新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐的製作方法

2023-05-26 22:00:31

專利名稱：新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於熱裂解原煤製備蘭炭(半焦)的臥置外熱式迴轉炭化半 焦爐。
背景技術：
目前國內用於工業化生產蘭炭(半焦)的方法主要有內熱式直立炭化爐熱裂解制 備蘭炭、外熱式直立炭化爐以及固體熱載體流化床乾餾技術。內熱式直立炭化爐是目前運 用最廣泛，規模最大、最多的一種裂解原煤製備蘭炭的設備，該設備投資少，主體設備結構 簡單，緊湊，便於操作、維護，不足之處為該設備通用的原煤的粒度在20 80mm，實際煤礦 生產中，這樣的塊煤只有30%到40%，將面臨原料供應問題；由於採用內熱式乾餾，煤氣熱 值較低，含氫氣、甲烷較低，氮氣含量過高，達不到化工利用最佳條件，只能當作燃料。要解 決以上問題，就需要一種不受物料粒度影響，生成煤氣純度高的設備。

實用新型內容本實用新型提供了一種在生產蘭炭(半焦)過程中集脫水乾燥、脫吸、乾餾於一體 的全密封的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐。本實用新型在生產時不受物料粒度限制，集 煤的乾燥、脫吸、乾餾於一體；物料的加熱為外熱式間接加熱，熱風不需進入筒體內與物料 接觸，因而沒有大量惰性氣體混入，因此生成的煤氣純度較高，提高了煤氣利用價值。本實用新型的技術解決方案是一種外熱式迴轉炭化半焦爐，包括傳動裝置(1)、 進料裝置(2)、大齒圈(5)、筒體(6)、滾圈1(7)、夾套密封1(8)、夾套密封11(50)、夾套 I (9)、夾套II (49)、滾圈II (12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、託輪裝置(17)、擋 託輪裝置(20)，筒體(6)兩端設有擋託輪裝置(20)和託輪裝置(17)，筒體(6)上設有設有 兩個或多個滾圈1、11(7、12)，筒體(6)兩端的滾圈1(7)和滾圈11(12)分別由擋託輪裝置 (20)和託輪裝置(17)支撐，傳動部分包括傳動裝置(1)和大齒圈(5)，大齒圈(5)設置在筒 體(6)前端，大齒圈(5)與傳動裝置(1)上的小齒輪(42)嚙合傳動；筒體(6)分為乾燥段 (46)和乾餾段(47)，筒體(6)前端設有進料裝置(2)，進料裝置(2)上設有進料溜管(4)、 出氣口(3)和進料密封(45)，筒體(6)內前端設有一組導料螺旋板(44)，筒體(6)內乾燥 段(46)和乾餾段(47)之間設有隔板(48)，筒體(6)後端設有出料箱(14)，出料箱(14)上 設有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撐，出料箱(14)與筒體(6)之間設有出料密 封(13)，筒體(6)外部設有由夾套密封I、II (8、50)和夾套I、II(9、49)組成的加熱裝置。筒體(6)內乾燥段(46)和乾餾段(47)內設有交錯布置的高低兩種升舉式抄板I、 11(21、22)，抄板1、11(21、22)的折邊方向與筒體(6)旋轉方向相反，抄板I、II (21、22)與 筒體(6)之間設有加強筋板(23)。筒體(6)的出料端設有出料短節(26)，出料短節(26) —部分伸入筒體(6)內，出 料短節(26)在筒體(6)外部分通過出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒體(6)與出料短 節(26)之間設有抄料板I (24)和抄料板II (34)，出料短節(26)內設有多頭螺旋(25)。