一种转底炉的制作方法

文档序号:14255340阅读:113来源:国知局

本发明涉及低阶煤干燥热解技术领域,特别是涉及一种转底炉。



背景技术:

我国低阶煤储量丰富,通过对其干燥热解降低其灰分和含水量,可以获得高利用率的半焦、焦油和煤气,并可以从焦油中回收酚类、燃料油、重油和沥青等多种高附加值的化工产品,对于缓解我国日益紧张的能源压力、降低能耗、保护环境等具有十分重要的意义。

目前,对低阶煤干燥热解的方法包括内热式与外热式,内热式即指加热介质与低阶煤直接接触,外热式即指加热介质与低阶煤不直接接触。相比而言,内热式的干燥热解方法热效率更高。目前,采用内热式干燥热解方法的设备还尚不成熟。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种转底炉,该转底炉采用内热式干燥热解方法,具有较高的热效率,并且能够长期稳定连续运行。

为解决上述技术问题,本发明提供一种转底炉,所述转底炉包括:

炉体,包括炉顶、炉底和炉壁,三者密封连接,围合成炉体空间;

支撑装置,包括支撑所述炉底的若干托辊组件;

炉盘,位于所述炉体空间内并固定支撑于所述炉底;所述炉盘外缘与所述炉壁密封连接,将所述炉体空间分隔成排气顶腔和进气底腔;且所述炉盘设有若干通孔;

驱动装置,驱动所述炉底绕所述炉体轴心转动,所述托辊组件的托辊随之转动;

进料装置,将原煤输送至所述炉盘边缘;

耙料装置,包括若干耙料组件,用于将位于所述炉盘边缘的原煤向所述炉盘中心耙输;

出料装置,包括自所述炉盘中心延伸出所述炉底中心的出料筒。

本发明提供的转底炉,整体结构紧凑,既可以用于原煤干燥,也可以用于原煤热解。并且,在所述转底炉内,加热介质自所述进气底腔穿过所述通孔,加热所述炉盘上的原煤,之后经所述排气顶腔排出所述炉体空间,使加热介质与原煤直接接触换热,从而使转底炉具有较高的热效率。

另外,本发明提供的转底炉采用托辊组件的转动支撑方式,炉底转动时,托辊组件的托辊也相对转动,既满足了炉底的支撑需求又不妨碍炉底的转动,相比设置轮轨组件等常规转动支撑方式而言,转动过程不存在轨道滑脱、以及轨道圆度不均造成的支撑轮与轨道的磨损及转动过程的振动等问题,利于炉底长期平稳可靠地转动。

可选地,所述驱动装置包括驱动组件以及相对所述炉底固定的若干销齿;所述驱动组件包括液压马达、变速器以及与所述销齿相啮合的驱动齿轮。

可选地,所述支撑装置还包括支撑架;所述支撑架包括对应支撑所述炉底边缘的外环梁;所述销齿固定于所述外环梁的外缘;沿所述外环梁周向均匀布置有若干所述驱动组件。

可选地,所述转底炉还包括顶紧装置,所述顶紧装置包括若干顶紧组件,各所述顶紧组件分别对应上述沿所述外环梁周向均匀布置的各所述驱动组件,用于顶推对应的所述驱动齿轮沿所述外环梁径向移动。

可选地,所述炉盘外缘相对所述炉盘中心向所述炉顶倾斜。

可选地,各所述耙料组件固定于所述炉体,并分别对应所述炉盘不同半径处;且所述耙料组件包括弧状耙子,用于耙动原煤。

可选地,所述耙料组件还包括平耙子,用于平整所述弧状耙子耙动过的原煤。

可选地,所述进料装置包括进料管与调节组件;所述进料管伸至所述炉盘边缘上方;所述调节组件调节所述进料管底端与所述炉盘的距离。

可选地,所述炉壁包括上炉壁以及固定支撑所述上炉壁的下炉壁;所述下炉壁底端设置第一水封环槽;所述下炉壁与所述上炉壁之间设置第二水封环槽;

