一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置及方法，包括：模拟干馏炉本体；模拟干馏炉本体的上端口设置有加压盖，加压盖上的煤气出口与煤气冷却及焦油捕收系统连通，煤气冷却及焦油捕收系统分别与检测装置和燃烧装置连通，模拟干馏炉本体的侧壁上设置有熄焦介质入口和干馏介质入口，熄焦介质入口与熄焦介质罐相连通，干馏介质入口与干馏介质加热装置的出口相连接，干馏介质加热装置的入口与干馏介质罐相连通；模拟干馏炉本体的下端设置有封盖。本发明专利技术的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置可较准确地模拟生产实践中的干馏工艺过程，通过模拟实验可以对工业生产提供理论指导。本发明专利技术的模拟实验方法用于本发明专利技术的实验装置的操作。

Thermal simulation experiment device and method for internal heating medium low temperature retort furnace

The invention discloses a thermal simulation experimental device and method for an internal heat medium and low temperature dry distillation furnace, including a simulated dry distillation furnace body, a pressurized cover on the upper port of a simulated retorting furnace, the gas outlet on the pressurized cover and the gas cooling and the tar collecting system, and the gas cooling and tar collecting system respectively and testing. The device is connected with the combustion device. The side wall of the main body of the simulated distillation furnace is connected with the entrance of the quenching medium and the inlet of the distillation medium, the entrance of the quenching medium is connected with the coke quenching medium tank, the entrance of the distillation medium is connected with the outlet of the retorting medium heating device, and the entrance of the retorting medium heating device is connected with the retorting medium tank; The lower end of the main body of the retorting furnace is provided with a seal. The thermal simulation experiment device of the internal heat medium and low temperature dry distillation furnace can accurately simulate the process of the distillation process in the production practice, and can provide theoretical guidance to the industrial production through the simulation experiment. The simulation experiment method of the invention is applied to the operation of the experimental device of the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置及方法
本专利技术属于煤化工领域，特别涉及一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置及方法。
技术介绍
