物料加熱裝置的製作方法
2023-07-02 11:50:16 3
本發明涉及到迴轉窯加熱裝置技術領域，具體涉及到煤或生物質熱解的物料加熱裝置。
背景技術：
在煤的熱解技術領域，煤的中低溫乾餾比較普遍的是內熱式豎爐，內熱式豎爐因其結構簡單、成本低、被廣泛應用，然其最大的缺點是煤氣與焰氣混合在一起，煤氣熱值低，除自身熱解用部分煤氣外，如果不與石灰窯或發電搞聯產，大部分煤氣只有點天燈，不僅造成能源浪費，而且造成較大的環保汙染問題；外熱式爐窯相對較少，公開號為：CN101985558A，煤物質的分解設備的發明專利，該專利 公開了一種煤物質的分解設備，包括一個帶有進料口和出料口的密閉窯體，所述窯體內設置焰氣管道加熱機構，所述焰氣管道加熱機構與窯體內壁之間形成的煤物質推進分解通道，所述窯體上設置與煤物質推進分解通道連通的煤分解氣收集管；公開號為：CN101985565A，煤物質多燃燒器子母管分離設備的發明專利， 該專利公開了一種煤物質多燃燒器子母管分離設備，它包括一個橫向設置的密封迴轉窖體，所述迴轉窖體內設置密排的燃燒器，所述密排燃燒器一端與對應的密排燃氣進氣管和密排空氣進氣管連接，燃氣進氣管在內腔，空氣進氣管在外腔，所述另一端設置密排散熱管，所述密排燃燒器、密排空氣進氣管、密排散熱管與迴轉窖體內壁之間形成的空腔為煤物質推進分離通道，所述迴轉窖體上設置煤分解氣收集管，所述密排散熱管與焰氣匯集管連通，所述焰氣匯集管伸出迴轉窖外；公開號為：CN101985566A，煤物質分解用臥式迴轉設備的發明專利，該專利 公開了一種煤物質分解用臥式迴轉設備，包括一個橫向的密封迴轉窯，所述迴轉窯包括一個進料口、一個出料口，所述迴轉窯內沿窯體方向設置一個燃燒裝置，所述燃燒裝置與迴轉窯內壁之間形成煤物質推進分離通道，所述煤物質推進分離通道與所述進料口和出料口連通，所述迴轉窯上進料口所在端設置煤分離出的燃氣、焦油氣收集管，所述煤分離出的燃氣、焦油氣收集管與煤物質推進分離通道連通，另一端與燃氣除塵液化機構連接。上述三個專利都將煤熱解產生的煤氣與加熱產生廢氣有效的進行了分離，具有節能減排的特點，但這三個專利也有一個共同弱點：燃燒機構或加熱機構設置在窯體內。這一弱點體現在：燃燒狀況難以觀察，燃燒機構難以維修和保養，燃燒介質難以用煤粉，否則，容易堵塞散熱管道。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明的技術方案是：物料加熱裝置，包括迴轉窯、多個熱交換管、熱風罩、高溫氣體輸入機構、廢氣集氣室、廢氣輸出管道，所述迴轉窯有進料端和出料端，所述熱交換管設置在迴轉窯內，沿周向均勻分布多個且鄰近迴轉窯內壁，所述迴轉窯內壁上設置熱交換管支架，所述迴轉窯壁上設置保溫層，所述熱交換管與迴轉窯之間的空間為物料的通道，所述熱風罩設置在迴轉窯殼體外周，所述熱交換管的進氣端與所述熱風罩連通，所述熱交換管與熱風罩連接部位採用彎頭連接，所述彎頭為熱交換管的一部分，所述熱交換管進氣的彎頭端與所述迴轉窯外殼連接，所述熱風罩與迴轉窯外殼圍成一個熱風分配室，所述熱交換管的出氣端與所述廢氣集氣室連通，所述廢氣集氣室與所述廢氣輸出管道連通，所述廢氣收集室設置在迴轉窯進料端，所述熱風罩與所述高溫氣體輸入機構連通，所述熱風罩與所述迴轉窯外殼之間的外側設置密封機構。
