一種有壁掛式煤氣盤管裝置的倒階梯式炭化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及炭化爐技術(shù)，具體地說是半焦炭化爐的爐體結(jié)構(gòu)技術(shù)。
技術(shù)背景
[0002]我國陜北神木縣煤炭資源豐富，質(zhì)量優(yōu)良，半焦生產(chǎn)廠家眾多，半焦產(chǎn)品供應(yīng)陜北周邊地區(qū)。
[0003]半焦是電石爐、鐵合金生產(chǎn)中的優(yōu)良還原劑，是電石、鐵合金生產(chǎn)的重要原料之一。半焦生產(chǎn)中，伴生的煤氣量很大，煤氣中含有較多煤焦油。
[0004]煤焦油是半焦生產(chǎn)中的寶貴副產(chǎn)品，焦油加氫可制成柴油和燃料油等。但傳統(tǒng)內(nèi)熱式炭化爐生產(chǎn)中產(chǎn)生的煤氣熱值較低，只能做為動(dòng)力燃料使用一一應(yīng)用價(jià)值較低。
[0005]“倒階梯直立內(nèi)熱空腹炭化爐”(專利號(hào):ZL 2009 I 0254409.5)，是本申請人的專利技術(shù)。該炭化爐可應(yīng)用小粒煤做生產(chǎn)原料，其主要由炭化室④、燃燒室②、燃燒室火孔③、集氣罩⑤組成。小粒煤由爐頂進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)入爐內(nèi)的小粒煤經(jīng)預(yù)熱，自上而下移動(dòng)至炭化室高溫段⑨，炭化室高溫段設(shè)有燃燒室②，煤氣和空氣的混合氣體經(jīng)燃燒室火孔③進(jìn)入炭化室④，加熱通過炭化室④的小粒煤，使其熱解，產(chǎn)出固體產(chǎn)物半焦及副產(chǎn)品煤氣和焦油。
[0006]倒階梯直立內(nèi)熱空腹炭化爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:“炭化室呈上窄下寬的形狀和結(jié)構(gòu)，炭化室壁之上端，為多級(jí)倒階梯型?！比绱酥炕癄t結(jié)構(gòu)，使進(jìn)入炭化室④的小粒煤比較松散，易于高溫氣體穿透整個(gè)煤層，使小粒煤和高溫氣體充分接觸，順利加熱干餾炭化，杜絕了生焦出現(xiàn)。且，燃燒室火孔③隱藏在倒階梯磚的臺(tái)階下，不會(huì)被小粒煤堵塞，使可燃?xì)怏w進(jìn)入炭化室④的通道暢通。該專利結(jié)束了小顆粒煤不能在直立內(nèi)熱空腹炭化爐內(nèi)使用的歷史，較好地解決了小顆粒煤在炭化室內(nèi)透氣性差，火孔易堵塞的問題；收到了增產(chǎn)增收，節(jié)能減排的良好效果。幾年的生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)了該炭化爐的明顯優(yōu)勢，且被當(dāng)?shù)丶靶陆鹊貐^(qū)廣泛采用。但美中不足之處是:該炭化爐屬內(nèi)熱式炭化爐，產(chǎn)出的煤氣只能用于動(dòng)力燃料使用，不能用于深加工成性價(jià)比更高的化工原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改進(jìn)的新型炭化爐能夠產(chǎn)生高性價(jià)比的煤氣副產(chǎn)品。
[0008]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
該炭化爐主要由炭化室、燃燒室、燃燒室火孔、集氣罩構(gòu)成；炭化室呈上窄下寬的形狀和結(jié)構(gòu)，炭化室壁之上端，為多級(jí)倒階梯型；其特征在于:設(shè)有耐熱加熱盤管及與其連接的二次加熱器，耐熱加熱盤管嵌入在炭化室兩側(cè)的內(nèi)壁上，耐熱加熱盤管與二次加熱器連接，二次加熱器位于爐體外。
[0009]所述耐熱加熱盤管由多組U型耐熱不銹鋼管組成。
[0010]所述二次加熱器由多根耐熱不銹鋼管組成，鋼管外包裹耐高溫、絕緣的云母紙，夕卜纏繞電熱絲。通電后，加熱不銹鋼管內(nèi)的煤氣溫度達(dá)530-660°C。
[0011]該倒階梯式炭化爐的工作原理和流程、步驟如下:
I)從爐頂集氣罩吸出的煤氣，首先進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)，使煤氣和焦油分離，焦油儲(chǔ)存，煤氣進(jìn)一步處理；
2 )經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)凈化后的煤氣，一部分送至煤氣用戶，另一部分進(jìn)入煤氣風(fēng)機(jī)，煤氣風(fēng)機(jī)給煤氣加壓一由負(fù)壓成為正壓；
