一种带有干熄装置的电加热干馏炉

申请号 CN202310478986.2 申请日 2023-04-28 公开(公告)号 CN116515501A 公开(公告)日 2023-08-01
申请人 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司; 发明人 郝传松; 康婷;
摘要 本 发明 涉及一种带有干熄装置的电加热干馏炉,包括电加热干馏炉,所述电加热干馏炉是由多个干馏炉并排组成的炉组;每个干馏炉均从上到下依次设置有炉顶区、存料区、干馏区、冷却区及落料区;炉顶区设装 煤 装置及煤气导出装置;干馏区包括多个干馏室,每个干馏室的 侧壁 内均设有测温装置及电加热装置;冷却区包括多个冷却室,每个冷却室内设有多个低温载气通道。本发明采用间接电加热,结合测温装置和低温载气冷却装置耦合控制,实现低阶煤干馏加热的精准控制,提高了干馏固体产品的 质量 ;干馏炉下部设置干熄装置对干馏固体进行热量回收,干熄装置采用低温载气作为冷源,有利于降低装置的整体功耗。
权利要求

1.一种带有干熄装置的电加热干馏炉,包括电加热干馏炉,所述电加热干馏炉是由多个干馏炉并排组成的炉组;相邻2个干馏炉之间通过干馏炉端墙分隔;其特征在于,每个干馏炉均从上到下依次设置有炉顶区、存料区、干馏区、冷却区及落料区;所述炉顶区设装装置及煤气导出装置;所述干馏区包括多个干馏室,每个干馏室的侧壁内均设有测温装置及电加热装置;所述冷却区包括多个冷却室,每个冷却室内设有多个低温载气通道。
2.根据权利要求1所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述冷却区由冷却区分隔墙分割成多个冷却室,每个冷却室内设置多个不同高度的低温载气通道,低温载气通道沿干馏炉横向通长设置,低温载气通道的入口连接外部的低温载气管道。
3.根据权利要求1或2所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述低温载气通道的上部为向上收缩的锥形结构;低温载气通道由金属材料制成,低温载气通道的上部两侧开设多个低温载气出口;所述低温载气管道为低温煤气管道或低温惰性气体管道,低温载气管道上设控制
4.根据权利要求1所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述煤气导出装置包括平行设置的多个横向煤气收集帽及多个纵向煤气收集风帽,横向煤气收集风帽与纵向煤气收集风帽在相交处连通,纵向煤气收集风帽的顶部与煤气导出管的一端连通;干馏炉的顶部由炉顶密封板封闭,煤气导出管的另一端穿出炉顶密封板后连接外部的煤气输送管道。
5.根据权利要求4所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述横向煤气收集风帽的横截面与纵向煤气收集风帽的横截面均为倒V字形;横向煤气收集风帽的高度及开口面积小于纵向煤气风帽的高度及开口面积;横向煤气收集风帽的下沿与纵向煤气收集风帽的下沿平齐。
6.根据权利要求1所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述装煤装置为多通道装煤溜槽,装煤装置的顶部设一个装煤口,装煤口通过若干个溜槽通道与存料区相连。
7.根据权利要求1所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述存料区与干馏区共同组成干馏炉本体,干馏炉本体由耐火砖砌筑而成或者由不定型耐火材料浇筑而成;所述干馏区由若干道干馏室主墙及若干道干馏室分隔墙分隔为若干个干馏室;干馏室的上方一一对应地设置横向煤气收集风帽;干馏室分隔墙沿干馏炉纵向通长设置,干馏室分隔墙的两端分别连接对应端的干馏炉端墙;干馏室主墙沿干馏炉横向设置,干馏室主墙的两端分别连接对应的干馏室分隔墙,或者干馏室主墙的一端与干馏室分隔墙相连,另一端连接对应的干馏炉侧壁;干馏室主墙的底面即为干馏室的底面,部分干馏室主墙的底部与冷却区分隔墙相连,其余干馏室主墙的底部设主墙支撑拱;干馏室分隔墙的底面与干馏炉的底面平齐,低温载气通道自干馏室分隔端穿过;干馏室主墙内、干馏炉端墙内均沿高向设置多个测温孔及多个加热孔;测温孔用于安装测温装置,加热孔用于安装电加热装置。
8.根据权利要求7所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述干馏室主墙的顶部、干馏室分隔墙的顶部均具有向上收窄的楔形结构。
9.根据权利要求7所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,所述测温装置为热电偶式测温装置或红外测温装置;所述电加热装置为金属电加热丝。
10.根据权利要求1所述的一种带有干熄装置的电加热干馏炉,其特征在于,还包括控制系统;所述电加热装置、测温装置分别连接控制系统,控制系统另外连接与低温载气通道相连的低温载气管道上的控制阀