我国煤炭资源中，低变质煤占煤炭储量的40％以上，产量占目前总量的30％。大部分低变质煤资源煤质优良，主要特点是“三低三高”，即特低灰、特低硫、特低磷、高发热量、高挥发分、高化学活性，尤其是部分低变质煤还具有较高的焦油含量，其通过热解可得到兰炭、焦油和煤气，可实现低变质煤的分质综合利用。目前的工业生产中主要采用内热式中低温干馏炉来完成对煤的热解，获得兰炭(半焦)、焦油、煤气，这种生产方式具有设备简单，投资低，生产率高等特点，工业生产用内热式直立炭化炉的主要炉型为神木县三江煤化工SJ系列，其技术路线大多采用先将低变质煤经自然干燥，然后由斗式提升机提升到炉顶储煤仓，并连续加入干馏炉。干馏段温度约为750℃，干馏所用热量主要由回炉煤气与空气在火道内混合均匀后，经火口进入干馏段燃烧，干馏段下部成品半焦落入水封槽冷却熄焦，然后排出，排焦温度约为90℃。荒煤气在干馏室内沿料层上升，通过焦油捕收、洗涤后，部分煤气在风机的作用下回炉加热，剩余部分用于发电，荒煤气进过处理后温度约为60℃，焦油进入沉淀池分离。现有的中低温干馏技术的发展主要源于实践，缺乏完善的理论指导，原煤在连续升温及降温熄焦过程中，以及在气氛条件的变化下，到底经历了怎样的变化过程，至今缺乏深入认识和了解，不利于工艺和设备的改进。目前主要采用热质联用的实验手段，来揭示煤干馏过程的变化，但这种模拟实验与生产实践有很大的差距，亟待开发出能够较好地模拟内热式中低温干馏炉的实验装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置及方法，以解决上述存在的问题，其可较准确地模拟生产实践中的干馏工艺过程，通过模拟实验可以对工业生产提供理论指导。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，包括：模拟干馏炉本体；所述模拟干馏炉本体的上端口设置有加压盖，所述加压盖上设置有煤气出口，所述煤气出口通过管路与煤气冷却及焦油捕收系统的入口连通，所述煤气冷却及焦油捕收系统的出口通过管路分别与检测装置和燃烧装置连通，所述模拟干馏炉本体内设置有翻转孔板，模拟干馏炉本体位于翻转孔板下部的侧壁上设置有熄焦介质入口和干馏介质入口，所述熄焦介质入口通过管路与熄焦介质罐相连通，所述干馏介质入口与干馏介质加热装置的出口相连接，所述干馏介质加热装置的入口通过管路与干馏介质罐相连通，所述模拟干馏炉本体的下端口设置有封盖。作为优选的，所述干馏介质加热装置为内腔截面为圆形或者方形的加热筒，所述加热筒的内壁由外至内依次设置有第一隔热保温层和第一耐火材料层，所述加热筒的内部设置有多个电阻加热丝和多个耐火球。作为优选的，还包括温度控制器，模拟干馏炉本体位于翻转孔板下部的侧壁上设置有温度检测装置，所述温度检测装置的测试端伸入所述模拟干馏炉本体的内腔，所述温度检测装置的信号输出端与所述温度控制器的信号接收端相连，所述温度控制器的信号输出端与电阻加热丝的开关相连。作为优选的，还包括操作杆，所述模拟干馏炉本体的侧壁上设置有通孔，所述操作杆的一端穿过所述通孔与翻转孔板固定连接，所述操作杆的另一端设置有手柄，所述翻转孔板上设置有配重块，所述翻转孔板的尺寸与所述模拟干馏炉本体的内径尺寸相匹配。作为优选的，还包括：第一配气器和第二配气器；所述第一配气器的出口通过管路与所述熄焦介质入口相连通，所述第一配气器的入口与多个所述熄焦介质罐的出口并联连通；所述第二配气器的出口与所述干馏介质加热装置的入口相连通，所述第二配气器的入口与多个所述干馏介质罐的出口并联连通。作为优选的，所述模拟干馏炉本体的内腔截面为圆形，所述熄焦介质入口和所述干馏介质入口的出气方向均为所述模拟干馏炉本体的筒壁的切线方向。作为优选的，所述模拟干馏炉本体的内壁由外至内分别依次设置有第二隔热保温层和第二耐火材料层。作为优选的，所述煤气冷却及焦油捕收系统中分别采用冷却板和水过滤进行煤气冷却和焦油收集，所述检测装置为质谱仪或红外仪。作为优选的，加压盖和所述模拟干馏炉本体之间、模拟干馏炉本体和所述封盖之间均设置有密封装置，所述密封装置为石棉毡垫圈。为了实现上述目的，本专利技术的实验方法采用如下技术方案：一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验方法，用于本专利技术的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置的操作，包括以下步骤：步骤01：将原煤破碎、筛分、分级并在试验前进行干燥，按照几何相似和相似准数确定的粒度值选取煤样；步骤02：打开加压盖，将选好的煤样置入模拟干馏炉本体内，翻转孔板处于完全闭合状态，使加入的煤样处于所述模拟干馏炉本体的上端口与所述翻转孔板之间；步骤03：设定干馏介质的升温曲线、熄焦介质的降温曲线及对应的煤气成分变化曲线，打开干馏介质罐、熄焦介质罐和干馏介质加热装置，不同干馏气体混合后经过干馏介质加热装置加热后，进入模拟干馏炉本体的内腔对模拟干馏炉本体内的煤样进行加热，启动检测装置；步骤04：打开翻转孔板，模拟干馏炉本体进行卸料，打开封盖将半焦取出；步骤05：关闭干馏介质罐、熄焦介质罐和干馏介质加热装置，关闭翻转孔板。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置按照相似原理，可较准确地模拟工业生产实践中的干馏和熄焦的工艺过程，可模拟内热式干馏炉内煤经历的完整过程，包括干馏温度、介质组成等参数的变化，可对获得不同干馏条件下半焦、焦油和煤气样品进行产品组成和性能的在线和离线分析检测，可模拟不同熄焦气体对半焦的冷却过程，获得干法熄焦的工艺参数，其获得的实验数据可以有效指导工业生产的设备和工艺的改进，也有利于工业生产规避可能出现的风险。