[0007]筒體(6)內的乾燥段(46)和乾餾段(47)設置有一排多個高敏感熱電偶(39)，通 過陶瓷纖維導線(40)連接至筒體(6)上的無線信號發射器(41)上，無線信號發射器(41) 連接中控系統。所述的進料密封(45)和出料密封(13)由下述部分構成筒體(6)的尾部端板 (39)上設有動環支撐架(33)，動環支撐架(33)上設有動環(32)，靜環支撐架(30)上設有 靜環(31)，動環(32)與靜環(31)構成機械密封，靜環(31)和動環(32)均為雙密封面，在 兩密封面之間設有溝槽，靜環(31)和動環(32)貼合後形成氣腔(37)，靜環(31)上設有充 氣孔(35)，氣腔(37)內通入惰性氣體，靜環(31)兩側設有加油孔(36)，靜環(31)端面設有 油槽(38)，靜環支撐架(30)上設有用來壓緊靜環(31)的多個氣缸(28)，靜環支撐架(30) 和出料箱(14)間設有波紋膨脹節(29)來調整因筒體受熱產生的軸向伸長；出料密封(13) 與出料短節(26)間設有隔熱層(27)。夾套密封I⑶和夾套I (9)構成乾燥段(46)加熱裝置，夾套密封I⑶設在夾套 1(9)兩端，夾套密封II (50)和夾套II (49)構成乾餾段(47)加熱裝置，夾套密封II (50)設 在夾套11(49)兩端，在兩種夾套I9、II49內設置多個擋風板(10)將各夾套19、1149分成 數個加熱段，在每段上均設有進風口(19)和出風口(11)，兩種夾套I9、II49底部均設有多 組支座(18)支撐。本實用新型在爐頭和爐尾採用波紋膨脹節、機械密封等多種密封組合，使設備具 有良好的密封性；加熱系統根據物料不同階段加熱的溫度、風量不同採用分段內保溫夾套， 具有較高的熱利用率；筒體根據加熱溫度和所受彎曲應力的不同採用不同材料和不同厚 度，筒體內採用與筒體旋轉方向相反的高低兩種抄板，攪動物料，以增大換熱面積，使物料 均勻受熱升溫，同時保證物料不被揚起，減低破碎率。本實用新型具有以下優點1)外熱式迴轉炭化半焦爐在生產時不受物料粒度限制，大大擴大了半焦(蘭炭) 生產中原料的來源，使煤的利用率大大提高。2)外熱式迴轉炭化半焦爐的加熱為外熱式間接加熱，因而沒有大量惰性氣體混 入，生成的煤氣純度較高，提高了煤氣利用價值。3)加熱系統採用分段內保溫夾套，同時配以結構合理的夾套密封，大大提高了熱 利用率。4)筒體內抄板的折邊方向與筒體旋轉方向相反，即可起到翻動物料的作用，以保 證物料受熱升溫均勻，還可以防止由於抄板揚料太高，物料下落後破碎。5)在設備爐頭和爐尾採用波紋膨脹節、機械密封等多種密封組合，使設備具有良 好的密封性，減少了環境汙染，保證了設備運行的安全性。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖視結構示意圖，即抄板布置結構示意圖。圖3為筒體尾部出料及密封結構示意圖。圖4為圖3局部B放大結構示意圖。圖5為筒體前端導料螺旋板分布示意圖。
具體實施方式
新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐包括傳動裝置1、進料裝置2、大齒圈5、筒體6、滾 圈I 7、夾套密封I 8、夾套密封II 50、夾套I 9、夾套II 49、滾圈II 12、出料密封13、出料 箱14、支架16、託輪裝置17、擋託輪裝置20等部件組成。本實用新型的主體為筒體6，筒體6分為乾燥段46和乾餾段47，根據筒體長度及 所受彎曲應力，在筒體6上設置兩個或多個滾圈17、1112，為了儘可能大的增大加熱面積， 並使物料加熱能連續進行，滾圈I 7和滾圈II 12中的一個設置在筒體6兩端，滾圈I 7和 滾圈II 12分別由擋託輪裝置20和託輪裝置17支撐；大齒圈5設置在滾圈I 7前端，其通 過與傳動裝置1上的小齒輪42嚙合傳動，帶動筒體6及其上部件轉動；筒體6前端為進料 裝置2，其上設有進料溜管4、出氣口 3、進料密封45等；筒體6後端為出料箱14，其上設有 出料口 15 ；出料箱14由支架16支撐；出料箱14與筒體6之間為出料密封13 ；筒體6外部 為由夾套密封18、1150和夾套19、1149組成的加熱裝置。