说明书全文

一种带有干熄装置的电加热干馏炉

技术领域

[0001] 本发明涉及低阶籽干馏技术领域,尤其涉及一种带有干熄装置的电加热干馏炉。

背景技术

[0002] 我国的能源结构中煤炭比重较大,而在大规模机械化采煤生产中,粒度为30mm以下的低阶粉煤占比超过一半。低阶粉煤因分高、发热量低、挥发分低和粘结性差等缺点,使其综合利用受到了很大限制。目前最常见的低阶粉煤利用方式是直接燃烧发电,不仅浪费了大量的能源资源,还增加了下游环保处理系统的压
[0003] 传统低阶煤干馏炉采用热煤气作为热源直接加热籽煤,煤热解得到固体产品为半焦或兰炭,气体产品为焦油煤气混合物。传统内热式干馏炉的生产稳定性差,干馏区的温度控制复杂,热源的稳定控制成为影响产品质量的重要因素。
[0004] 申请公布号为CN115838599A的中国专利申请公开了“一种带水冷装置的电加热干馏炉”,所述电加热干馏炉是由多个干馏炉组成的炉组;每个干馏炉均包括从上到下依次设置的炉顶区、存料区、干馏区及冷却区;其中,所述炉顶区设装煤装置及煤气导出装置;所述干馏区包括多个干馏室,每个干馏室的侧壁内均设有测温装置及电加热装置;所述冷却区设有水冷装置。其采用电加热装置进行间接加热,结合测温装置实现干馏区温度的精准控制;干馏炉底部设水冷装置对干馏固体产品进行热量回收,整体能耗低,热回收效率高,干馏固体产品的质量好。
[0005] 带有水冷装置的电加热干馏炉的冷却装置,换热方式为间接式水冷壁式换热器,水冷壁内的水升温后直接与蒸汽轮机相连进行发电;结构上,水冷壁式换热器为中空的箱体结构,干馏段的干馏室主墙砌体直接坐在水冷壁换热器的竖直水冷壁上,干馏固体产品从水冷换热管中部自上而下流动;整个电加热干馏炉内的压力场均匀稳定;带有水冷装置的电加热干馏炉工艺流程简单,但回收热量效率低。
[0006] 而本发明所述一种带有干熄装置的电加热干馏炉,换热方式为低温载气的直接接触式换热,吸收了干馏固体产品显热的低温载气温度上升,干馏固体产品温度下降,升温后的低温载气与干馏段产生的荒煤气一起上升从炉顶采取气相产品;结构上干馏室主墙下部悬空,坐在主墙支撑拱之上,低温载气从冷却区下部高压供入炉内;整个干馏炉内操作压力为正压,从下至上减小,炉顶区压力为微正压,与带有水冷装置的电加热干馏炉相比,带有干熄装置的电加热干馏炉换热效率更高。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种带有干熄装置的电加热干馏炉,采用间接电加热,结合测温装置和低温载气冷却装置耦合控制,实现低阶煤干馏加热的精准控制,提高了干馏固体产品的质量;干馏炉下部设置干熄装置对干馏固体进行热量回收,干熄装置采用低温载气作为冷源,有利于降低装置的整体功耗。
[0008] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
[0009] 一种带有干熄装置的电加热干馏炉,包括电加热干馏炉,所述电加热干馏炉是由多个干馏炉并排组成的炉组;相邻2个干馏炉之间通过干馏炉端墙分隔;每个干馏炉均从上到下依次设置有炉顶区、存料区、干馏区、冷却区及落料区;所述炉顶区设装煤装置及煤气导出装置;所述干馏区包括多个干馏室,每个干馏室的侧壁内均设有测温装置及电加热装置;所述冷却区包括多个冷却室,每个冷却室内设有多个低温载气通道。
[0010] 所述冷却区由冷却区分隔墙分割成多个冷却室,每个冷却室内设置多个不同高度的低温载气通道,低温载气通道沿干馏炉横向通长设置,低温载气通道的入口连接外部的低温载气管道。
