滾筒連接；進料段小直徑滾筒的進料端連接有進料內(nèi)端板，并在進料內(nèi)端板外罩有進料外端板，進料外端板朝向進料內(nèi)端板的一面連接有呈正向螺旋分布的進料端揚料板，進料外端板朝外的一面中心連接進料中空軸；出料段小直徑滾筒的出料端連接有出料內(nèi)端板，并在出料內(nèi)端板外罩有出料外端板，出料外端板朝向出料內(nèi)端板的一面連接有呈反向螺旋分布的出料端揚料板，出料外端板朝外的一面中心連接出料中空軸；筒體內(nèi)部沿軸向同心分布有用于存儲固體物料并作為反應(yīng)析出氣體流動通道的內(nèi)螺旋管，內(nèi)螺旋管內(nèi)壁分布有用于驅(qū)動固體物料的螺旋葉片，進料內(nèi)端板和出料內(nèi)端板均為蜂窩狀板，內(nèi)螺旋管兩端分別與進料內(nèi)端板和出料內(nèi)端板上的蜂窩孔連接，反應(yīng)段大直徑滾筒內(nèi)部連接有橫向設(shè)置的支撐孔板，內(nèi)螺旋管穿過支撐孔板上的孔支設(shè)于反應(yīng)段大直徑滾筒內(nèi)部；
所述進料段小直徑滾筒外壁環(huán)向連接有高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱與進料段小直徑滾筒外壁之間設(shè)有高溫?zé)煔猸h(huán)箱密封，進料段小直徑滾筒外壁在與高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱對應(yīng)處分布有高溫?zé)煔馊肟诨祝邷責(zé)煔膺M氣環(huán)箱頂部與高溫?zé)煔膺M口管連接，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱底部設(shè)有高溫出灰鎖氣閥；
所述出料段小直徑滾筒外壁環(huán)向連接有低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱與出料段小直徑滾筒外壁之間設(shè)有低溫?zé)煔猸h(huán)箱密封，出料段小直徑滾筒外壁在與低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱對應(yīng)處分布有低溫?zé)煔獬隹诨祝蜏責(zé)煔膺M氣環(huán)箱頂部與低溫?zé)煔獬隹诠苓B接，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱底部設(shè)有低溫出灰鎖氣閥；
所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機由主電機、主減速機、小齒輪和大齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，大齒輪連接在進料段小直徑滾筒外壁，反應(yīng)段大直徑滾筒前部由固定端滾圈、固定端側(cè)擋輪和固定端托輪支撐回轉(zhuǎn)，反應(yīng)段大直徑滾筒后部由滑動端滾圈、滑動端側(cè)擋輪和滑動端托輪支撐回轉(zhuǎn)；所述物料螺旋喂料機包括喂料螺旋、喂料螺旋機殼、喂料螺旋驅(qū)動電機和進料溜管；喂料螺旋安裝于喂料螺旋機殼內(nèi)部，喂料螺旋前端由喂料螺旋驅(qū)動電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，喂料螺旋末端插入干餾爐回轉(zhuǎn)主機的腔體內(nèi)，喂料螺旋機殼后部由進料端密封頭與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料中空軸連接，喂料螺旋機殼頂面在與喂料螺旋前部對應(yīng)處開有入料口，進料溜管與入料口連接；所述氣固分離箱包括氣固分離箱本體、煤氣出口和半焦出料鎖氣閥，氣固分離箱本體側(cè)面的入料口由出料端密封頭與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料中空軸連接，煤氣出口設(shè)于氣固分離箱本體頂部，半焦出料鎖氣閥設(shè)于氣固分離箱本體底部。所述進料中空軸 內(nèi)壁有進料內(nèi)螺旋，出料中空軸內(nèi)壁有出料內(nèi)螺旋。所述支撐孔板周邊由呈齒輪狀分布的齒板.與反應(yīng)段大直徑滾筒內(nèi)壁固定。
所述喂料螺旋機殼與喂料螺旋驅(qū)動電機的底部坐落于喂料螺旋移動底座上，喂料螺旋
移動底座由滾輪行走于進料端導(dǎo)軌上。所述氣固分離箱本體的底部坐落于分離箱移動底座上，分離箱移動底座由滾輪行走于出料端導(dǎo)軌上。
