一種微波粉煤裂解干餾爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種干餾爐，特別是涉及一種微波粉煤裂解干餾爐。
【背景技術(shù)】
[0002]由于目前煤制油項(xiàng)目成本過高的原因還難以實(shí)施，以粉煤轉(zhuǎn)化為半焦、焦油、煤氣、后續(xù)煤氣提氫進(jìn)行煤焦油加氫制取燃油及精細(xì)化工產(chǎn)品、提氫后的煤氣甲烷化合成天然氣使企業(yè)效益最大化，也是一條煤轉(zhuǎn)化的途徑。微波能被譽(yù)為“人類第二團(tuán)火焰”，微波能應(yīng)用技術(shù)在世界發(fā)達(dá)國家已被定義為“二十一世紀(jì)新一代技術(shù)”、“新材料先進(jìn)制備技術(shù)”、“未來太空加熱技術(shù)”?；谖⒉訜釞C(jī)理與常規(guī)裂解機(jī)理不同，它是由極化粒子運(yùn)動和受迫震蕩導(dǎo)致的材料內(nèi)耗及分子集聚耦合生熱，材料本體直接作為發(fā)熱體，微波裂解爐，裂解溫度低、速度快、生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品受熱均勻，產(chǎn)品品質(zhì)好，能量利用率高，較常規(guī)的固體熱載體及氣體熱載體等裂解工藝相比從節(jié)能、產(chǎn)品品質(zhì)好、產(chǎn)出率高等均有明顯優(yōu)勢，因此微波粉煤裂解干餾工藝替代現(xiàn)行主導(dǎo)干餾工藝是時代發(fā)展的必然。
[0003]另外，微波連續(xù)、快速、低溫粉煤裂解干餾工藝還可以應(yīng)用于其它固體物料的裂解干餾，如油頁巖干餾、垃圾處理等，有利于環(huán)境保護(hù)。因此，該工藝的適用范圍十分廣泛。
[0004]微波連續(xù)、快速、低溫粉煤裂解干餾工業(yè)化開發(fā)的最終目的是在靠近低變質(zhì)煤種礦區(qū)，與氣化、燃燒、發(fā)電等配合，實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用，以形成大規(guī)模煤炭能源一體化工業(yè)。單套系統(tǒng)的年處理量可以達(dá)到100萬噸。該系統(tǒng)可以分別處理不同的粒度的煤種。產(chǎn)品可直接應(yīng)用于冶金、化工、碳素、發(fā)電等生產(chǎn)為主，形成規(guī)?；?、集約化、循環(huán)發(fā)展的煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，形成煤一半焦一發(fā)電、高爐噴吹，煤一半焦一電石，煤一半焦一合成氣一油或醇類燃料，煤一煤氣一發(fā)電、天然氣、甲醇或合成氨，煤一半焦一鐵合金、煤一煤焦油一清潔燃料油等成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。以低溫干餾工藝為核心，結(jié)合化工、冶金、發(fā)電等工藝，可有效回收煤中含有的戰(zhàn)略物資，最大程度的發(fā)掘低變質(zhì)煤炭資源中蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會效益，是國家能源安全的重要保障。以年燃燒低變質(zhì)煤100萬噸的火電企業(yè)為例，如果采用不經(jīng)過提質(zhì)加工而直接燃燒的方式，每年將少回收5萬噸以上具有極高市場價的值的焦油及數(shù)量相當(dāng)可觀的煤氣，是對國家戰(zhàn)略資源極大的浪費(fèi)。
[0005]公開號為CN203976738U的中國專利公開了一種煤氣生產(chǎn)裝置及粉煤干餾裝置，所涉及的煤氣生產(chǎn)裝置包括蓄熱室，粗煤氣在蓄熱室中被熱解，所述的粗煤氣是煤干餾過程中產(chǎn)生的未經(jīng)過凈化和除焦油的混合氣體；所涉及的粉煤干餾裝置包括原煤干燥爐、干餾爐和粗煤氣熱解用的蓄熱室以及提供熱量的熱風(fēng)爐，以原煤干餾熱解得到的未凈化的粗煤氣為原料經(jīng)在蓄熱室中熱解得到高質(zhì)量的煤氣。本實(shí)用新型采用對粗煤氣進(jìn)行熱解生產(chǎn)煤氣，粗煤氣中的水蒸汽和焦粉反應(yīng)生成水煤氣，焦油同時裂解為煤氣。其存在的缺點(diǎn)是能耗高，投資大，煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化成本高。