[0011] 所述低温载气通道的上部为向上收缩的锥形结构;低温载气通道由金属材料制成,低温载气通道的上部两侧开设多个低温载气出口;所述低温载气管道为低温煤气管道或低温惰性气体管道,低温载气管道上设控制
[0012] 所述煤气导出装置包括平行设置的多个横向煤气收集帽及多个纵向煤气收集风帽,横向煤气收集风帽与纵向煤气收集风帽在相交处连通,纵向煤气收集风帽的顶部与煤气导出管的一端连通;干馏炉的顶部由炉顶密封板封闭,煤气导出管的另一端穿出炉顶密封板后连接外部的煤气输送管道。
[0013] 所述横向煤气收集风帽的横截面与纵向煤气收集风帽的横截面均为倒V字形;横向煤气收集风帽的高度及开口面积小于纵向煤气风帽的高度及开口面积;横向煤气收集风帽的下沿与纵向煤气收集风帽的下沿平齐。
[0014] 所述装煤装置为多通道装煤溜槽,装煤装置的顶部设一个装煤口,装煤口通过若干个溜槽通道与存料区相连。
[0015] 所述存料区与干馏区共同组成干馏炉本体,干馏炉本体由耐火砖砌筑而成或者由不定型耐火材料浇筑而成;所述干馏区由若干道干馏室主墙及若干道干馏室分隔墙分隔为若干个干馏室;干馏室的上方一一对应地设置横向煤气收集风帽;干馏室分隔墙沿干馏炉纵向通长设置,干馏室分隔墙的两端分别连接对应端的干馏炉端墙;干馏室主墙沿干馏炉横向设置,干馏室主墙的两端分别连接对应的干馏室分隔墙,或者干馏室主墙的一端与干馏室分隔墙相连,另一端连接对应的干馏炉侧壁;干馏室主墙的底面即为干馏室的底面,部分干馏室主墙的底部与冷却区分隔墙相连,其余干馏室主墙的底部设主墙支撑拱;干馏室分隔墙的底面与干馏炉的底面平齐,低温载气通道自干馏室分隔端穿过;干馏室主墙内、干馏炉端墙内均沿高向设置多个测温孔及多个加热孔;测温孔用于安装测温装置,加热孔用于安装电加热装置。
[0016] 所述干馏室主墙的顶部、干馏室分隔墙的顶部均具有向上收窄的楔形结构。
[0017] 所述测温装置为热电偶式测温装置或红外测温装置;所述电加热装置为金属电加热丝。
[0018] 一种带有干熄装置的电加热干馏炉,还包括控制系统;所述电加热装置、测温装置分别连接控制系统,控制系统另外连接与低温载气通道相连的低温载气管道上的控制阀
[0019] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0020] (1)采用电加热装置对籽煤原料进行外部间接加热,通过干馏区不同高度设置的若干低温载气通道,实现不同位置温度的精准控制,同时实现干馏过程与冷却过程的合理匹配;
[0021] (2)测温装置与电加热装置通过控制系统联控制,实现干馏区温度的精准、稳定控制,提高干馏固体产品的质量及干馏炉运行的稳定性;
[0022] (2)干馏炉下部采用低温载气对固体干馏产品进行直接干熄换热,低温载气升温的同时降低固体产品的温度,有利于回收干馏固体产品的热量,降低干馏炉运行能耗,提高干馏运行的经济性。附图说明
[0023] 图1是本发明所述一种带有干熄装置的电加热干馏炉的纵向断面结构图。
[0024] 图2是本发明所述干馏炉的主视剖面图。
[0025] 图3是图2的侧视剖面图。
[0026] 图4是本发明所述干馏炉中干馏区的剖视图。
[0027] 图5是本发明所述干馏炉中冷却区的剖视图。
[0028] 图中:1.干馏炉 11.装煤装置 12.煤气导出管 13.横向煤气收集风帽 14.炉顶密封板 15.纵向煤气收集风帽 21.测温孔 22.加热孔 23.测温装置 24.电加热装置31.干馏室主墙 32.干馏室分隔墙 33.干馏炉端墙 34.主墙支撑拱 35.冷却区分隔墙41.存料区 42.干馏区 43.冷却区 44.落料区 52.低温载气通道入口 53.低温载气通道54.低温载气出口