所述下炉壁底端固定有第一静环筒,所述炉底外缘固定有第一动环筒,两者均伸入所述第一水封环槽内;所述上炉壁底端固定有第二静环筒,所述炉盘外缘固定有第二动环筒,两者均伸入所述第二水封环槽。

可选地,所述转底炉还包括定心装置,所述定心装置包括若干沿所述炉体周向均匀布置的定心组件;所述定心组件包括定心液压缸和顶轮;所述顶轮与所述炉底相顶触,且随所述炉底的转动而自转;所述定心液压缸调节所述顶轮对所述炉底的顶推力。

附图说明

图1为本发明提供的转底炉一种具体实施例的整体结构示意图。

图2为图1所示a部分的放大示意图;

图3为图1所示b部分的放大示意图;

图4为图3所示c部分的放大示意图。

图1-图4中附图标记如下:

11炉顶,12炉底,131上炉壁,132下炉壁;

21托辊组件,211托辊,212托辊支座,22支撑架,221支撑板架,222外环梁,223内环梁,23环状构架;

31炉盘;

41排气顶腔,411排气口,42进气底腔,421进气口;

51驱动组件,511液压马达,512变速器,513驱动齿轮,52销齿;

61进料管;

71耙料组件,711固定架,712弧状耙子;

81出料筒;

91定心组件;911定心液压缸,912顶轮;

101第一水封环槽,102第二水封环槽,103第一静环筒,104第一动环筒,105第二静环筒,106第二动环筒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图1为本发明提供的转底炉一种具体实施例的整体结构示意图。

如图1所示,本发明提供的转底炉包括:

炉体,所述炉体包括炉顶11、炉底12和炉壁,三者密封连接,围合成炉体空间;

支撑装置,所述支撑装置包括支撑所述炉底12的若干托辊组件21;

炉盘31,位于所述炉体空间内并固定支撑于所述炉底12;所述炉盘31外缘与所述炉壁密封连接,使所述炉体空间分隔成排气顶腔41和进气底腔42;且所述炉盘31设有若干通孔;

驱动装置,驱动所述炉底12绕所述炉体轴心转动;

进料装置,将原煤输送至所述炉盘31边缘;

耙料装置,包括固定设置的若干耙料组件71;

出料装置,包括自所述炉盘31中心延伸出所述炉底12中心的出料筒81。

所述转底炉具体的工作过程如下:

通过进料装置将原煤输送至炉盘31边缘,通过驱动装置驱动所述炉底12绕所述炉体中心转动,所述炉盘31以及所述托辊组件21的托辊211随之转动,炉壁、炉顶11、以及耙料组件71均处于静止状态。此时,炉盘31转动、耙料组件71静止,也就是说,耙料组件71相对炉盘31而言,处于相对转动状态;同时炉盘31上的原煤与耙料组件71接触,在炉盘31转动过程中,被耙料组件71逐步耙输至炉盘31中心。

同时,加热介质进入进气底腔42,并向上穿过炉盘31的通孔,加热炉盘31上的原煤,加热介质进入排气顶腔41内,与原煤加热挥发出的物质一起排出所述炉体空间。加热后的原煤热解成半焦,并自连通至炉盘31中心的所述出料筒81排出所述炉体空间。加热介质具体可以为热烟气。

当然,耙料组件71也可以是运动的,比如与炉盘31反方向转动,或者沿炉盘31、并自炉盘31外缘向炉盘31中心摆动也都是可以的。

本发明提供的转底炉,整体结构紧凑,既可以用于原煤干燥,也可以用于原煤热解。并且,所述转底炉内加加热介质与原煤直接接触换热,从而使转底炉具有较高的热效率。另外,所述转底炉采用托辊组件21的转动支撑方式,炉底12转动时,托辊组件21的托辊211也相对转动,既满足了炉底12的支撑需求又不妨碍炉底12的转动,相比设置轮轨组件等常规转动支撑方式而言,转动过程不存在轨道滑脱、以及轨道圆度不均造成的支撑轮与轨道的磨损及转动过程的振动等问题,利于炉底12长期平稳可靠地转动。