由於筒體6根據工藝要求分為乾燥段46和乾餾段47，且各段物料所需加熱溫度、 風量不同，因而筒體6根據不同區段的溫度要求採用不同材料製造，在溫度較高處採用耐 高溫的特殊材料製造，可以承受800°C的高溫加熱，同時在筒體最大彎曲應力段對筒體厚度 進行適當的加厚，筒體6採用不等厚設計；在筒體6內的前端設置有一組導料螺旋板44，用 來將從進料溜管4送入物料迅速推入乾燥段46，避免物料在筒體6前端堆積，在筒體6乾燥 段46和乾餾段47內設置兩種升舉式抄板I 21、II 22，一種為高度較高的抄板I 21，一種 為高度較低的抄板II 22，兩種抄板I 21、11 22交錯布置，抄板I 21、11 22的折邊方向與 筒體6旋轉方向相反，在抄板I 21、抄板II 22與筒體6之間均布置有加強筋板23，以保證 抄板I 21、II 22不變形、不脫焊；筒體6內乾燥段46和乾餾段47之間由隔板48分開，以 保證物料在乾燥段46的高度；在筒體6的出料端設置出料短節26，其一部分伸入筒體6內， 筒體6外部分通過出料密封13伸入出料箱14，在筒體6與出料短節26之間設有抄料板I 24和抄料板II 34，出料短節26內設有多頭螺旋25 ；為了準確測量筒體6內物料的溫度， 在每個加熱段均設置有一排多個高敏感熱電偶39，通過與其連接的陶瓷纖維導線40，將溫 度信號送至安裝在大齒圈5和滾圈I 7之間的無線信號發射器41上，由無線信號發射器41 將溫度值送至中控系統。進料密封45和出料密封13均採用以波紋膨脹節、機械密封等多種密封組合結構， 其中機械密封為動靜環式的雙密封面結構。在出料密封13中動環支撐架33焊接在筒體6 尾部端板43上，動環32通過螺栓連接到動環支撐架33上，靜環31通過螺栓連接在靜環支 撐架30上；靜環31和動環32均為雙密封面，在兩密封面之間有一溝槽，靜環31和動環32 貼合後形成氣腔37，在靜環31兩側開有加油孔36，密封面上開有一圈油槽38，以保證由潤 滑系統自動供給的潤滑脂使靜環31與動環32兩密封面之間具有良好的潤滑，同時在靜環 31上開設充氣孔35，可向氣腔37內通入惰性氣體；靜環支撐架30上裝有用來壓緊靜環31 的多個氣缸28，靜環支撐架30和出料箱14間有波紋膨脹節29來調整因筒體受熱產生的軸 向伸長；由於出料溫度過高，在出料密封13與出料短節26間設有隔熱層27。夾套密封I 8和夾套I 9構成乾燥段46加熱裝置，夾套密封I 8設在夾套I 9兩 端，夾套密封II 50和夾套II 49構成乾餾段47加熱裝置，夾套密封II 50設在夾套II 49兩端。兩種夾套18、119均採用內保溫結構，由於乾燥段46和乾餾段47溫度要求不同，夾 套I 9保溫層和襯層選用耐溫度較低的材料，夾套II 49保溫層和襯層選用耐溫度較高的 材料；在兩種夾套18、119內設置多個擋風板10將各夾套18、119分成數個加熱段，在每段 上均設有進風口 19和出風口 11，該結構極大地方便了對每個加熱段溫度、風量的控制；兩 種夾套18、119底部均設有多組支座18支撐。兩種夾套密封18、1150均採用雙層石墨塊、 雙道盤根的多重密封，根據溫度不同盤根選用不同材料。本實用新型工作原理如下本實用新型運轉時由傳動裝置1上的小齒輪42與筒體6上的大齒圈5嚙合，帶動 筒體6在擋託輪裝置20和託輪裝置17上連續運行，傳動裝置1中的主電機採用變頻調速 電機，可以適應不同工況條件下對轉速要求。