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
[0030] 如图1~图3所示,本发明所述一种带有干熄装置的电加热干馏炉,包括电加热干馏炉,所述电加热干馏炉是由多个干馏炉1并排组成的炉组;相邻2个干馏炉1之间通过干馏炉端墙33分隔;每个干馏炉1均从上到下依次设置有炉顶区、存料区41、干馏区42、冷却区43及落料区44;所述炉顶区设装煤装置11及煤气导出装置12;所述干馏区42包括多个干馏室,每个干馏室的侧壁内均设有测温装置23及电加热装置24;所述冷却区43包括多个冷却室,每个冷却室内设有多个低温载气通道53。
[0031] 所述冷却区43由冷却区分隔墙35分割成多个冷却室,每个冷却室内设置多个不同高度的低温载气通道53,低温载气通道53沿干馏炉1横向通长设置,低温载气通道53的入口连接外部的低温载气管道。
[0032] 所述低温载气通道53的上部为向上收缩的锥形结构;低温载气通道53由金属材料制成,低温载气通道53的上部两侧开设多个低温载气出口54(如图5所示);所述低温载气管道为低温煤气管道或低温惰性气体管道,低温载气管道上设控制阀。
[0033] 所述煤气导出装置12包括平行设置的多个横向煤气收集风帽13及多个纵向煤气收集风帽15,横向煤气收集风帽13与纵向煤气收集风帽15在相交处连通,纵向煤气收集风帽15的顶部与煤气导出管12的一端连通;干馏炉1的顶部由炉顶密封板14封闭,煤气导出管12的另一端穿出炉顶密封板14后连接外部的煤气输送管道。
[0034] 所述横向煤气收集风帽13的横截面与纵向煤气收集风帽15的横截面均为倒V字形;横向煤气收集风帽13的高度及开口面积小于纵向煤气风帽15的高度及开口面积;横向煤气收集风帽13的下沿与纵向煤气收集风帽15的下沿平齐。
[0035] 所述装煤装置11为多通道装煤溜槽,装煤装置11的顶部设一个装煤口,装煤口通过若干个溜槽通道与存料区41相连。
[0036] 所述存料区41与干馏区42共同组成干馏炉本体,干馏炉本体由耐火砖砌筑而成或者由不定型耐火材料浇筑而成;所述干馏区42由若干道干馏室主墙31及若干道干馏室分隔墙32分隔为若干个干馏室;沿干馏炉1横向,干馏室的上方一一对应地设置横向煤气收集风帽13;干馏室分隔墙32沿干馏炉1纵向通长设置,干馏室分隔墙32的两端分别连接对应端的干馏炉端墙33;干馏室主墙31沿干馏炉1横向设置,干馏室主墙31的两端分别连接对应的干馏室分隔墙32,或者干馏室主墙31的一端与干馏室分隔墙32相连,另一端连接对应的干馏炉侧壁;干馏室主墙31的底面即为干馏室的底面,部分干馏室主墙31的底部与冷却区分隔墙35相连,其余干馏室主墙31的底部设主墙支撑拱34;干馏室分隔墙32的底面与干馏炉1的底面平齐,低温载气通道53自干馏室分隔端32穿过;如图4所示,干馏室主墙31内、干馏炉端墙33内均沿高向设置多个测温孔21及多个加热孔22;测温孔21用于安装测温装置23,加热孔22用于安装电加热装置24。
[0037] 所述干馏室主墙31的顶部、干馏室分隔墙32的顶部均具有向上收窄的楔形结构。
[0038] 所述测温装置23为热电偶式测温装置或红外测温装置;所述电加热装置24为金属电加热丝。