所述筒體外壁包裹有一層耐火材料。所述物料螺旋喂料機的入料口上連接有膨脹節(jié)，進料溜管經(jīng)膨脹節(jié)與入料口連接。所述喂料螺旋驅(qū)動電機和主電機均為變頻電機。這種采用用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備的低溫干餾方法，物料通過物料螺旋喂料機的入料口，在喂料螺旋驅(qū)動電機帶動下，通過喂料螺旋的旋轉(zhuǎn)將物料推送至進料中空軸內(nèi)，再經(jīng)進料中空軸進入進料外端板和進料內(nèi)端板之間的腔體內(nèi)，并且隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的旋轉(zhuǎn)由進料端揚料板喂入到不同的內(nèi)螺旋管內(nèi)，隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的回轉(zhuǎn)，內(nèi)螺旋管繞干餾爐中軸線公轉(zhuǎn)，并隨著公轉(zhuǎn)一圈，每一根內(nèi)螺旋管也自轉(zhuǎn)一圈，物料在內(nèi)螺旋管的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)推動下在管內(nèi)向前行進一個螺距，同時高溫?zé)煔鈴母邷責(zé)煔膺M口管進入高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱內(nèi)，再通過高溫?zé)煔馊肟诨走M入進料段小直徑滾筒內(nèi)，高溫?zé)煔馀c內(nèi)螺旋管的外壁直接接觸并將熱量傳遞給內(nèi)螺旋管內(nèi)的物料，物料升溫后發(fā)生熱解反應(yīng)，并析出干餾氣體，干餾氣體經(jīng)內(nèi)螺旋管向后導(dǎo)入氣固分離箱內(nèi)，反應(yīng)后剩余的固體物半焦在重力的作用下不斷由從內(nèi)螺旋管的高位向低位移動，最后進入出料外端板和出料內(nèi)端板之間的腔體內(nèi)，由筒體尾部的出料端揚料板揚起并送入到出料中空軸內(nèi)，再經(jīng)出料中空軸進入氣固分離箱本體內(nèi)，在氣固分離箱本體內(nèi)半焦下沉至半焦出料鎖氣閥，半焦出料鎖氣閥只允許固體半焦排出而不允許干餾氣體排出，干餾氣體則通過氣固分離箱頂部的煤氣出口排出，與內(nèi)螺旋管換熱完成的低溫?zé)煔饨?jīng)出料段小直徑滾筒上的低溫?zé)煔獬隹诨走M入低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱內(nèi)，最終通過低溫?zé)煔獬隹诠芘懦?。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明的干餾爐回轉(zhuǎn)主機內(nèi)部同心分布內(nèi)螺旋管可用于儲存物料并作為反應(yīng)析出氣體的流動通道。采用多個內(nèi)螺旋管構(gòu)件增大了干餾爐內(nèi)的填充系數(shù)，提高了單機設(shè)備產(chǎn)量。由于物料和煙氣屬于間接接觸，且隨筒體的轉(zhuǎn)動物料在內(nèi)螺旋管內(nèi)與管壁充分換熱，熱傳導(dǎo)快，換熱效率高。采用間接加熱的方式，熱煙氣不與物料混合，因此物料被加熱后所析出干餾氣不含其他雜質(zhì)，氣體純度高，適用于作為煤化工的原料。干餾爐回轉(zhuǎn)主機尾部的出料外端板連接有呈反向螺旋分布的出料端揚料板，可方便將物料喂入出料中空軸內(nèi)，出料中空軸內(nèi)壁有內(nèi)螺旋，可在轉(zhuǎn)動的過程中將物料卸至氣固分離箱內(nèi)。整個干餾爐全套裝置采用耐火材料做保溫，熱量散失少，節(jié)能。干餾爐回轉(zhuǎn)主機和喂料螺旋通過各自的變頻電機及傳動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)物料和瓷球的提升和推進。由于采用變頻電機，因此喂料量和干餾爐筒體回轉(zhuǎn)速度均可調(diào)，設(shè)備具有良好的調(diào)節(jié)性，可適應(yīng)不同的物料，控制性好。物料螺旋喂料機和氣固分離箱均設(shè)有行走在導(dǎo)軌上的底座，在設(shè)備發(fā)生熱膨脹時，底座可以在導(dǎo)軌上移動，從而提高了設(shè)備的安全性和可調(diào)節(jié)性。本發(fā)明的低溫干餾設(shè)備構(gòu)造簡單、處理產(chǎn)量大、換熱高效節(jié)能、干餾氣體純度高，可廣泛用于各類低階煤(如褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤)及油頁巖、石油殘渣等低品位化石能源的低溫干餾，可以獲得高品位的煤氣、焦油、頁巖油、半焦等產(chǎn)品。