所述迴轉窯內壁設置保溫層,所述熱交換管進氣彎頭端與所述迴轉窯外殼連接部位所形成的局部迴轉窯內壁不設置保溫層。
優化地，所述迴轉窯外殼的外側設置了隔熱環，所述隔熱環與所述迴轉窯的外殼設置有隔熱的空氣間隙，所述空氣間隙與大氣相通，起到冷卻隔熱環與對應的迴轉窯外殼，所述熱交換管的彎頭端貫穿迴轉窯的外殼與所述隔熱環連接，所述熱風罩與所述隔熱環圍成一個熱風分配室，所述熱風罩與所述隔熱環所圍成的熱風分配室內側設置耐火材料層。
所述熱交換管的材質為耐熱鋼，優化地，所述耐熱鋼為0Cr25Ni20。
所述熱風罩位於迴轉窯中部靠近出料端。
所述熱交換管從熱風罩部位直接向迴轉窯進料端方向布置。
優化地，所述熱交換管也可以先向出料端布置一段，然後再轉彎180℃向進料端方向布置。
所述熱風罩和高溫氣體輸入機構可以為一套，也可以為兩套或三套。
所述迴轉窯設置多個物料溫度檢測裝置、多個熱交換管溫度檢測裝置，通過多個物料溫度檢測和/或多個熱交換管溫度檢測裝置的反饋，控制高溫氣體輸入機構的燃燒和/或迴轉窯的轉速，從而有效控制迴轉窯內的溫度。
本發明的有益效果是：⑴熱風罩設置在迴轉窯殼體外周，熱風罩起到加熱氣體的分配作用，在迴轉窯轉動過程中，與熱風罩連接的各個熱交換管得到的分配熱量基本是一致的，各交換管與物料的熱交換也相應是均勻的，煤熱解在沿著迴轉窯軸線方向的相應區段，熱解程度是一致的，熱交換管內、外所有部位是兩個分開的系統，所以熱解產生的煤氣是不含加熱產生的廢氣，煤氣的熱值相對就高，利用價值高，不會被白白燒掉，就可做到節能減排；還避免了公開號為：CN101985565A，煤物質多燃燒器子母管分離設備的等專利中，因散熱機構與加熱機構都設置在迴轉窯內，造成有些加熱機構能正常加熱，有些加熱機構不能正常加熱，本來散熱機構是為了給物料預熱的，結果造成因有些加熱機構不能正常加熱，反過來散熱機構還要從物料吸熱，設備的有效利用率將顯著下降，散熱管的伸縮不一致，設備內部熱應力大，設備壽命短等缺陷；迴轉窯內壁設置隔熱、保溫層，使迴轉窯熱效率利用高，迴轉窯殼體溫度低，安全可靠。⑵熱風罩不是直接產生熱量的地方，它是由高溫氣體輸入機構燃燒產生的熱量傳遞過來的，高溫氣體輸入機構在窯外，燃燒的狀況容易觀察到，燃燒器相對容易檢修、維護與保養，避免了如公開號為：CN101985565A，煤物質多燃燒器子母管分離設備的等專利不易觀察燃燒狀況和檢修、維護、保養難的現象，且高溫氣體輸入機構不僅可以用氣態，也可以用液態，還可以用固態的煤粉等可燃介質。⑶熱交換管與熱風罩連接部位採用彎頭連接作用：一是為了將兩者不能直接連接通過彎頭，可順利實現連接；二是通過彎頭，高溫氣體平滑地進行90度的轉彎，且90度的彎頭容易實現相差90度位相的加工和現場施工。