继续参考图1。

在具体实施例中,炉顶11由型钢焊接成的拱形构架、以及铺设于该拱形构架上的钢板组成。炉壁包括上炉壁131和下炉壁132,以便于炉体的安装实施以及后续水封结构的设置。上炉壁131和下炉壁132均为钢板拼接而成的筒壁。炉底12由型钢焊接成的板形构架、以及铺设于该板形构架上的钢板组成。

在具体实施例中,炉盘31可以由型钢焊接成的扇形构架、以及铺设于该扇形构架上的钢板组成。也就是说,如图所示,所述炉盘31外缘相对所述炉盘31中心向所述炉顶11倾斜,以利于原煤在上述耙料组件71的作用下自炉盘31外缘向炉盘31中心耙输。

在具体实施例中,托辊组件21具体包括托辊211、滚动轴承和托辊支座212。托辊211可以为实心锻钢制成的圆柱体,其两端设置滚动轴承、并固定于托辊支座212上。托辊支座212固定安装在水泥基础上。

并且,所述支撑装置还包括支撑架22,所述支撑架22包括支撑板架221、固定于支撑板架221底端外缘的外环梁222、以及固定于支撑板架221底端内缘与外缘之间的内环梁223。具体的,内环梁223可以设置于支撑板架221的1/2半径处。支撑板架221可以由型钢焊接而成。所述支撑装置还包括环状构架23,用于支撑固定上述下炉壁132。环状构架23可以由h型钢立柱围成。

安装状态下,炉顶11密封固定于上炉壁131的顶端,两者可以焊接成一体。上炉壁131的底端密封固定于下炉壁132的顶端,下炉壁132底端密封固定于环状构架23的顶端,环状构架23底端稳固于地面或者安装平台上,以支撑整个炉体。炉底12固定支撑于上述支撑架22的支撑板架221上,并且其外缘与炉壁密封连接。支撑架22的外环梁222与内环梁223分别支撑于一组沿周向布置的所述托辊组件21的辊面上。炉盘31通过高温构架固定支撑于炉底12上,并位于炉体空间中部,使炉体空间分隔成上下腔室。

并且,炉顶11中心开设有出气口,出气口连通上腔室,使上腔室形成上述排气顶腔41。下炉壁132开设有进气口421,进气口421连通下腔室,使下腔室形成上述进气底腔42。具体的,可以沿周向均匀开设若干个进气口421,以满足进气量需求并且使进气均匀。上述出料筒81位于所述进气底腔42中心,使所述进气底腔42呈环状。

请参考图1-图2,图2为图1所示a部分的放大示意图。

在具体实施例中,上述环状构架23顶端与下炉壁132底端之间设置有第一水封环槽101,下炉壁132底端固定有第一静环筒103,炉底12外缘固定有第一动环筒104,所述第一静环筒103与所述第一动环筒104均伸入至所述第一水封环槽101内。同时,所述下炉壁132顶端与所述上炉壁131底端之间设置有第二水封环槽102,上炉壁131底端固定有第二静环筒105,炉盘31外缘固定有第二动环筒106,所述第二静环筒105与所述第二动环筒106均伸入至所述第二水封环槽102内。转底炉运行状态下,两动环筒均随炉底12与炉盘31同步转动。

