一种用于干馏小颗粒的多层回转窑的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于干馏小颗粒的多层回转窑，它包括窑头、窑尾、窑体、支撑装置、传动装置、无线测温装置和自动控制系统；窑头前端设置有进料装置和螺旋输料装置，窑头上部设置热烟气排气管道，窑头下部设置出料装置，窑头与窑体之间设置有进料密封；所述窑尾末端设置有干馏气体排气管道，窑尾上设置有热烟气进气管道，窑尾与窑体之间设置有密封；窑体包括两个不同直径同心套装而成的外筒体和内筒体，外筒体和内筒体之间设置有热补偿支架、普通支架和辊轮，内筒体内壁上设置有第一螺旋抄料板，外筒体内壁上设置有第二螺旋抄料板，窑体后端设置有密封排料装置，窑体前端设置有进排料装置。本实用新型结构简单，避免出现两组传动装置带来的不同步现象。
【专利说明】—种用于干馏小颗粒的多层回转窑
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于干馏小颗粒的多层回转窑。
【背景技术】
[0002]油页岩作为石油的补充和替代能源，在我国油页岩资源丰富。目前对油页岩干馏采用的工艺分为固体热载体干馏法和气体热载体干馏法。但国内外大多数干馏工艺只能对直径为20mm以上的颗粒干馏，20mm以下的小颗粒由于颗粒小，物料间空间小，透气性不好，干馏所需热量温度不能均匀传给物料，容易造成堵炉、结焦，使干馏炉不能正常运行，因而对小颗粒油页岩弃之不用，资源浪费率达到20%以上。
[0003]国外油页岩干馏技术有几种，Petrosix干馏技术是巴西国家石油公司发展的油页岩干馏方法，采用垂直式干馏炉，页岩自上而下，循环气体自下而上，加工块径为6.4—76mm,无法处理小颗粒油页岩。爱沙尼亚开发的Kiviter技术，同样也只能处理块状物料。国内抚顺式干馏炉只能干馏12mm以上的油页岩。
[0004]在国外针对小颗粒油页岩干馏的典型的工艺有三种，一种是采用澳大利亚的ATP炉(Alberea-Taciuk Processor),该装置为固体热载体回转式干懼炉,设备庞大、结构复杂、动力消耗大、运行不稳定，经常停炉检修，开工率仅为50%左右，最长一次也只连续运行了 96天。一种是爱沙尼亚的葛洛特(Galoter)炉,可以处理O—25mm的油页岩,处理能力3000t/d，设备存在的问题是运转率不高，重油所占比例大，存在机械运转、油气除尘及烟气除尘等问题。第三种是由美国Tosco公司开发的Tosco-1I油页岩干馏技术，用来处理小颗粒油页岩，该系统采用瓷球为热载体，油回收率达90%，该设备存在的问题是:设备投资高，维修量大，热效率不高，油页岩半焦中的潜热(固定碳)没有利用。近两年国内研究的小颗粒干馏装置有两种，一种是大连理工大学的DG技术，是以固体为热载体；第二种是上海博生公司研制的油页岩流化床干馏及脱碳工艺，粉状油页岩和高温气体热载体接触，流化干馏，但需将油页岩粉碎至0.3mm以下粒径,设备工艺复杂。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于干馏小颗粒的多层回转窑，以克服现有技术中存在的缺陷。
[0006]本实用新型的技术方案为:一种用于干馏小颗粒的多层回转窑，其特征在于:
[0007]包括窑头、窑尾、窑体、支撑装置、传动装置、无线测温装置和自动控制系统；其中，
[0008]所述窑头前端设置有进料装置和螺旋输料装置，窑头上部设置热烟气排气管道，窑头下部设置出料装置，窑头与窑体之间设置有进料密封；
[0009]所述窑尾末端设置有干馏气体排气管道，窑尾上设置有热烟气进气管道，窑尾与窑体之间设置有密封；
[0010]所述窑体包括两个不同直径同心套装而成的外筒体和内筒体，外筒体和内筒体之间设置有热补偿支架、普通支架和辊轮，内筒体内壁上设置有第一螺旋抄料板，外筒体内壁上设置有第二螺旋抄料板，窑体后端设置有密封排料装置，窑体前端设置有进排料装置；
[0011]所述窑体设置于支撑装置上，并与传动装置相连；
[0012]所述无线测温装置设置于窑体上，
[0013]所述自动控制系统通过线缆与变频电机相连。
[0014]所述内筒体和外筒体之间均匀分布有3组支承内筒体的支架，分别为8个热补偿支架、8个热补偿支架和8个普通支架；
[0015]所述辊轮沿内筒体外壁周向分布有八个，辊轮一端与内筒体外壁顶紧，另一端与外筒体相连。