[0006]低溫干餾工藝能以最簡捷的途徑與現(xiàn)行化工、冶金、電力等工藝實(shí)現(xiàn)可靠的銜接，不必對現(xiàn)行工藝進(jìn)行大規(guī)模改造，投資節(jié)省、效益顯著，是對該領(lǐng)域的擴(kuò)展、優(yōu)化和延伸。例如采用低溫干餾-熱電的聯(lián)產(chǎn)模式，原料煤經(jīng)低溫干餾后產(chǎn)生的半焦可供發(fā)電，煤氣也可用于發(fā)電或供工業(yè)與居民用氣，焦油可深加工為高品質(zhì)燃料油及精細(xì)化工產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)電力、化工、市政的有機(jī)結(jié)合。
[0007]考慮目前我國電力緊缺，電網(wǎng)負(fù)荷波動，應(yīng)用微波連續(xù)、快速、低溫粉煤裂解干餾工藝與熱電企業(yè)進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)，利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，可以有效的利用電廠資源，高峰負(fù)荷時多發(fā)電少生產(chǎn)其他產(chǎn)品，低谷時少發(fā)電多生產(chǎn)其他產(chǎn)品，這樣就可大幅提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0008]根據(jù)我國煤炭行業(yè)非焦煤儲量豐富的特點(diǎn)，針對這些低變質(zhì)煤種綜合考慮我國國情和經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，低溫干餾仍是對其進(jìn)行綜合利用最合理、高效的手段。采用微波連續(xù)、快速、低溫粉煤裂解干餾-熱電聯(lián)產(chǎn)工藝后，熱電廠的銷售收入可提高40%以上。
[0009]綜上所述，微波連續(xù)、快速、低溫粉煤裂解干餾工藝是目前解決我國低變質(zhì)煤綜合利用行業(yè)困境的最佳手段。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能連續(xù)生產(chǎn)、裂解快速、低溫干餾的微波粉煤裂解干餾爐。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的微波粉煤裂解干餾爐，包括機(jī)架平臺，所述的機(jī)架平臺上設(shè)有上料提升機(jī)、限位密封儲煤倉、限位密封給煤倉、預(yù)熱干燥段爐體、升溫段爐體、裂解段爐體、冷卻段爐體、出料段爐體和微波系統(tǒng)，所述的上料提升機(jī)的出口端與所述的限位密封儲煤倉進(jìn)口端對接，所述的限位密封儲煤倉的出口端與所述的限位密封給煤倉的進(jìn)口端對接，所述的限位密封給煤倉的出口端與所述的預(yù)熱干燥段爐體的進(jìn)口端對接，所述的預(yù)熱干燥段爐體的出口端與所述的升溫段爐體的進(jìn)口端對接且所述的預(yù)熱干燥段爐體與所述的升溫段爐體之間設(shè)有陶瓷翻板機(jī)；所述的升溫段爐體的出口端與所述的裂解段爐體的進(jìn)口端對接且所述的升溫段爐體與所述的裂解段爐體之間設(shè)有所述的陶瓷翻板機(jī)，所述的裂解段爐體的出口端與所述的冷卻段爐體的進(jìn)口端對接且所述的裂解段爐體與冷卻段爐體之間設(shè)有陶瓷翻板機(jī)，所述的煤氣上升通道與所述的升溫段爐體和所述的裂解段爐體對接；所述的冷卻段爐體的出口端與所述的出料段爐體的進(jìn)口端相連接，所述的冷卻段爐體內(nèi)設(shè)有冷卻循環(huán)水管；所述的出料段爐體的出口端與半焦收集系統(tǒng)連接，所述的半焦收集系統(tǒng)設(shè)置在半焦冷卻系統(tǒng)及煤氣水封內(nèi)；所述的預(yù)熱干燥段爐體連接有荒煤氣收集口 ；所述的預(yù)熱干燥段爐體、升溫段爐體和裂解段爐體內(nèi)均設(shè)有與所述的微波系統(tǒng)連接的微波裂縫天線，所述的預(yù)熱干燥段爐體、升溫段爐體和裂解段爐體的外圍設(shè)有耐火保溫系統(tǒng)；各部件對接處均設(shè)有抑制微波及防爆裝置。
[0012]所述的陶瓷翻板機(jī)的與爐體聯(lián)接的聯(lián)接軸裝有石墨套。
[0013]所述的微波裂縫天線的密閉盲板處設(shè)計(jì)有吹掃氣簾并設(shè)有壓力變送器。
[0014]所述的微波裂縫天線與爐體之間采用雙重密封，靠近所述的微波裂縫天線的一段端裝有高純陶瓷盲板進(jìn)行密封，靠近所述的微波系統(tǒng)的一端采用聚四氟乙稀盲板進(jìn)行密封。
[0015]多層所述的微波裂縫天線的層與層之間的布置成正交分布。
[0016]每個所述的微波裂縫天線上方裝有導(dǎo)料板。