⑷設置保溫層是為了迴轉窯內的熱量儘量少的向窯殼體傳熱，減少熱量損失，而在所述熱交換管進氣彎頭端與所述迴轉窯外殼連接部位所形成的局部迴轉窯內壁不設置保溫層，是為了熱風分配室向迴轉窯外殼傳遞的熱量，儘快通過物料與外殼進行熱交換，將熱風分配室處的迴轉窯外殼降溫，以增加此處的迴轉窯外殼強度。⑸迴轉窯外殼設置隔熱環的作用是：通過設置隔熱環，熱風罩的熱量不能直接傳遞給窯體外殼，且在隔熱環部位的窯體外殼，在此處得到隔熱環與窯體外殼形成的間隙帶來的空氣或水的冷卻，降低了該部位窯體外殼的溫度，減小高溫對窯體外殼的強度降低作用。⑹熱交換管用0Cr25Ni20耐熱鋼是為了熱交換體系獲得更長的使用壽命。⑺熱風罩與迴轉窯外殼或所述熱風罩與所述隔熱環所圍成的熱分配室內側設置耐火材料，是為了減少熱量損失，同時保護熱風罩、迴轉窯外殼及隔熱環。⑻所述熱交換管先向出料端布置一段，然後再轉彎180℃向進料端方向布置有兩項重要意義：一是有利於煤熱解在迴轉部位，溫度達到較一致的、煤快速熱解的、產油率最高的溫度分布特徵；二是為調節熱風罩所在部位的位置，躲開滾輪部位。⑼熱風罩設置兩個或三個可以實現對迴轉窯的分段加熱，分段控溫。⑽迴轉窯設置多個物料溫度檢測裝置、多個熱交換管溫度檢測裝置，通過多個物料溫度檢測和/或多個熱交換管溫度檢測的反饋，可以控制高溫氣體輸入機構的燃燒和/或迴轉窯的轉速，從而有效控制迴轉窯內的溫度，使之符合工藝要求的溫度。
附圖說明
圖1為實施例中熱風罩與迴轉窯外殼圍成一個熱分配室，熱交換管從熱風罩部位直接向迴轉窯進料端方向布置的示意圖；
圖2為實施例中熱風罩與迴轉窯外殼圍成一個熱分配室，一部分熱交換管從熱風罩部位直接向迴轉窯進料端方向布置，另一部分熱交換管也可以先向出料端布置一段，然後再轉彎180℃向進料端方向布置的示意圖；
圖3為實施例中熱風罩與所述隔熱環圍成一個熱風分配室，熱交換管從熱風罩部位直接向迴轉窯進料端方向布置，兩個熱風罩分段向迴轉窯預熱的示意圖；
圖4為實施例中熱風罩與所述隔熱環圍成一個熱風分配室，一部分熱交換管從熱風罩部位直接向迴轉窯進料端方向布置，另一部分熱交換管也可以先向出料端布置一段，然後再轉彎180℃向進料端方向布置示意圖。
具體實施方式
實施例一：
如圖1所示，一種物料加熱裝置，包括迴轉窯1、多個熱交換管2、熱風罩3、高溫氣體輸入機構4、廢氣集氣室5、廢氣輸出管道6，所述迴轉窯設有進料端7和出料端8，所述熱交換管2設置在迴轉窯1體內，沿周向均勻分布多個，所述熱交換管2與迴轉窯1內腔之間為物料的通道，所述熱風罩3設置在迴轉窯1殼體外周，所述熱交換管2的進氣端與所述熱風罩3連通，所述熱交換管2與熱風罩3連接部位採用彎頭連接，所述彎頭為熱交換管2的一部分，所述熱風罩3與迴轉窯1外殼圍成一個熱風分配室，所述熱交換管2進氣的彎頭端與所述迴轉窯1外殼連接；所述熱交換管2的出氣端與所述廢氣集氣室5連通，所述廢氣集氣室5與所述廢氣輸出管道6連通，所述廢氣收集室5設置在迴轉窯1進料端7，所述熱風罩3與所述高溫氣體輸入機構4連通，所述熱風罩3與所述迴轉窯1外殼之間的外側設置密封機構10，所述迴轉窯1殼體內表面設置保溫層13，而在熱交換管2進氣彎頭端與所述迴轉窯1外殼連接的部位的迴轉窯1殼體內表面不設置保溫層。
