一种超细粉快速热解装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种超细粉快速热解装置，包括：炉体和蓄热式辐射管，其中，所述蓄热式辐射管沿竖直方向设置于所述炉体的内腔，所述蓄热式辐射管包括：中心蓄热式辐射管和圆周层蓄热式辐射管，其中，所述中心蓄热式辐射管设置于所述内腔的中部，所述圆周层蓄热式辐射管围绕所述中心蓄热式辐射管呈圆周布置，且所述圆周层蓄热式辐射管包括：多根蓄热式辐射管，相邻两根蓄热式辐射管具有相同的圆心夹角。本实用新型专利技术能够高效处理超细粉煤种，能够有效地处理黏粘性易结焦的煤种，拓宽了煤种的适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种超细粉快速热解装置
本技术创造属于煤化工、化石燃料热解
，涉及一种超细粉快速热解装置，以制取焦油、热解气和半焦。
技术介绍
我国的能源结构现状是富煤、贫油、少气，当今世界油气资源逐渐减少，日渐匮乏，我国油气资源短缺尤为严重，大量的油气资源依赖进口。油气资源匮乏严重制约着我国经济和社会发展，同时大量化石燃料的燃烧，又带来严重的环境问题，如粉尘，PM2.5、酸雨、温室气体等；大力发展煤制油、煤制气技术、热解、气化、液化技术等，一方面能有效地缓解我国油气资源短缺，严重依赖进口的窘迫局面；另一方面减少煤等化石燃料的利用，可有效的解决环境污染问题。目前，为实现低阶煤等含碳燃料的高效清洁转化利用，已开发出多种综合煤化工技术，粉煤快速热解技术就是其中之一。粉煤快速热解技术较已有的热解技术相比，解决了粉状物料无法利用的难题，粉煤快速热解技术主要有气体热载体和固体热载体两种加热方式，但以气体为热载体的炉型，因冷凝回收系统庞大，热解气热值低，焦油收率低等问题，难以进一步推广示范；以固体为热载体的炉型，则存在原料和热载体均匀混合，分离等问题，而限制了其进一步发展。现有的蓄热式快速热解炉采用蓄热式辐射管作为热源，做到了温度可以单独控温，能实现装置顺利运行，但是也还有着缺陷，例如所选用的煤种范围有限，只能选取长焰煤、褐煤等不黏结煤种，对高黏粘性的煤种的适应性差，高温下黏结性煤更易结焦，结焦会使热解炉效率降低，缩短热解炉使用寿命；同时由于现有蓄热式快速热解炉内的辐射管普遍采用横向布置，辐射管数量较多，而结焦易成灰渣大块，结焦若熔合成大块时，因重力从上部落下，会下落砸到下方布置的辐射管，不仅会影响到已有的温度场均匀性，还会造成加剧辐射管的冲击磨损，长时间运行有可能使辐射管漏气，带来安全隐患；另外现有热解炉不能承压等，造成设备占地大，热解气和半焦产率低等问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种超细粉快速热解装置，该装置结构简单，安装方便，为能够高效处理超细粉煤种的快速热解炉型，能够有效地处理黏粘性易结焦的煤种，拓宽煤种的适应性；同时，减少了蓄热式辐射管的使用数量，减少人为操作，装置故障率低，采用辐射管合理布置方式，有效的保证炉内的温度场均匀；此外，快速热解后的半焦可用于电厂锅炉的原料，解决了半焦的处理难题，将炉体设计成加压装备后，增加了半焦产率；而且加压后，气体压力升高，体积减少，所以可以做到装置小型化，极大地减少了后续的尾气净化工艺的流程，降低设备和工艺造价。为至少解决上述技术问题之一，本技术采取的技术方案为：本技术提出了一种超细粉快速热解装置，包括：炉体和蓄热式辐射管，其中，所述蓄热式辐射管沿竖直方向设置于所述炉体的内腔，所述蓄热式辐射管包括：中心蓄热式辐射管和圆周层蓄热式辐射管，其中，所述中心蓄热式辐射管设置于所述内腔的中部，所述圆周层蓄热式辐射管围绕所述中心蓄热式辐射管呈圆周布置，且所述圆周层蓄热式辐射管包括：多根蓄热式辐射管，每相邻两根蓄热式辐射管具有15°-60°的圆心夹角。进一步的，还包括：物料进口、热解气出口和锥形半焦出口，其中，所述物料进口设置于所述炉体的顶部，所述热解气出口设置于所述炉体的中部侧壁上，所述锥形半焦出口设置于所述炉体的底部。进一步的，所述蓄热式辐射管的一端设置在所述物料进口处，另一端设置在所述锥形半焦出口处，便于控制点火。进一步的，所述蓄热式辐射管为直型蓄热式辐射管；所述炉体为圆柱形，其高度为2-10m，物料在所述炉体内的停留时间为2s以上。进一步的，所述圆周层蓄热式辐射管形成的圆的半径为r，所述炉体的半径为R，其中，1/4<r/R<4/5。进一步的，所述圆周层蓄热式辐射管的层数为1-10层，每层之间的间隔距离相等。进一步的，所述圆周层蓄热式辐射管的层数为1-3层。进一步的，所述圆心夹角相同。进一步的，所述中心蓄热式辐射管的外径为10-40cm，所述圆周层蓄热式辐射管的外径为10-60cm。