[0017]所述的升溫段爐體為2層，每層之間以所述的陶瓷翻板機(jī)相隔，每層中間設(shè)有所述的微波裂縫天線。
[0018]所述的裂解段爐體為4段，每段之間以所述的陶瓷翻板機(jī)相隔，每段中間設(shè)有所述的微波裂縫天線，爐體外部設(shè)有煤氣通道檢修口、防爆口及外保溫材料。
[0019]所述的煤氣上升通道設(shè)在所述的耐火保溫系統(tǒng)中。
[0020]所述的微波系統(tǒng)采用頻率為915MHz的大功率磁控管。
[0021]采用上述技術(shù)方案的微波粉煤裂解干餾爐，物料從輸送帶進(jìn)入上料提升機(jī)進(jìn)入限位密封儲煤倉及限位密封給煤倉。預(yù)熱干燥段爐體與升溫段爐體相連接，內(nèi)設(shè)有陶瓷翻板機(jī)。升溫段爐體與裂解段爐體相連接，內(nèi)設(shè)有陶瓷翻板機(jī)及煤氣上升通道。裂解段爐體與冷卻段爐體相連接，內(nèi)設(shè)有陶瓷翻板機(jī)及煤升氣上通道。冷卻段爐體與出料段爐體相連接，內(nèi)設(shè)有冷卻循環(huán)水。當(dāng)物料裂解完成后通過出料段爐體進(jìn)入半焦收集系統(tǒng)。煤氣上升通道設(shè)在耐火保溫系統(tǒng)中。耐火保溫系統(tǒng)采用特制保溫材料及耐火材料。微波系統(tǒng)采用頻率為915MHz的大功率磁控管。微波裂縫天線采用特殊耐氧化石墨材料制作。
[0022]采用陶瓷翻板機(jī)保證微波的有效穿透同時不影響微波的均勻性，陶瓷翻板機(jī)與爐體聯(lián)接軸裝有石墨套，防止微波泄漏。微波裂縫天線與煤層的距離不低于200mm，既保證微波發(fā)散有效穿透，同時也形成了裂解氣通道。
[0023]微波裂縫天線采用耐氧化石墨材料制作而成，避免采用金屬材料制作因熱變形后引起駐波比增大，造成微波饋能效率降低與反射功率加大，影響磁控管的使用壽命并且能效降低。采用裂縫天線饋能微波輻照面積大，微波均勻，反射功率小，對磁控管損壞小，同時對微波腔體的設(shè)計(jì)簡易，不易產(chǎn)生微波偶合集聚而造成熱失控現(xiàn)象。微波裂縫天線的密閉盲板處設(shè)計(jì)有吹掃氣簾，通入裂解后的清潔氣體，并設(shè)計(jì)有壓力變送器，保持裂縫天線壓力大于爐內(nèi)壓力，防止煤焦油凝結(jié)在盲板處，亦起到冷卻裂縫天線的作用。微波源與連接爐體內(nèi)的微波裂縫天線之間的密封采用雙重密封，靠近微波裂縫天線的一段端裝有高純陶瓷盲板進(jìn)行密封，靠近微波源的一端采用聚四氟乙稀盲板進(jìn)行密封。微波裂縫天線的層與層之間的布置成正交分布，保證物料在下料過程中能夠充分混合并能起到均勻布料的效果使得物料充分裂解。微波裂縫天線上方裝有導(dǎo)料板防止物料下落時破壞裂縫天線。
[0024]冷卻段爐體中間布有多層冷卻水管，水管橫跨爐體兩端設(shè)置特制密封套，水管材質(zhì)為耐熱不銹鋼，加熱過的水通過冷卻塔冷卻循環(huán)使用。
[0025]煤氣上升通道為特制的耐火材料，在有物料的各層爐墻內(nèi)對立方向均設(shè)有通道，使得裂解出的煤氣能夠順利上升導(dǎo)出的同時來自下層的高溫裂解氣經(jīng)過此通道可對上部預(yù)熱干燥段及升溫段的入爐煤進(jìn)行加熱及干燥，干燥出的水蒸氣隨著荒煤氣通過煤氣上升通道一并進(jìn)入荒煤氣收集口，將熱能有效利用。
[0026]綜上所述，本實(shí)用新型利用了微波的整體均勻加熱特性，原料煤規(guī)格適應(yīng)性廣、裂解速度快、生產(chǎn)效率高，產(chǎn)出效率高，產(chǎn)品品質(zhì)好，無環(huán)境污染，解決了現(xiàn)行主導(dǎo)氣體熱載體干餾工藝無法對粉煤進(jìn)行裂解干餾的技術(shù)空白，較現(xiàn)行主導(dǎo)氣體熱載體干餾工藝無論從節(jié)能、產(chǎn)能、產(chǎn)出效率及產(chǎn)品品質(zhì)等方面均有明顯優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的主視圖。
[0028]圖2是本實(shí)用新型的左視圖。
[0029]圖3是本實(shí)用新型的截面圖。
[0030]圖4是本實(shí)用新型的煤氣上升通道示意圖。
[0031]圖5是本實(shí)用新型的陶瓷翻板機(jī)側(cè)面示意圖。
[0032]圖6是本實(shí)用新型的陶瓷翻板機(jī)示意圖。
[0033]圖7是本實(shí)用新型的微波裂縫天線示意圖。
[0034]圖8是本實(shí)用新型的裂解段爐體示意圖。
[0035]圖9是本實(shí)用新型的冷卻段爐體示意圖。
[0036]圖10是本實(shí)用新型的石墨套示意圖。
[0037]圖11是本實(shí)