[0016]所述密封排料装置为均匀分布于内筒体外壁周向的8组压于弹簧上的钢球；
[0017]所述进排料装置为均匀分布于内筒体外壁周向的4组卡簧和料门。
[0018]所述内筒体内壁上焊接有第一螺旋抄料板，外筒体内壁上焊接有第二螺旋抄料板。
[0019]本实用新型的技术效果为:
[0020]本实用新型适用物料范围大，可以用来干馏目前无法干馏的小颗粒油页岩、煤炭等物料。
[0021]本实用新型采用一套传动装置，通过电机带动减速机，再驱动小齿轮，再传动到窑体的齿圈上，带动回转窑运转。结构简单，避免出现两组传动装置带来的不同步现象。
[0022]本实用新型通过内外筒间环形通道内的热烟气和热半焦，将回转窑内筒内的物料加热到约500°C，使油页岩物料热解，产生干馏气体和半焦，干馏气体经过分离冷却后得到冷煤气和页岩油产品。半焦再由内筒经密封排料装置进入环形区间，将半焦余热传递给内筒物料。半焦输送到窑体前端后，经进、排料装置将一部分半焦排出回转窑，其余半焦经进、排料装置从环形区间进入内筒，与常温物料混合预热物料。具有热效率高、可处理物料范围大、广能闻等特点。
[0023]本系统整个生产过程在密闭窑体内进行，利用惰性烟气和热半焦在环形通道内加热内筒壁，实现内筒物料受热的方式完成干馏，有效控制炉体内氧气含量，以此保证生产过程安全，无爆炸危险。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型结构示意总图；
[0025]图2为进排料装置结构示意图；
[0026]图3为辊轮支撑装置结构示意图；
[0027]图4、5为热补偿支架结构示意图；
[0028]图6为普通支架结构示意图；
[0029]图7为密封排料装置结构示意图。
[0030]附图标记为:
[0031]I一窑头，2—进料装置，3—螺旋输料装置，4一热烟气排气管道，5—进料密封，6—外筒体，7—内筒体，8、10—热补偿支架，12—普通支架，9—窑体，11—无线测温装置，13—第一螺旋抄料板，14 一第二螺旋抄料板，15、19 一密封，16—热烟气进气管道，17 —窑尾，18—干馏气体排气管道，20—密封排料装置，21—自动控制系统，22、24—支撑装置，23—传动装置，25 —辊轮，26—进排料装置，27—出料装置，28 —卡簧，29—料门，32—板，33—槽板，34—销轴。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型属于小颗粒油页岩低温干馏【技术领域】，具体涉及一种基于多层回转窑的油页岩低温干馏设备。
[0033]参见图1至图7，本实用新型涉及的一种用于干馏小颗粒的多层回转窑的具体结构为:
[0034]包括窑头1、窑尾17、窑体9、支撑装置22、24、传动装置23、无线测温装置11和自动控制系统21 ;其中，
[0035]所述窑头I前端设置有进料装置2和螺旋输料装置3，窑头I上部设置热烟气排气管道4，窑头I下部设置出料装置27，窑头I与窑体9之间设置有进料密封5 ；
[0036]所述窑尾17末端设置有干馏气体排气管道18，窑尾17上设置有热烟气进气管道16，窑尾17与窑体9之间设置有密封15、19 ；
[0037]所述窑体9包括两个不同直径同心套装而成的外筒体6和内筒体7，外筒体6和内筒体7之间设置有热补偿支架8、10、普通支架12和辊轮25，内筒体7内壁上设置有第一螺旋抄料板13，外筒体6内壁上设置有第二螺旋抄料板14，窑体9后端设置有密封排料装置20，窑体9前端设置有进排料装置26 ；
[0038]所述窑体9设置于支撑装置22、24上，并与传动装置23相连；
[0039]所述无线测温装置11设置于窑体9上，
[0040]所述自动控制系统21通过线缆与变频电机相连。
[0041]本实用新型中的内筒体7和外筒体6之间均匀分布有3组支承内筒体7的支架，分别为8个热补偿支架8、8个热补偿支架10和8个普通支架12 ；
[0042]所述辊轮25沿内筒体7外壁周向分布有八个，辊轮25 —端与内筒体7外壁顶紧，另一端与外筒体6相连。
[0043]本实用新型中的密封排料装置20具体可为均匀分布于内筒体7外壁周向的8组压于弹簧上的钢球；弹簧靠弹力将钢球压在料门处，将料门封死，在有物料需排出时，物料靠自重件弹簧压缩，钢球与料门处，存在间隙，将物料排出，起到排料密封作用；