这种设置方式下,一方面,伸入第一水封环槽101的第一静环筒103可以阻止炉体空间内的气体自下炉壁132与环状构架23之间的间隙泄漏出去;伸入第二水封环槽102的第二静环筒105可以阻止炉体空间内的气体自上炉壁131与下炉壁132之间的间隙泄漏出去;另一方面,伸入第一水封环槽101的第一动环筒104可以阻止炉体空间内的气体自炉底12外缘与炉壁之间的间隙泄漏出去,实现了炉底12外缘与炉壁间的密封;伸入第二水封环槽102的第二动环筒106可以阻止炉体空间内的气体自炉盘31外缘与炉壁之间的间隙泄漏出去,实现了炉盘31外缘与炉壁间的密封。

设置上述水封结构,有效防止炉体空间内的有害气体向外泄露,并且不妨碍炉体及炉盘31的转动;另外,使进气底腔42与排气顶腔41之间仅通过炉盘31上的通孔连通,加热介质全部经所述通孔穿过炉盘31加热炉盘31上的原煤,利于提高加热介质的利用率,从而进一步提高转底炉的热效率。

更具体的,上述动环筒位于静环筒的内侧,即更靠近炉体中心的位置,以便于设置。此时,上述第一水封环槽101与上述第二水封环槽102被其对应的动环筒及静环筒自内向外分隔成三个环形腔室,分别为水封环槽内壁与动环筒之间的第一腔室,动环筒与静环筒之间的第二腔室,以及静环筒与水封环槽外壁之间的第三腔室。

进一步的,第三腔室连通有集气管,用于收集可能自水封处泄漏出来的有害气体,以进一步提升密封效果以及转底炉的运行安全性。

继续参考图1,在具体实施例中,进料装置和出料装置的具体设置方式如下:

所述进料装置包括进料管61与调节组件(图中未示出)。具体的,所述进料管61自炉顶11伸至所述炉盘31外缘上方;所述调节组件根据炉盘31上的原煤的堆积厚度,控制所述进料管61上下运动,调节进料管61底端与所述炉盘31间的距离,以适应不同的原煤堆积厚度。

并且,所述进料管61上下运动过程中,进料管61的周壁与炉顶11的接触处始终保持密封状态,具体可以采用填料密封。所述调节组件具体可以为液压提升结构。

所述出料装置如上所述包括出料筒81,出料筒81可以由钢板拼焊而成,并且其周壁分别与炉盘31和炉底12密封连接,以使上述环绕其设置的进气底腔42密闭。

并且,所述出料筒81的底端直径小于其顶端直径,使进入出料筒81的热解后的原煤在其小径段产生一定的堆积,从而可以起到对炉体空间内的气体密封的作用,利于提高加热介质的利用率,从而提高转底炉的热效率。具体的,如图所示,出料筒81的变径段可以采用锥段过渡。

请参考图1与图3,图3为图1所示b部分的放大示意图。

具体的,上述驱动装置包括若干驱动组件51、以及相对所述炉底12固定的若干销齿52。如图3所示,各所述驱动组件51包括相互连接的液压马达511、变速器512以及驱动齿轮513。各所述驱动齿轮513与所述销齿52相互啮合传动,以带动所述炉底12转动。

运行转底炉时,启动所述液压马达511,带动所述变速器512的输出轴转动,所述驱动齿轮513随之转动,与所述销齿52啮合传动,从而带动炉底12转动,炉盘31随之同步转动。

并且,可以通过变速器512调节炉盘31的转速,炉盘31的转速越大,上述耙料组件71对炉盘31上的原煤的耙输速度越快,使炉盘31上的原煤更快的被耙输到上述出料筒81内排出所述炉体空间,由此,可以控制原煤在炉体空间内的停留时间,以控制热解产物的质量。

采用上述齿式啮合传动,相对常规链条式传动,更加平稳可靠,利于转底炉长期稳定运转。

请参考图3-图4,图4为图3所示c部分的放大示意图。

在具体实施例中,所述销齿52设置于上述外环梁222的外缘,与外环梁222共同形成销齿圈。具体的,如图4所示,所述外环梁222的底端外缘由工字钢焊接而成,所述销齿52设置于工字钢的顶面和底面之间,并通过销钉固定于工字钢的中梁,以便于更换拆卸。