3)上述正壓之煤氣，經(jīng)管道上安裝的閘閥進(jìn)行調(diào)節(jié)流量，繼而進(jìn)入煤氣總管，此時(shí)的煤氣溫度在70-80°C之間；
4)進(jìn)入煤氣總管后的煤氣分別進(jìn)入各耐熱加熱盤管，耐熱加熱盤管⑥內(nèi)流動(dòng)的煤氣被炭化室內(nèi)500-600°C的高溫加熱至480-580°C之間；
5)各耐熱加熱盤管⑥中被加熱的煤氣匯集至保溫總管后，進(jìn)入二次加熱器。
[0012]本發(fā)明的有益效果一一炭化爐改進(jìn)前后煤氣質(zhì)量情況的對比如下:
O改進(jìn)前的炭化爐。通過燃燒室火孔進(jìn)入炭化室的可燃?xì)怏w是煤氣和空氣的混合氣體，在炭化室內(nèi)著火熱解小粒煤而產(chǎn)生的煤氣，其化驗(yàn)結(jié)果:氫氣占23.9%，一氧化碳占
15.4%，甲烷占7.7%，而二氧化碳占9.5%，氮?dú)庹?0.6%，其它是微量氣體，熱值1850大卡。只能做為動(dòng)力燃料使用。
[0013]2)本發(fā)明之炭化爐。由燃燒室火孔進(jìn)入炭化室的是530_660°C的高溫煤氣，可充分滿足炭化室內(nèi)低溫?zé)峤庑×Ｃ旱臏囟纫?。從表象炭化室結(jié)構(gòu)看，依然是內(nèi)熱式爐型，但熱解小粒煤的是高溫煤氣，而不加進(jìn)空氣，故此，本發(fā)明炭化爐產(chǎn)生的煤氣中，氮?dú)獾暮繒?huì)大大降低，而一氧化碳和甲烷氣體會(huì)有所增加，從而提高了煤氣的利用價(jià)值。
【附圖說明】
[0014]圖1、本實(shí)施例炭化爐之整體構(gòu)造示意圖
圖2、煤氣盤管裝置在炭化爐中的形狀、構(gòu)造情況示意圖圖3、本實(shí)施例加熱裝置的工作原理示意圖。
[0015]圖中，I是爐墻；2是燃燒室；3是燃燒室火孔；4是炭化室；5是集氣罩；6是耐熱加熱盤管；7是煤氣總管；8是二次加熱器；9是炭化室高溫段；10是保溫總管；11是支管；12是煤氣凈化系統(tǒng)；13是煤氣用戶；14是煤氣風(fēng)機(jī)；15是閘閥。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1.一種有壁掛式煤氣盤管裝置的倒階梯式炭化爐
該炭化爐的形狀、構(gòu)造如圖1所示。主要由炭化室4、燃燒室2、燃燒室火孔3、集氣罩5構(gòu)成。炭化室4呈上窄下寬的形狀和結(jié)構(gòu)，炭化室壁之上端，為多級(jí)倒階梯型。每個(gè)炭化室4兩側(cè)的中下部內(nèi)壁上分別嵌入一組耐熱加熱盤管6，耐熱加熱盤管6與二次加熱器8連接，二次加熱器8設(shè)置在爐體外部。
[0018]以10萬噸炭化爐為例:有10個(gè)炭化室4，每個(gè)炭化室兩側(cè)各有一個(gè)內(nèi)壁嵌入兩組耐熱加熱盤管6，10個(gè)炭化室可嵌入20組耐熱加熱盤管6，受熱面積大。增加二次加熱器將480-580°C的高溫煤氣溫度再提高50-80°C，達(dá)到530-660°C之間，可保持炭化室的熱解小粒煤的溫度保持在500-60(TC之間，保障小粒煤持續(xù)平穩(wěn)的熱解溫度。
[0019]圖2顯示煤氣加熱盤管裝置在炭化爐中的位置、形狀、結(jié)構(gòu)
加熱盤管由0 108X8不銹鋼耐熱管組成，由多層U型彎管組合而成。一端進(jìn)入70-80°C煤氣，另一端排出加熱后達(dá)480-580°C煤氣。
[0020]二次加熱器同樣由多根不銹鋼耐熱管組成，管外包云母紙，由多組電熱絲加熱，溫度由電熱絲全開或局部開控制。二次加熱器選用電加熱，是因?yàn)闇囟戎恍杼岣?0-80°C之間，幅度不大，用電較小，環(huán)保。二次加熱器設(shè)在爐外。
[0021]圖3顯示了本實(shí)施例加熱裝置的工作原理
從爐頂集氣罩⑤吸出的煤氣，首先進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)?，使煤氣和焦油分離。焦油儲(chǔ)存，凈化后的煤氣一部分送至煤氣用戶?，另一部分進(jìn)入煤氣風(fēng)機(jī)?，此前為負(fù)壓段。經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)加壓的煤氣是正壓。經(jīng)管道上安裝的閘閥?調(diào)節(jié)流量，進(jìn)入煤氣總管⑦此時(shí)的煤氣溫度是在70-80°C之間。