[0044]所述进排料装置26具体可为均匀分布于内筒体7外壁周向的4组卡簧28和料门29。卡簧28靠弹力将料门29关闭，当有物料进入时，靠物料的挤压力，克服卡簧28的弹力，将料门29打开进料。
[0045]本实用新型中的内筒体7内壁上具体可焊接有第一螺旋抄料板13，外筒体(6)内壁上具体可焊接有第二螺旋抄料板14。
[0046]本实用新型中的进料装置2、螺旋输料装置3、密封排料装置20、进排料装置26、出料装置27、支撑装置22、24、传动装置23、无线测温装置11和自动控制系统21均为现有技术;其中，
[0047]所述支撑装置22、24由拖轮、滚圈、轴承座组成；
[0048]所述传动装置23由电机、减速机、联轴器、轴承座、齿轮、齿圈等组成。
[0049]所述无线测温装置11由无线温度传感器、信号还原装置、多路无线集中器等组成；
[0050]所述自动控制系统21由PLC为控制核心、变频调速器驱动、人机操作界面、无线数据传输和有线工业控制网络组成。
[0051]所述的进料装置2由料斗和双翻板阀组成。
[0052]所述的螺旋输料装置是由轴向分布的若干螺旋叶片组成。
[0053]所述的出料装置27由料斗和双翻板阀组成。
[0054]在窑头I前端装有进料装置2和螺旋输料装置3，窑头I主要功能是保证物料进入内筒体7时、尾渣排出时和尾气回收时的密封，物料通过进料装置2进入窑头I，经螺旋输料装置3送入窑体9的内筒体7中，窑体9是物料干馏的通道。在窑头I和窑体9之间安装有进料密封5，可以避免窑体9内部的气体外溢和外部空气的进入。
[0055]在内筒体7内壁上焊接着第一螺旋抄料板13，将内筒体7的物料，由窑头I输送到窑尾17，窑尾17主要功能是保证热烟气进入环形通道内和干馏气体回收时的密封。外筒体6和内筒体7同心套装而成，形成的环形区间，是热烟气和半焦运行通道。其中热烟气从窑尾17的热烟气进气管道16进入环形区间内，加热内筒体7，同时加热物料，使物料干馏，形成半焦，析出干馏气体。其中干馏气体通过安装在窑尾17的排气管道18，排出回转窑；热烟气温度降低后，经窑头的排气管道4排出回转窑；热半焦经安装在窑体9后端的密封排料装置20从内筒体7进入环形区间。在窑体9和窑尾17之间安装有密封15和19，可以避免窑体9内部的气体外溢和外部空气的进入。
[0056]密封排料装置20由分布在内筒体7外壁周向的若干弹簧和钢球组成。位于低端的弹簧受到钢球自重和物料重力，将弹簧压缩，钢球向下移动，将料门打开，物料由料门从内筒体7排出。而位于中高端的料门，受到弹簧弹力和钢球重力，将料门封死，从而阻挡空气的进入，实现密封排料。
[0057]外筒体6内壁焊接有第二螺旋抄料板14，半焦进入环形区间时，由第二螺旋抄料板14将半焦从窑尾17输送到窑头1，同时将半焦自身余热传递给内筒体7中的物料。半焦输送到窑体前端后，经过安装在窑体9前端的进排料装置26，将其中一部分半焦经进排料装置26排入窑头1，最终经出料装置27排出回转窑。其余半焦从环形区间通过进排料装置26再进入内筒体7，与经螺旋输料装置3进入的新常温物料混合，将半焦所剩余热，进一步传递给常温新物料。
[0058]进排料装置26由分布在内筒体7外壁周向的若干卡簧28和料门29组成。其中位于内筒体7中部的料门29，受落在料门29上部的半焦重力作用，克服卡簧28的张力，将料门29打开进入内筒体7，半焦进入后，料门29在卡簧28作用下自动封闭，有效隔绝空气。而位于底部和上部的料门29处于垂直方向，半焦无法打开，因此一部分半焦无法进入内筒体7，排出回转窑。可以根据进出半焦比例，设置料门大小和数量。
[0059]回转窑在内筒体7与外筒体6之间安装多个支承内筒体7的热补偿支架8、10和普通支架12。热补偿支架8、10结构相似，在热补偿支架8上安装有槽板33，槽板33连接在内筒体7外壁上，开有长条槽孔。板32通过螺栓连接在外筒体6内壁上，槽板33和板32通过销轴34连接。热补偿支架8、10不仅起到支承的作用，还将外筒体6的转矩传递给内筒体7，同时槽板33上所开槽孔允许内筒体7轴向移动,有效补偿内筒体7由于受热产生的热膨胀变形。普通支架12通过支撑板、螺栓将内筒体7和外筒体6连接，有效传递内外筒间转矩。