所述熱交換管2的材質為耐熱鋼，優化地，所述耐熱鋼為0Cr25Ni20。
所述熱風罩3與迴轉窯2外殼所圍成的熱分配室內側設置耐火材料。
所述熱風罩3位於迴轉窯1中部靠近出料端8。
所述熱交換管2從熱風罩3部位直接向迴轉窯1進料端7方向布置，
所述熱風罩3為一個。
所述迴轉窯1設置多個物料溫度檢測裝置14，通過多個物料溫度檢測裝置14的反饋，可以控制高溫氣體輸入機構4的燃燒，從而有效控制迴轉窯內的溫度，使之符合工藝要求的溫度。
實施例二：
如圖2所示，一種物料加熱裝置，包括迴轉窯1、多個熱交換管2、熱風罩3、高溫氣體輸入機構4、廢氣集氣室5、廢氣輸出管道6，所述迴轉窯1有進料端7和出料端8，所述熱交換管2設置在迴轉窯1體內，沿周向均勻分布多個，所述熱交換管2與迴轉窯2內腔之間為加工物料的通道，所述熱風罩3設置在迴轉窯1殼體外周，所述熱交換管2的進氣端與所述熱風罩3連通，所述熱交換管2與熱風罩3連接部位採用彎頭連接，所述彎頭為熱交換管2的一部分，所述熱風罩3與迴轉窯1外殼圍成一個熱風分配室，所述熱交換管2進氣的彎頭端與所述迴轉窯1外殼連接；所述熱交換管2的出氣端與所述廢氣集氣室5連通，所述廢氣集氣室5與所述廢氣輸出管道6連通，所述廢氣收集室5設置在迴轉窯1的進料端7，所述熱風罩3與所述高溫氣體輸入機構4連通，所述熱風罩3與所述迴轉窯1外殼之間的外側設置密封機構10，所述迴轉窯1殼體內表面設置保溫層13，所述迴轉窯1殼體內表面設置保溫層13，而在熱交換管2進氣彎頭端與所述迴轉窯1外殼連接的部位的迴轉窯1殼體內表面不設置保溫層。
所述熱交換管2的材質為耐熱鋼，優化地，所述耐熱鋼為0Cr25Ni20。
所述熱風罩3與所述迴轉窯1外殼所圍成的熱分配室內側設置耐火材料。
所述一部分熱交換管2從熱風罩3部位直接向迴轉窯1進料端7方向布置，所述另一部分熱交換管2先向出料端8布置一段，然後再轉彎180℃向進料端7方向布置。
所述熱風罩3為一個。
所述迴轉窯1設置多個物料溫度檢測裝置14、多個熱交換管溫度檢測裝置15，通過多個物料溫度檢測裝置14和多個熱交換管溫度檢測裝置15的反饋，可以控制高溫氣體輸入機構的燃燒和迴轉窯的轉速，從而有效控制迴轉窯內的溫度，使之符合工藝要求的溫度。
實施例三：
如圖3所示，物料加熱裝置，包括迴轉窯1、多個熱交換管2、熱風罩3、高溫氣體輸入機構4、廢氣集氣室5、廢氣輸出管道6，所述迴轉窯有進料端7和出料端8，所述熱交換管2設置在迴轉窯1體內，沿周向均勻分布多個，所述熱交換管2與迴轉窯2內腔之間為物料的加熱通道，所述熱風罩3設置在迴轉窯1殼體外周，所述熱交換管2的進氣端與所述熱風罩3連通，所述熱交換管2與熱風罩3連接部位採用彎頭連接，所述彎頭為熱交換管2的一部分，所述熱交換管2的出氣端與所述廢氣集氣室5連通，所述廢氣集氣室5與所述廢氣輸出管道6連通，所述廢氣收集室5設置在迴轉窯1進料端7，所述熱風罩3與所述高溫氣體輸入機構4連通，所述熱風罩3與所述迴轉窯1外殼之間的外側設置密封機構10，所述迴轉窯1殼體內表面設置保溫層13。