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖IA-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖IB-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖IC-C剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是內(nèi)螺旋管的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記1-進料端導(dǎo)軌、2-喂料螺旋移動底座、3-喂料螺旋驅(qū)動電機、4-喂料螺旋、5-膨脹節(jié)、6-進料溜管、7-進料中空軸、8-進料外端板、9-進料端揚料板、10-進料內(nèi)端板、11-高溫?zé)煔膺M口管、12-高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱、13-高溫?zé)煔馊肟诨住?4-大齒輪、15-內(nèi)螺旋管、16-螺旋葉片、17-錐段滾筒、18-支撐孔板、18. I-齒板、19-反應(yīng)段大直徑滾筒、20-固定端滾圈、21-滑動端滾圈、22-低溫?zé)煔獬隹诨住?3-低溫?zé)煔獬鰵猸h(huán)箱、24-低溫?zé)煔獬隹诠堋?5-出料內(nèi)端板、26-出料端揚料板、27-出料外端板、28-煤氣出口、29-氣固分離箱本體、30-出料端導(dǎo)軌、31-分離箱移動底座、32-半焦出料鎖氣閥、33-出料中空軸、34-低溫出灰鎖氣閥、35-低溫?zé)煔猸h(huán)箱密封、36-出料段小直徑滾筒、37-滑動端側(cè)擋輪、38滑動端托輪、39-固定端側(cè)擋輪、40-固定端托輪、41-主電機、42-主減速機、43-小齒輪、44-高溫出灰鎖氣閥、45-高溫?zé)煔猸h(huán)箱密封、46-進料段小直徑滾筒、47-進料端密封頭、48-喂料螺旋機殼、49-出料端密封頭、50-耐火材料。
具體實施例方式 實施例參見圖I所示，這種用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，由干餾爐回轉(zhuǎn)主機、物料螺旋喂料機、氣固分離箱三部分構(gòu)成，物料螺旋喂料機與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料端連接，氣固分離箱與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料端連接；
所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機是從進料端至出料端向下傾斜布置的筒狀結(jié)構(gòu)；筒體包括進料段小直徑滾筒46、反應(yīng)段大直徑滾筒19和出料段小直徑滾筒36三部分，筒體外壁包裹有一層耐火材料50，反應(yīng)段大直徑滾筒19兩端分別由錐段滾筒17與進料段小直徑滾筒46和出料段小直徑滾筒36連接；進料段小直徑滾筒46的進料端連接有進料內(nèi)端板10，并在進料內(nèi)端板10外罩有進料外端板8，進料外端板8朝向進料內(nèi)端板10的一面連接有呈正向螺旋分布的進料端揚料板9，進料外端板8朝外的一面中心連接進料中空軸7，進料中空軸7內(nèi)壁有進料內(nèi)螺旋；出料段小直徑滾筒36的出料端連接有出料內(nèi)端板25，并在出料內(nèi)端板25外罩有出料外端板27，出料外端板27朝向出料內(nèi)端板25的一面連接有呈反向螺旋分布的出料端揚料板26，出料外端板27朝外的一面中心連接出料中空軸33，出料中空軸33內(nèi)壁有出料內(nèi)螺旋；筒體內(nèi)部沿軸向同心分布有用于存儲固體物料并作為反應(yīng)析出氣體流動通道的內(nèi)螺旋管15，內(nèi)螺旋管15內(nèi)壁分布有用于驅(qū)動固體物料的螺旋葉片16，進料內(nèi)端板10和出料內(nèi)端板25均為蜂窩狀板，內(nèi)螺旋管15兩端分別與進料內(nèi)端板10和出料內(nèi)端板25上的蜂窩孔連接，反應(yīng)段大直徑滾筒19內(nèi)部連接有橫向設(shè)置的支撐孔板18，內(nèi)螺旋管15穿過支撐孔板18上的孔支設(shè)于反應(yīng)段大直徑滾筒19內(nèi)部；