其具體工作原理如下當外熱式迴轉炭化半焦爐開始運行，筒體6各區段加熱到要求溫度後，原料煤由 進料溜管4直接送入筒體6前端，在螺旋導料板44的推動下迅速到達乾燥段46，物料在幹 燥段46中經乾燥、脫吸後直接進入乾餾段47，物料在乾餾段47經過一系列複雜的分解、解 聚、縮聚、固化後，生成半焦(蘭炭)，在乾燥、乾餾過程中為了防止由於抄板揚料太高，物料 下落後破碎，筒體6內的抄板I 21、抄板II 22的折邊方向與筒體6旋轉方向相反，抄板I 21,11 22此時只起到翻動物料的作用，以保證物料受熱升溫均勻，生成的半焦(蘭炭)在筒 體6尾部由抄料板I 24、抄料板II 34抄起送入出料短節26，在出料短節26內螺旋25的 推動下進入出料箱14由出料口 15排出進入熄焦工序；乾餾過程中生成的煤氣通過進料裝 置2上的出氣口 3排出進入後序煤氣分離工序。設備在運行時，物料與每個加熱段上的熱電偶39接觸，熱電偶39受熱後，溫度通 過與其連接的陶瓷纖維導線40，將信號送至安裝在筒體6上的無線信號發射器41上，由無 線信號發射器41將溫度值送至中控系統。在乾餾過程中，生成大量易燃易爆的高溫氣體，因而必須將爐內氣體與空氣隔絕， 本實用新型在爐頭和爐尾均採用波紋膨脹節、機械密封等多種密封組合結構。當設備運轉 時，筒體6受熱膨脹，動環32隨著筒體膨脹壓緊靜環31，使動環32和靜環31兩密封面緊密 貼合，同時波紋膨脹節29受壓收縮，來調整補償筒體6受熱伸長的變化量。在筒體穩定後， 靜環支撐架30上氣缸37給靜環31 —定的反方向推力，使靜環31與動環32始終緊貼，在 靜環31兩側開的加油孔36和密封面開的油槽38，保證了由潤滑系統自動供給的潤滑脂在 靜環31與動環32兩密封面之間形成良好的潤滑和密封，同時可通過充氣孔36向氣腔37 內充入一定壓力的惰性氣體(如氮氣)，以保證密封的安全可靠。外部加熱筒體6內物料的熱風，由每段夾套I9、II49上的進風口 19進入筒體6與 夾套I9、II49之間的熱風通道，隨後由出風口 11排出，進入熱循環系統，由於滾圈I 7和滾 圈II 12分布各加熱段兩端，夾套I9、II49為連續夾套，因而可以保證熱風對物料加熱的連續性。
權利要求一種新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，包括傳動裝置(1)、進料裝置(2)、大齒圈(5)、筒體(6)、滾圈I(7)、夾套密封I(8)、夾套密封II(50)、夾套I(9)、夾套II(49)、滾圈II(12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、託輪裝置(17)、擋託輪裝置(20)，筒體(6)兩端設有擋託輪裝置(20)和託輪裝置(17)，筒體(6)上設有兩個或多個滾圈I、II(7、12)，筒體(6)兩端的滾圈I(7)和滾圈II(12)分別由擋託輪裝置(20)和託輪裝置(17)支撐，傳動部分包括傳動裝置(1)和大齒圈(5)，筒體(6)前端設有大齒圈(5)，大齒圈(5)與傳動裝置(1)上的小齒輪(42)嚙合傳動；其特徵在於筒體(6)分為乾燥段(46)和乾餾段(47)，筒體(6)前端設有進料裝置(2)，進料裝置(2)上設有進料溜管(4)、出氣口(3)和進料密封(45)，筒體(6)內前端設有一組導料螺旋板(44)，筒體(6)內乾燥段(46)和乾餾段(47)之間設有隔板(48)，筒體(6)後端設有出料箱(14)，出料箱(14)上設有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撐，出料箱(14)與筒體(6)之間設有出料密封(13)，筒體(6)外部設有由夾套密封I、II(8、50)和夾套I、II(9、49)組成的加熱裝置。