本专利技术的实验装置的模拟干馏炉本体竖直放置，实验装置中的加压盖在其自重的作用下，可实现对模拟干馏炉本体上端口的密封；煤样受热后，其内的挥发分及焦油不断析出，挥发分与熄焦气体和干馏气体形成混合煤气，混合煤气的组分是不断变化的，混合煤气可从加压盖上的煤气出口流出，通过管路进入检测装置和燃烧装置，通过检测装置可对混合煤气的成分进行实时监测，通过燃烧装置可对混合煤气进行二次利用，防止煤气浪费，避免煤气污染环境；熄焦介质自熄焦介质罐经管路输送后，通过熄焦介质入口进入模拟干馏炉本体参与熄焦过程，熄焦介质被半焦加热后参与干馏过程，干馏介质自干馏介质罐经干馏介质加热装置加热后，通过干馏介质入口进入模拟干馏炉本体参与干馏过程；翻转孔板用来控制模拟干馏炉本体的卸料，翻转孔板闭合时可阻止未干馏的煤样下落，翻转孔板打开时模拟干馏炉本体完成卸料；封盖闭合，可防止温度较高的半焦卸出，封盖打开，可将冷却的半焦卸出，为了便于半焦的收集，模拟干馏炉本体的下端出口处设置缩口结构。进一步地，通过加热筒内的多个电阻加热丝可快速加热干馏介质；通过在加热筒内设置多个耐火球和第一隔热保温层，可提高加热筒的保温能力，减少电能的消耗；通过在加热筒内设置第一耐火材料层，可防止隔热保温层被加热筒内的高温干馏介质烫坏，提高加热筒的使用寿命。进一步地，通过温度控制器可以实时控制模拟干馏炉本体内干馏介质的温度，可提高实验装置的实验精确度。进一步地，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，包括：模拟干馏炉本体(1)，所述模拟干馏炉本体(1)的上端口设置有加压盖(2)，所述加压盖(2)上设置有煤气出口(3)，所述煤气出口(3)通过管路与煤气冷却及焦油捕收系统(4)的入口连通，所述煤气冷却及焦油捕收系统(4)的出口通过管路分别与检测装置(5)和燃烧装置(6)连通，所述模拟干馏炉本体(1)内设置有翻转孔板(7)，模拟干馏炉本体(1)位于翻转孔板(7)下部的侧壁上设置有熄焦介质入口(8)和干馏介质入口(9)，所述熄焦介质入口(8)通过管路与熄焦介质罐相连通，所述干馏介质入口(9)与干馏介质加热装置(10)的出口相连接，所述干馏介质加热装置(10)的入口通过管路与干馏介质罐相连通，所述模拟干馏炉本体的下端口设置有封盖(12)。

【技术特征摘要】
1.一种内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，包括：模拟干馏炉本体(1)，所述模拟干馏炉本体(1)的上端口设置有加压盖(2)，所述加压盖(2)上设置有煤气出口(3)，所述煤气出口(3)通过管路与煤气冷却及焦油捕收系统(4)的入口连通，所述煤气冷却及焦油捕收系统(4)的出口通过管路分别与检测装置(5)和燃烧装置(6)连通，所述模拟干馏炉本体(1)内设置有翻转孔板(7)，模拟干馏炉本体(1)位于翻转孔板(7)下部的侧壁上设置有熄焦介质入口(8)和干馏介质入口(9)，所述熄焦介质入口(8)通过管路与熄焦介质罐相连通，所述干馏介质入口(9)与干馏介质加热装置(10)的出口相连接，所述干馏介质加热装置(10)的入口通过管路与干馏介质罐相连通，所述模拟干馏炉本体的下端口设置有封盖(12)。2.根据权利要求1所述的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，所述干馏介质加热装置(10)为内腔截面为圆形或者方形的加热筒，所述加热筒的内壁上由外至内依次设置有第一隔热保温层和第一耐火材料层，所述加热筒的内部设置有多个电阻加热丝和多个耐火球。3.根据权利要求2所述的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，还包括温度控制器(13)，模拟干馏炉本体(1)位于翻转孔板(7)下部的侧壁上设置有温度检测装置(14)，所述温度检测装置(14)的测试端伸入所述模拟干馏炉本体(1)的内腔，所述温度检测装置(14)的信号输出端与所述温度控制器(13)的信号接收端相连，所述温度控制器(13)的信号输出端与电阻加热丝的开关相连。4.根据权利要求1所述的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，还包括操作杆，所述模拟干馏炉本体(1)的侧壁上设置有通孔，所述操作杆的一端穿过所述通孔与翻转孔板(7)固定连接，所述操作杆的另一端设置有手柄，所述翻转孔板(7)上设置有配重块，所述翻转孔板(7)的尺寸与所述模拟干馏炉本体(1)的内径尺寸相匹配。5.根据权利要求1所述的内热式中低温干馏炉的热态模拟实验装置，其特征在于，还包括：第一配气器(15)，所述第一配气器(15)的出口通过管路与所述熄焦介质入口(8)相连通，所述第一配气器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊学，邹冲，马成，胡冰，刘军利，唐雯聃，施瑞盟，何江勇，康毅，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61