所述進料段小直徑滾筒46外壁環(huán)向連接有高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12與進料段小直徑滾筒46外壁之間設(shè)有高溫?zé)煔猸h(huán)箱密封45，進料段小直徑滾筒46外壁在與高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12對應(yīng)處分布有高溫?zé)煔馊肟诨?3，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12頂部與高溫?zé)煔膺M口管11連接，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12底部設(shè)有高溫出灰鎖氣閥44 ；
所述出料段小直徑滾筒36外壁環(huán)向連接有低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23與出料段小直徑滾筒36外壁之間設(shè)有低溫?zé)煔猸h(huán)箱密封35，出料段小直徑滾筒36外壁在與低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23對應(yīng)處分布有低溫?zé)煔獬隹诨?2，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23頂部與低溫?zé)煔獬隹诠?4連接，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23底部設(shè)有低溫出灰鎖氣閥34 ；
所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機由主電機41、主減速機42、小齒輪43和大齒輪14帶動旋轉(zhuǎn)，大齒輪14連接在進料段小直徑滾筒46外壁，反應(yīng)段大直徑滾筒19前部由固定端滾圈20、固定 端側(cè)擋輪39和固定端托輪40支撐回轉(zhuǎn)，反應(yīng)段大直徑滾筒19后部由滑動端滾圈21、滑動端側(cè)擋輪37和滑動端托輪38支撐回轉(zhuǎn)；
所述物料螺旋喂料機包括喂料螺旋4、喂料螺旋機殼48、喂料螺旋驅(qū)動電機3和進料溜管6 ；喂料螺旋4安裝于喂料螺旋機殼48內(nèi)部，喂料螺旋4前端由喂料螺旋驅(qū)動電機3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，喂料螺旋4末端插入干餾爐回轉(zhuǎn)主機的腔體內(nèi)，喂料螺旋機殼48后部由進料端密封頭47與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料中空軸7連接，喂料螺旋機殼48頂面在與喂料螺旋4前部對應(yīng)處開有入料口，入料口上連接有膨脹節(jié)5，進料溜管6經(jīng)膨脹節(jié)5與入料口連接，喂料螺旋機殼48與喂料螺旋驅(qū)動電機3的底部坐落于喂料螺旋移動底座2上，喂料螺旋移動底座2由滾輪行走于進料端導(dǎo)軌I上，在設(shè)備發(fā)生熱膨脹時，底座可以在導(dǎo)軌上移動。所述氣固分離箱包括氣固分離箱本體29、煤氣出口 28和半焦出料鎖氣閥32，氣固分離箱本體29側(cè)面的入料口由出料端密封頭49與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料中空軸33連接，煤氣出口 28設(shè)于氣固分離箱本體29頂部,半焦出料鎖氣閥32設(shè)于氣固分離箱本體29底部，氣固分離箱本體29的底部坐落于分離箱移動底座31上，分離箱移動底座31由滾輪行走于出料端導(dǎo)軌30上，在設(shè)備發(fā)生熱膨脹時，底座可以在導(dǎo)軌上移動。
參見圖2所示，所述進料端揚料板9呈正向螺旋分布。參見圖3所示，所述支撐孔板18的板面上分布有蜂窩狀的穿孔，支撐孔板18周邊由呈齒輪狀分布的齒板18. I與反應(yīng)段大直徑滾筒19內(nèi)壁固定。參見圖4所示，所述出料端揚料板26呈反向螺旋分布。參見圖5所示，所述內(nèi)螺旋管15自進料端至出料端向下傾斜布置，內(nèi)螺旋管15內(nèi)壁分布有螺旋葉片16。