2.如權利要求1所述的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其特徵在於筒體(6)內幹 燥段(46)和乾餾段(47)內設有交錯布置的高低兩種升舉式抄板I、11(21、22)，抄板I、 11(21,22)的折邊方向與筒體(6)旋轉方向相反，抄板I、11(21,22)與筒體(6)之間設有 加強筋板(23)。
3.如權利要求1所述的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其特徵在於筒體(6)的出 料端設有出料短節(26)，出料短節(26) —部分伸入筒體(6)內，出料短節(26)在筒體(6) 外部分通過出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒體(6)與出料短節(26)之間設有抄料板 1(24)和抄料板II (34)，出料短節(26)內設有多頭螺旋(25)。
4.如權利要求1所述的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其特徵在於筒體(6)內的 乾燥段(46)和乾餾段(47)設置有一排多個高敏感熱電偶(39)，通過陶瓷纖維導線(40)連 接至筒體(6)上的無線信號發射器(41)上，無線信號發射器(41)連接中控系統。
5.如權利要求1所述的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其特徵在於所述的進料密 封(45)或出料密封(13)由下述部分構成筒體(6)的端板(43)上設有動環支撐架(33)， 動環支撐架(33)上設有動環(32)，靜環支撐架(30)上設有靜環(31)，動環(32)與靜環 (31)構成機械密封，靜環(31)和動環(32)均為雙密封面，在兩密封面之間設有溝槽，靜環 (31)和動環(32)貼合後形成氣腔(37)，靜環(31)上設有充氣孔(35)，氣腔(37)內通入惰 性氣體，靜環(31)兩側設有加油孔(36)，靜環(31)端面設有油槽(38)，靜環支撐架(30) 上設有用來壓緊靜環(31)的多個氣缸(28)，靜環支撐架(30)和出料箱(14)間設有波紋膨 脹節(29)來調整因筒體受熱產生的軸向伸長；出料密封(13)與出料短節(26)間設有隔熱 層(27)。
6.如權利要求1所述的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其特徵在於夾套密封1(8) 和夾套I (9)構成乾燥段(46)加熱裝置，夾套密封I (8)設在夾套I (9)兩端，夾套密封 II (50)和夾套II (49)構成乾餾段(47)加熱裝置，夾套密封II (50)設在夾套II (49)兩端， 在兩種夾套I、II(9、49)內設置多個擋風板(10)將各夾套Ι、ΙΙ(9、49)分成數個加熱段，在 每段上均設有進風口(19)和出風口(11)，兩種夾套1、11(9、49)底部均設有多組支座(18) 支撐。
專利摘要本實用新型涉及一種用於熱裂解原煤製備蘭炭(半焦)的新型臥置外熱式迴轉炭化半焦爐，其由下述部分構成，筒體分為乾燥段和乾餾段，筒體前端設有進料裝置，筒體後端設有出料箱。出料箱與筒體之間設有出料密封，筒體外部設有由夾套密封I、II和夾套I、II組成的加熱裝置。本實用新型在爐頭和爐尾採用波紋膨脹節、機械密封等多種密封組合，使設備具有良好的密封性；加熱系統根據物料不同階段加熱的溫度、風量不同採用分段內保溫夾套，具有較高的熱利用率；筒體根據加熱溫度和所受彎曲應力的不同採用不同材料和不同厚度，筒體內採用與筒體旋轉方向相反抄板，攪動物料使物料均勻受熱升溫，同時保證物料不被揚起，減低破碎率。
文檔編號C10B53/04GK201665655SQ20102016133
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者何建祥, 劉明會, 許澤華 申請人:西安三瑞實業有限公司