進(jìn)入煤氣總管后的煤氣分別進(jìn)入各耐熱加熱盤管⑥，加熱盤管內(nèi)流動(dòng)的煤氣被炭化室④內(nèi)500-600°C的高溫加熱至480-580°C之間。各加熱盤管被加熱的煤氣匯集至保溫總管⑩后，進(jìn)入二次加熱器⑧，二次加熱盤管由云母紙，電熱絲構(gòu)成。將進(jìn)入二次加熱器的高溫煤氣再加熱50-80°C后，煤氣溫度達(dá)到530-660°C之間，最后進(jìn)入保溫總管⑩、支管?，分別進(jìn)入各燃燒室②，經(jīng)燃燒室火孔③，進(jìn)入各炭化室④。利用高溫煤氣持續(xù)熱解炭化室內(nèi)的小粒煤，使其產(chǎn)出固體物半焦，由炭化爐下部排出爐外。副產(chǎn)品煤氣和焦油蒸汽自下而上進(jìn)入集氣罩⑤，開始上述周而復(fù)始的工作循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有壁掛式煤氣盤管裝置的倒階梯式炭化爐，該炭化爐主要由炭化室(4)、燃燒室(2)、燃燒室火孔(3)、集氣罩(5)構(gòu)成；炭化室呈上窄下寬的形狀和結(jié)構(gòu)，炭化室壁之上端，為多級(jí)倒階梯型；其特征在于:有耐熱加熱盤管(6)及與其連接的二次加熱器(8)，耐熱加熱盤管(6 )嵌入在炭化室兩側(cè)的內(nèi)壁上，耐熱加熱盤管(6 )與二次加熱器(8 )連接，二次加熱器(8)位于爐體外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒階梯式炭化爐，其特征在于，耐熱加熱盤管(6)由多組U型耐熱不銹鋼管組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒階梯式炭化爐，其特征在于，二次加熱器(8)由多根耐熱不銹鋼管組成，鋼管外包裹耐高溫、絕緣的云母紙，外纏繞電熱絲。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒階梯式炭化爐，其特征在于:耐熱加熱盤管(6)是由多組U型耐熱不銹鋼管組合而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒階梯式炭化爐，其特征在于，其流程、步驟如下: (1)從爐頂集氣罩⑤吸出的煤氣，首先進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)?，使煤氣和焦油分離，焦油儲(chǔ)存，煤氣進(jìn)一步處理； (2)經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)?凈化后的煤氣，一部分送至煤氣用戶?，另一部分進(jìn)入煤氣風(fēng)機(jī)?，煤氣風(fēng)機(jī)給煤氣加壓一由負(fù)壓成為正壓； (3)上述正壓之煤氣，經(jīng)管道上安裝的閘閥?進(jìn)行調(diào)節(jié)流量，繼而進(jìn)入煤氣總管⑦，此時(shí)的煤氣溫度在70-80°C之間； (4)進(jìn)入煤氣總管⑦后的煤氣分別進(jìn)入各耐熱加熱盤管⑥，耐熱加熱盤管⑥內(nèi)流動(dòng)的煤氣被炭化室④內(nèi)500-600°C的高溫加熱至480-580°C之間； (5)各耐熱加熱盤管⑥中被加熱的煤氣匯集至保溫總管⑩后，進(jìn)入二次加熱器⑧； (6)進(jìn)入二次加熱器⑧的高溫煤氣被繼續(xù)再加熱50-80°C后，煤氣溫度達(dá)到530-660°C之間； (7)煤氣最后通過保溫總管⑩、支管?，分別進(jìn)入各燃燒室②。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有壁掛式煤氣盤管裝置的倒階梯式炭化爐，主要有爐墻、燃燒室、燃燒室火孔、炭化室、集氣罩，其特征在于；在炭化室兩壁耐火磚墻體嵌入耐熱加熱盤管，該耐熱加熱盤管與其二次加熱器連接。本發(fā)明充分利用炭化室高溫段自身的熱能，將鑲嵌在炭化室兩側(cè)耐熱加熱盤管內(nèi)流動(dòng)的煤氣加熱匯集至煤氣總管后，再進(jìn)入二次加熱器，最后送入燃燒室，經(jīng)燃燒室火孔進(jìn)入炭化室。本發(fā)明可將盤管內(nèi)流動(dòng)的煤氣加熱到530-660℃之間，保障了小粒煤持續(xù)平穩(wěn)熱解溫度的需求。
【IPC分類】C10B1/04
【公開號(hào)】CN105295960
【申請?zhí)枴緾N201410326019
【發(fā)明人】王建平, 劉在堂
【申請人】王建平, 劉在堂
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年7月10日