這種采用用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備的低溫干餾方法，物料通過物料螺旋喂料機的入料口，在喂料螺旋驅(qū)動電機3帶動下，通過喂料螺旋4的旋轉(zhuǎn)將物料推送至進料中空軸7內(nèi)，再經(jīng)進料中空軸7進入進料外端板8和進料內(nèi)端板10之間的腔體內(nèi)，并且隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的旋轉(zhuǎn)由進料端揚料板9喂入到不同的內(nèi)螺旋管15內(nèi)，隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的回轉(zhuǎn)，內(nèi)螺旋管繞干餾爐中軸線公轉(zhuǎn)，并隨著公轉(zhuǎn)一圈，每一根內(nèi)螺旋管也自轉(zhuǎn)一圈，物料在內(nèi)螺旋管15的螺旋葉片16旋轉(zhuǎn)推動下在管內(nèi)向前行進一個螺距，同時高溫?zé)煔鈴母邷責(zé)煔膺M口管11進入高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱12內(nèi)，再通過高溫?zé)煔馊肟诨?3進入進料段小直徑滾筒46內(nèi)，高溫?zé)煔馀c內(nèi)螺旋管15的外壁直接接觸并將熱量傳遞給內(nèi)螺旋管內(nèi)的物料，物料升溫后發(fā)生熱解反應(yīng)，并析出干餾氣體，干餾氣體經(jīng)內(nèi)螺旋管15向后導(dǎo)入氣固分離箱內(nèi)，反應(yīng)后剩余的固體物半焦在重力的作用下不斷由從內(nèi)螺旋管15的高位向低位移動,最后進入出料外端板27和出料內(nèi)端板25之間的腔體內(nèi)，由筒體尾部的出料端揚料板26揚起并送入到出料中空軸33內(nèi)，再經(jīng)出料中空軸33進入氣固分離箱本體29內(nèi)，在氣固分離箱本體29內(nèi)半焦下沉至半焦出料鎖氣閥32，半焦出料鎖氣閥32只允許固體 半焦排出而不允許干餾氣體排出，干餾氣體則通過氣固分離箱頂部的煤氣出口 28排出，與內(nèi)螺旋管15換熱完成的低溫?zé)煔饨?jīng)出料段小直徑滾筒36上的低溫?zé)煔獬隹诨?2進入低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱23內(nèi)，最終通過低溫?zé)煔獬隹诠?4排出。
權(quán)利要求
1.一種用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于由干餾爐回轉(zhuǎn)主機、物料螺旋喂料機、氣固分離箱三部分構(gòu)成，物料螺旋喂料機與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料端連接，氣固分離箱與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料端連接； 所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機是從進料端至出料端向下傾斜布置的筒狀結(jié)構(gòu)；筒體包括進料段小直徑滾筒(46 )、反應(yīng)段大直徑滾筒(19 )和出料段小直徑滾筒(36 )三部分，反應(yīng)段大直徑滾筒(19)兩端分別由錐段滾筒(17)與進料段小直徑滾筒(46)和出料段小直徑滾筒(36)連接；進料段小直徑滾筒(46)的進料端連接有進料內(nèi)端板(10)，并在進料內(nèi)端板(10)外罩有進料外端板(8)，進料外端板(8)朝向進料內(nèi)端板(10)的一面連接有呈正向螺旋分布的進料端揚料板(9)，進料外端板(8)朝外的一面中心連接進料中空軸(7);出料段小直徑滾筒(36 )的出料端連接有出料內(nèi)端板(25 )，并在出料內(nèi)端板(25 )外罩有出料外端板(27 )，出料外端板(27)朝向出料內(nèi)端板(25)的一面連接有呈反向螺旋分布的出料端揚料板(26)，出料外端板(27 )朝外的一面中心連接出料中空軸(33 );筒體內(nèi)部沿軸向同心分布有用于存儲固體物料并作為反應(yīng)析出氣體流動通道的內(nèi)螺旋管(15)，內(nèi)螺旋管(15)內(nèi)壁分布有用于驅(qū)動固體物料的螺旋葉片(16)，進料內(nèi)端板(10)和出料內(nèi)端板(25)均為蜂窩狀板，內(nèi)螺 旋管(15)兩端分別與進料內(nèi)端板(10)和出料內(nèi)端板(25)上的蜂窩孔連接，反應(yīng)段大直徑滾筒(19)內(nèi)部連接有橫向設(shè)置的支撐孔板(18)，內(nèi)螺旋管(15)穿過支撐孔板(18)上的孔支設(shè)于反應(yīng)段大直徑滾筒(19)內(nèi)部； 