[0039] 一种带有干熄装置的电加热干馏炉,还包括控制系统;所述电加热装置24、测温装置23分别连接控制系统,控制系统另外连接与低温载气通道53相连的低温载气管道上的控制阀。
[0040] 以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0041] 【实施例】
[0042] 如图1‑图5所示,本实施例中,一种电加热干馏炉由4组干馏炉1并排设置组成,相邻的2个干馏炉1之间通过干馏炉端墙33分隔;每个干馏炉1均包括从上至下依次布置的炉顶区、存料区41、干馏区42、冷却区43及落料区44。
[0043] 炉顶区设有装煤装置11及煤气导出装置12,煤气导出装置12包括平行布置的6个横向煤气收集风帽13和2个纵向煤气收集风帽15,横向煤气收集风帽13与纵向煤气收集风帽15在交叉处连通,纵向煤气收集风帽15的顶部与煤气导出管12的一端相连;横向煤气收集风帽13的横截面与纵向煤气收集风帽15的横截面均呈V字形,且开口向下;干馏炉1顶部由炉顶密封板14封闭;煤气导出管12的另一端穿出炉顶密封板14后连接外部的煤气输送管道。
[0044] 本实施例中,装煤装置11为两通道装煤溜槽,两通道装煤溜槽的顶部设一个装煤口,装煤口通过2个溜槽通道与存料区41相连。
[0045] 存料区41与干馏区42共同组成干馏炉本体,本实施例中,干馏炉本体由耐火砖砌筑而成。
[0046] 本实施例中,干馏区42设有1道干馏室分隔墙32、2排干馏室主墙31及4道冷却室分隔墙35,将干馏区分隔为12个干馏室。干馏室分隔墙32沿干馏炉1纵向通长设置;干馏室主墙31在干馏室分隔墙32的两侧各设1排,每排5道;其中2道干馏室主墙31与冷却区的2道冷却区分隔墙35相连。本实施例中,干馏室主墙31的一端与干馏室分隔墙32相连,另一端连接对应侧的干馏炉1侧壁;干馏室主墙31与干馏室分隔墙32将干馏区分隔为多个干馏室,干馏室与上方炉顶区内的横向煤气收集风帽13一一对应设置;干馏室主墙31内沿高向设置多个测温孔21及多个加热孔22,干馏炉端墙33上沿高向对应设置多个测温孔21及多个加热孔22;测温孔21用于安装测温装置23,加热孔22用于安装电加热装置24。
[0047] 本实施例中,测温装置23采用热电偶式测温装置;电加热装置24采用金属电加热丝。
[0048] 本实施例中,冷却区43被4道冷却区分隔墙35分割成6个冷却室,每个冷却室内沿高向设3排低温载气通道53,低温载气通道53的低温载气入口52连接低温载气管道;低温载气通道53的上部为锥形结构;本实施例中,低温载气通道53采用耐热不锈,贯穿整个冷却区分墙35,低温载气通道53上开有多个小孔为低温载气出口54;低温载气为低温煤气,低温载气管道上设控制阀。
[0049] 干馏室主墙31的顶部、干馏室分隔墙32的顶部均具有向上收窄的楔形结构。
[0050] 测温装置23、电加热装置24及低温载气管道上的控制阀分别连接控制系统,通过控制系统联锁控制,实现煤干馏过程及冷却过程温度的精准控制。
[0051] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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