进一步的，所述圆周层蓄热式辐射管的外径为所述中心蓄热式辐射管的外径的1-1.5倍。本技术的有益效果至少包括：1）本技术为一种结构简单，安装方便，能够高效处理超细粉煤种的快速热解炉型；2）本技术能够处理黏粘性易结焦的煤种，拓宽煤种的适应性；3）本技术减少了蓄热式辐射管的数量，减少人为操作，装置故障率低，采用辐射管合理布置方式，有效的保证炉内的温度场均匀；4）本技术炉体设计成承压容器，气体压力升高，体积减少，使得装置小型化，极大地减少了后续的尾气净化工艺的流程，降低设备和工艺造价；5）本技术采用合理的竖管布置，使下端辐射管的磨损量降低至几乎为零，减少了设备维护成本，增加设备使用寿命，带来经济效益；6）本技术采用的煤种有100目-200目之间的细煤种，细煤粉处在高温下在炉内的停留时间很短，在很短的高度内就迅速完成热解反应，降低炉体高度。附图说明图1为本技术装置结构示意图。图2为本技术装置主视图。图3为本技术装置侧视图。图4为本技术蓄热式辐射管布置结构图。其中，炉体1、物料进口101、热解气出口102、锥形半焦出口103、中心蓄热式辐射管2、圆周层蓄热式辐射管3。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面将结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。根据本技术的实施例，图1为本技术装置结构示意图，图2为本技术装置主视图，图3为本技术装置侧视图，参照图1-3所示，本技术所述装置包括：炉体、物料进口、热解气出口和锥形半焦出口和蓄热式辐射管，其中，所述物料进口设置于所述炉体的顶部，所述热解气出口设置于所述炉体的中部侧壁上，所述锥形半焦出口设置于所述炉体的底部。根据本技术的一些实施例，本技术所述半焦出口优选为锥形，排料速度快，避免了产生的半焦在炉内堆积，造成堵塞。根据本技术的一些实施例，本技术所述炉体的横截面可以为圆形或方形，优选为圆形横截面，其高度为2-10m，物料在所述炉体内的停留时间为2s以上；本技术装置充分考虑了物料在高压下的反应效果，将所述炉体的横截面设置成圆形能承受更大压力，本装置的可承受压力为<0.5MPa，但是根据材料要求，可适当提高可承受压力；在常压下，气体密度不变，设置成加压装备后，气体压力升高，体积减少，相当于常压下气体体积的1/5，所以在相同的处理量下可以做到装置小型化，极大地减少了后续的尾气净化工艺的流程，降低设备和工艺造价。根据本技术的一些实施例，炉内压力对煤的热解产率有影响，压力增大焦油产率减少，半焦和热解气产率增加，较多的半焦可选择气力输送方式送入电厂锅炉作为原料，用于锅炉燃烧发电，解决了热解半焦的去路难题；同时压力增加，不仅半焦产率增多，而且其强度也提高，这是因为挥发物析出困难，使液相产物之间作用加强，发展了热缩聚反应，这更加有利于半焦的气力输送或制成型煤外售。根据本技术的实施例，参照图1-3所示，本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细粉快速热解装置，其特征在于，包括：炉体和蓄热式辐射管，其中，所述蓄热式辐射管沿竖直方向设置于所述炉体的内腔，所述蓄热式辐射管包括：中心蓄热式辐射管和圆周层蓄热式辐射管，其中，所述中心蓄热式辐射管设置于所述内腔的中部，所述圆周层蓄热式辐射管围绕所述中心蓄热式辐射管呈圆周布置，且所述圆周层蓄热式辐射管包括：多根蓄热式辐射管，每相邻两根蓄热式辐射管具有15°‑60°的圆心夹角。

【技术特征摘要】
1.一种超细粉快速热解装置，其特征在于，包括：炉体和蓄热式辐射管，其中，所述蓄热式辐射管沿竖直方向设置于所述炉体的内腔，所述蓄热式辐射管包括：中心蓄热式辐射管和圆周层蓄热式辐射管，其中，所述中心蓄热式辐射管设置于所述内腔的中部，所述圆周层蓄热式辐射管围绕所述中心蓄热式辐射管呈圆周布置，且所述圆周层蓄热式辐射管包括：多根蓄热式辐射管，每相邻两根蓄热式辐射管具有15°-60°的圆心夹角。2.根据权利要求1所述的超细粉快速热解装置，其特征在于，还包括：物料进口、热解气出口和锥形半焦出口，其中，所述物料进口设置于所述炉体的顶部，所述热解气出口设置于所述炉体的中部侧壁上，所述锥形半焦出口设置于所述炉体的底部。3.根据权利要求2所述的超细粉快速热解装置，其特征在于，所述蓄热式辐射管的一端设置在所述物料进口处，另一端设置在所述锥形半焦出口处，便于控制点火。4.根据权利要求1所述的超细粉快速热解装置，其特征在于，所述蓄热式辐射管为直型蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏伟，陈水渺，彭丽，湛月平，齐洪民，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11