[0060]回转窑在内筒体7与外筒体6之间安装有支承内筒体7的辊轮25，辊轮25沿内筒体7外壁周向分布多个。棍轮25 —端与内筒体7外壁顶紧,另一端与外筒体6相连,防止内筒体7轴向移动时产生径向跳动，从而保证内外筒的同轴度。
[0061]窑体9两端的支撑装置24、22承载着窑体，其主要功能是保证窑体平稳的转动，在传动装置23的带动下平稳运转，传动装置23为回转窑窑体转动提供动力。窑体9上安装有多个无线测温装置11，通过安装在自动控制系统21中的无线数据集中显示器、无线温度还原装置等设备组网，实现窑温数据转换和数据终端显示。
[0062]无线测温装置11由无线温度传感器、信号还原装置、多路无线集中器等组成，有效的解决了旋转砖窑不能布线的难题；
[0063]自动控制系统21由PLC为控制核心、变频调速器驱动、人机操作界面、无线数据传输和有线工业控制网络组成，确保生产中各工况参数稳定，系统运行正常。
[0064]本实用新型的工作原理是:
[0065]物料通过进料装置2进入窑头I，经螺旋输料装置3送入窑体9的内筒体7中。在第一螺旋抄料板13作用下，内筒体7中的物料，由窑头I输送到窑尾17，热烟气从窑尾17的热烟气进气管道16进入内外筒间的环形区间内，加热物料，使物料干馏，形成半焦，析出干馏气体。其中干馏气体通过安装在窑尾17的排气管道18，排出回转窑装置。半焦从内筒体7经密封排料装置20进入环形区间，并在第二螺旋抄料板14作用下，从窑尾17向窑头I运行，同时将半焦余热，传递给内筒体7中物料。半焦输送到窑体9前端后，经过安装在窑体9前端的进排料装置26，将其中一部分半焦排出回转窑，其余半焦从环形区间通过进排料装置26再进入内筒体7，与经螺旋输料装置3进入的新物料混合，将半焦所剩余热，进一步传递给物料。
[0066]本实用新型适用物料范围大，可以用来干馏小颗粒油页岩、煤炭等物料。
[0067]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1.一种用于干馏小颗粒的多层回转窑，其特征在于: 包括窑头(I)、窑尾(17)、窑体(9)、支撑装置(22、24)、传动装置(23)、无线测温装置(11)和自动控制系统(21);其中， 所述窑头(I)前端设置有进料装置(2 )和螺旋输料装置(3 )，窑头(I)上部设置热烟气排气管道(4)，窑头(I)下部设置出料装置(27)，窑头(I)与窑体(9)之间设置有进料密封(5)； 所述窑尾(17)末端设置有干馏气体排气管道(18)，窑尾(17)上设置有热烟气进气管道(16)，窑尾(17)与窑体(9)之间设置有密封(15、19)； 所述窑体(9)包括两个不同直径同心套装而成的外筒体(6)和内筒体(7)，外筒体(6)和内筒体(7 )之间设置有热补偿支架(8、10 )、普通支架(12 )和辊轮(25 )，内筒体(7 )内壁上设置有第一螺旋抄料板(13)，外筒体(6)内壁上设置有第二螺旋抄料板(14)，窑体(9)后端设置有密封排料装置(20)，窑体(9)前端设置有进排料装置(26)； 所述窑体(9)设置于支撑装置(22、24)上，并与传动装置(23)相连； 所述无线测温装置(11)设置于窑体(9 )上， 所述自动控制系统(21)通过线缆与变频电机相连。
2.根据权利要求1所述用于干馏小颗粒的多层回转窑，其特征在于: 所述内筒体(7 )和外筒体(6 )之间均匀分布有3组支承内筒体(7 )的支架，分别为8个热补偿支架(8)、8个热补偿支架(10)和8个普通支架(12); 所述辊轮(25 )沿内筒体(7 )外壁周向分布有八个，辊轮(25 ) 一端与内筒体(7 )外壁顶紧，另一端与外筒体(6)相连。
3.根据权利要求1或2所述用于干馏小颗粒的多层回转窑，其特征在于: 所述密封排料装置(20)为均匀分布于内筒体(7)外壁周向的8组压于弹簧上的钢球； 所述进排料装置(26)为均匀分布于内筒体(7)外壁周向的4组卡簧(28)和料门(29)。
4.根据权利要求1所述用于干馏小颗粒的多层回转窑，其特征在于: 所述内筒体(7)内壁上焊接有第一螺旋抄料板(13)，外筒体(6)内壁上焊接有第二螺旋抄料板(14)。
【文档编号】C10B53/06GK203794834SQ201420153731
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】徐鸿钧, 李国莉, 王有飞 申请人:中国重型机械研究院股份公司