所述迴轉窯1外殼的外側設置了隔熱環11，所述隔熱環11與所述迴轉窯1體的外殼設置有隔熱的空氣間隙12，所述空氣間隙12與大氣相通，起到冷卻隔熱環11與對應的迴轉窯1體外殼，所述熱交換管2的彎頭端貫穿迴轉窯1的外殼與所述隔熱環11連接，所述熱風罩3與所述隔熱環11圍成一個熱風分配室。
所述熱交換管2的材質為耐熱鋼，優化地，所述耐熱鋼為0Cr25Ni20。
所述熱風罩3與所述隔熱環11所圍成的熱分配室內側設置耐火材料。
所述熱交換管2從熱風罩3部位直接向迴轉窯1進料端7方向布置。
所述熱風罩3為兩個，分段向迴轉窯供熱。
所述迴轉窯1設置多個物料溫度檢測裝置 14、多個熱交換管溫度檢測裝置15，通過多個物料溫度檢測裝置14或多個熱交換管溫度檢測裝置15的反饋，可以控制高溫氣體輸入機構的燃燒或迴轉窯的轉速，從而有效控制迴轉窯內的溫度，使之符合工藝要求的溫度。
實施例四：
如圖4所示，物料加熱裝置，包括迴轉窯1、多個熱交換管2、熱風罩3、高溫氣體輸入機構4、廢氣集氣室5、廢氣輸出管道6，所述迴轉窯有進料端7和出料端8，所述熱交換管2設置在迴轉窯1體內，沿周向均勻分布多個，所述熱交換管2與迴轉窯2內腔之間為物料的通道，所述熱風罩3設置在迴轉窯1殼體外周，所述熱交換管2的進氣端與所述熱風罩3連通，所述熱交換管2與熱風罩3連接部位採用彎頭連接，所述彎頭為熱交換管2的一部分，所述熱交換管2的出氣端與所述廢氣集氣室5連通，所述廢氣集氣室5與所述廢氣輸出管道6連通，所述廢氣收集室5設置在迴轉窯1進料端7，所述熱風罩3與所述高溫氣體輸入機構4連通，所述熱風罩3與所述迴轉窯1外殼之間的外側設置密封機構10，所述迴轉窯1殼體內表面設置保溫層13。
所述迴轉窯1外殼的外側設置了隔熱環11，所述隔熱環11與所述迴轉窯1體的外殼設置有隔熱的空氣間隙12，所述空氣間隙12與大氣相通，起到冷卻隔熱環11與對應的迴轉窯1體外殼，所述熱交換管2的彎頭端貫穿迴轉窯1的外殼與所述隔熱環11連接，所述熱風罩3與所述隔熱環11圍成一個熱風分配室。
所述熱交換管2的材質為耐熱鋼，優化地，所述耐熱鋼為0Cr25Ni20。
所述熱風罩3與所述隔熱環11所圍成的熱分配室內側設置耐火材料。
所述一部分熱交換管2從熱風罩3部位直接向迴轉窯1進料端7方向布置，所述另一部分熱交換管2先向出料端8布置一段，然後再轉彎180℃向進料端7方向布置。
所述迴轉窯設置多個物料溫度檢測裝置14、多個熱交換管溫度檢測裝置15，通過多個物料溫度檢測裝置和多個熱交換管溫度檢測裝置的反饋，可以控制高溫氣體輸入機構的燃燒和迴轉窯的轉速，從而有效控制迴轉窯內的溫度，使之符合工藝要求的溫度。
以上所述僅為本發明的若干個實施例，並不以此限制本發明，對熟悉本領域的技術人員，可以根據需要，對本發明的加熱裝置做多種變化、替換和修飾。凡在本發明的精神範圍和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，皆屬本發明權利要求的涵蓋範圍。