所述進料段小直徑滾筒(46)外壁環(huán)向連接有高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12)，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12)與進料段小直徑滾筒(46)外壁之間設(shè)有高溫?zé)煔猸h(huán)箱密封(45)，進料段小直徑滾筒(46)外壁在與高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12)對應(yīng)處分布有高溫?zé)煔馊肟诨?13)，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12 )頂部與高溫?zé)煔膺M口管(11)連接，高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12 )底部設(shè)有高溫出灰鎖氣閥(44)； 所述出料段小直徑滾筒(36)外壁環(huán)向連接有低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23)，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23)與出料段小直徑滾筒(36)外壁之間設(shè)有低溫?zé)煔猸h(huán)箱密封(35)，出料段小直徑滾筒(36)外壁在與低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23)對應(yīng)處分布有低溫?zé)煔獬隹诨?22)，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23)頂部與低溫?zé)煔獬隹诠?24)連接，低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23)底部設(shè)有低溫出灰鎖氣閥(34)； 所述干餾爐回轉(zhuǎn)主機由主電機(41)、主減速機(42 )、小齒輪(43 )和大齒輪(14 )帶動旋轉(zhuǎn)，大齒輪(14 )連接在進料段小直徑滾筒(46 )外壁，反應(yīng)段大直徑滾筒(19 )前部由固定端滾圈(20)、固定端側(cè)擋輪(39)和固定端托輪(40)支撐回轉(zhuǎn)，反應(yīng)段大直徑滾筒(19)后部由滑動端滾圈(21)、滑動端側(cè)擋輪(37)和滑動端托輪(38)支撐回轉(zhuǎn)； 所述物料螺旋喂料機包括喂料螺旋(4 )、喂料螺旋機殼(48 )、喂料螺旋驅(qū)動電機(3 )和進料溜管(6);喂料螺旋(4)安裝于喂料螺旋機殼(48)內(nèi)部，喂料螺旋(4)前端由喂料螺旋驅(qū)動電機(3)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，喂料螺旋(4)末端插入干餾爐回轉(zhuǎn)主機的腔體內(nèi)，喂料螺旋機殼(48)后部由進料端密封頭(47)與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料中空軸(7)連接，喂料螺旋機殼(48)頂面在與喂料螺旋(4)前部對應(yīng)處開有入料口，進料溜管(6)與入料口連接； 所述氣固分離箱包括氣固分離箱本體(29 )、煤氣出口( 28 )和半焦出料鎖氣閥(32 )，氣固分離箱本體(29 )側(cè)面的入料口由出料端密封頭(49 )與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料中空軸(33)連接，煤氣出口(28)設(shè)于氣固分離箱本體(29)頂部，半焦出料鎖氣閥(32)設(shè)于氣固分離箱本體(29)底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述進料中空軸(7)內(nèi)壁有進料內(nèi)螺旋，出料中空軸(33)內(nèi)壁有出料內(nèi)螺旋。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述支撐孔板(18)周邊由呈齒輪狀分布的齒板(18. I)與反應(yīng)段大直徑滾筒(19)內(nèi)壁固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述喂料螺旋機殼(48)與喂料螺旋驅(qū)動電機(3)的底部坐落于喂料螺旋移動底座(2)上，喂料螺旋移動底座(2)由滾輪行走于進料端導(dǎo)軌(I)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述氣固分離箱本體(29)的底部坐落于分離箱移動底座(31)上，分離箱移動底座(31)由滾輪行走于出料端導(dǎo)軌(30)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述筒體外壁包裹有一層耐火材料(50 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述物料螺旋喂料機的入料口上連接有膨脹節(jié)(5 )，進料溜管(6 )經(jīng)膨脹節(jié)(5 )與入料口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備，其特征在于所述喂料螺旋驅(qū)動電機(3 )和主電機(41)均為變頻電機。