上述各驱动组件51沿所述销齿圈周向均匀布置,驱动组件51的数量根据实际需要确定。各驱动齿轮513转动带动与之相啮合的销齿圈转动,实现支撑架22的转动,进而带动炉底12和炉盘31同步转动。

这种设置方式,销齿52设置于支撑架22的外圈,形成的销齿圈的直径大于驱动齿轮513的直径,实现小轮带大轮,利于提高传动比,节约驱动力;并且施力于支撑架22上,便于实施。

进一步的,所述转底炉还包括顶紧装置,所述顶紧装置包括若干顶紧组件,每个顶紧组件对应一个上述沿外环梁222外缘布置的驱动组件51,用于顶推驱动组件51的驱动齿轮513沿所述外环梁222的径向方向移动。

具体的,上述顶紧组件可以包括顶紧液压缸和顶块。并且,顶块可以抵触于对应的驱动组件51的液压马达上,同时,液压马达通过滑键固定于马达底座上。启动顶紧液压缸,顶块顶推所述液压马达,马达底座固定,液压马达通过滑键沿外环梁222径向向炉体中心滑动,带动与之相连的驱动齿轮513同步向炉体中心移动。

值得说明的是,上述销齿52安装后形成的销齿圈的圆度不尽一致,致使与各驱动齿轮513啮合后,销齿52外侧与驱动齿轮513的齿顶间隙不尽相同,当此间隙过大时,造成两者之间的径向力不足,影响传动效果。利用上述顶紧组件沿径向向内顶推所述驱动齿轮513,以保证各驱动齿轮513与销齿52间的径向力一致,从而实现驱动组件51的平稳传动。

继续参考图1。

具体的,上述各耙料组件71布置于所述炉盘31不同半径处,即炉盘31转动过程中,各耙料组件71相对炉盘31的相对运动轨迹为多个同心圆。

更具体的,所述耙料组件71包括固定架711和固定于所述固定架711的耙子。在具体实施例中,所述固定架711固定于炉顶11,并向下延伸到炉盘31上方,当然固定于炉壁也是可以的。在具体实施例中,耙子固定于固定架711的底端。

并且,各所述耙子的排布方向与所述炉盘31的径向成一定角度。炉盘31转动过程中,炉盘31上的原煤先接触位于较大半径处的耙子,并沿各耙子的排布方向向内滑移至较小半径处,然后接触位于较小半径处的耙子,并如上所述继续向内滑移直至落入上述出料筒81内。

具体的,每所述耙料组件71的耙子包括平耙子和弧状耙子712。所述平耙子设置于弧状耙子712的后侧,炉盘转动过程中,原煤先接触弧状耙子712再接触平耙子,以通过平耙子平整所述弧状耙子712耙动过的原煤。

继续参考图1-图2。

值得说明的是,炉底12长期转动过程中,可能会出现偏心状态,即转动中心偏离所述炉体的轴心,造成振动、磨损等一系列问题,影响转底炉的正常运转和转底炉的使用寿命。

进一步的,所述转底炉还包括定心装置,所述定心装置包括若干定心组件91。各所述定心组件91沿炉体周向均匀布置,用于顶推所述炉底12,使所述炉底12的转动中心与所述炉体轴心一致。

具体的,所述定心组件91包括定心液压缸911和顶轮912。顶轮912与炉底12相顶触,转底炉运转过程中,顶轮912自身随转底炉的转动而自转,以便减小与炉底12的接触摩擦。当需要调心时,根据支撑座的偏心方向,配合调整各定心液压缸911的液压,以改变顶轮912对炉底12的顶推力,达到调心目的。

在具体实施例中,各定心组件91设置于上述内环梁223的内侧,各顶轮912顶触在内环梁223的内环面,自内向外顶推内环梁223的内环面,便于顶轮912施加顶推力,并且便于布置。

以上对本发明所提供的转底炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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