9.一種采用權(quán)利要求I 8任意一項所述用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備的低溫干餾方法，其特征在于物料通過物料螺旋喂料機的入料口，在喂料螺旋驅(qū)動電機(3)帶動下，通過喂料螺旋(4)的旋轉(zhuǎn)將物料推送至進料中空軸(7)內(nèi)，再經(jīng)進料中空軸(7)進入進料外端板(8)和進料內(nèi)端板(10)之間的腔體內(nèi)，并且隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的旋轉(zhuǎn)由進料端揚料板(9)喂入到不同的內(nèi)螺旋管(15)內(nèi)，隨著干餾爐回轉(zhuǎn)主機的回轉(zhuǎn)，內(nèi)螺旋管繞干餾爐中軸線公轉(zhuǎn)，并隨著公轉(zhuǎn)一圈，每一根內(nèi)螺旋管也自轉(zhuǎn)一圈，物料在內(nèi)螺旋管(15)的螺旋葉片(16)旋轉(zhuǎn)推動下在管內(nèi)向前行進一個螺距，同時高溫?zé)煔鈴母邷責(zé)煔膺M口管(11)進入高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(12 )內(nèi)，再通過高溫?zé)煔馊肟诨?13 )進入進料段小直徑滾筒(46 )內(nèi)，高溫?zé)煔馀c內(nèi)螺旋管(15)的外壁直接接觸并將熱量傳遞給內(nèi)螺旋管內(nèi)的物料，物料升溫后發(fā)生熱解反應(yīng)，并析出干餾氣體，干餾氣體經(jīng)內(nèi)螺旋管(15)向后導(dǎo)入氣固分離箱內(nèi)，反應(yīng)后剩余的固體物半焦在重力的作用下不斷由從內(nèi)螺旋管(15)的高位向低位移動，最后進A出料外端板(27 )和出料內(nèi)端板(25 )之間的腔體內(nèi)，由筒體尾部的出料端揚料板(26 )揚起并送入到出料中空軸(33)內(nèi)，再經(jīng)出料中空軸(33)進入氣固分離箱本體(29)內(nèi)，在氣固分離箱本體(29)內(nèi)半焦下沉至半焦出料鎖氣閥(32)，半焦出料鎖氣閥(32)只允許固體半焦排出而不允許干餾氣體排出，干餾氣體則通過氣固分離箱頂部的煤氣出口(28)排出，與內(nèi)螺旋管(15)換熱完成的低溫?zé)煔饨?jīng)出料段小直徑滾筒(36)上的低溫?zé)煔獬隹诨?22)進入低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱(23 )內(nèi)，最終通過低溫?zé)煔獬隹诠?24 )排出。
全文摘要
一種用于低階煤、油頁巖的低溫干餾設(shè)備及方法，該設(shè)備由干餾爐回轉(zhuǎn)主機、物料螺旋喂料機、氣固分離箱三部分構(gòu)成，物料螺旋喂料機與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的進料端連接，氣固分離箱與干餾爐回轉(zhuǎn)主機的出料端連接。干餾爐回轉(zhuǎn)主機是從進料端至出料端向下傾斜布置的筒狀結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)部沿軸向同心分布有用于存儲固體物料并作為反應(yīng)析出氣體流動通道的內(nèi)螺旋管。進料段小直徑滾筒外壁環(huán)向連接有高溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱，出料段小直徑滾筒外壁環(huán)向連接有低溫?zé)煔膺M氣環(huán)箱。本發(fā)明構(gòu)造簡單、處理產(chǎn)量大、換熱高效節(jié)能、干餾氣體純度高，可廣泛用于各類低階煤及油頁巖、石油殘渣等低品位化石能源的低溫干餾，可獲得高品位的煤氣、焦油、頁巖油、半焦等產(chǎn)品。
文檔編號C10B49/18GK102757800SQ201210187988
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者叢玉華, 劉輝, 孟照杰, 常少英, 張華 , 王修均, 王健, 王峰, 趙坤 申請人:北京國電龍源環(huán)保工程有限公司