一种粉煤两段式干馏装置的制作方法

本实用新型属于煤炭低温干馏技术领域，具体涉及一种粉煤两段式干馏装置。

背景技术：

煤干馏技术是指煤在隔绝空气条件下加热、分解生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。此过程按加热最终温度的不同，可分为高温干馏(即焦化)、中温干馏、低温干馏三种方式，是煤化工中的重要过程之一。

低温干馏是将煤在550℃左右温度条件下进行干馏，以提取低温焦油，并生产半焦和荒煤气的工艺。低温焦油产率较高，可达焦化产品总量的6％～12％，成分以烷烃为主，能进一步加工出高级液态燃料和化工原料；半焦可用作固体燃料或气化原料；所产荒煤气是良好的燃料和化学合成原料。

现有低温干馏技术多是内热式干馏技术，比如SJ式低温干馏炉，直立炉低温干馏技术等，只能应用15mm～30mm的块状原料，生产的煤气热值低，焦油收率低。而外热式干馏技术中，为满足低温干馏过程需要，需要补充大量的热量；同时，热量从燃烧室传递至炭化室，热量综合利用率较低。或者采用热载体(如陶瓷球等)补充热量，导致物料输送过程较为复杂；又或者热解过程生产的煤气和高温焦油汽含尘量较大，导致焦油脱灰过程极其复杂。

中国专利文献CN 105505421 A公开了一种中低温煤温分干馏系统及干馏方法。该系统通过采用螺旋推料中低温外热干馏装置实现中低温干馏过程，产生荒煤气和焦油；再将燃烧烟气引入回转窑中实现热能的高效循环利用，并对原煤进行风选除尘、预热干燥和脱水处理。

但是，上述专利文献公开的技术方案存在如下缺陷：1)将干馏过程中的烟气引入回转窑中，并对原煤进行风选除尘、预热干燥和脱水处理。而干馏过程中需要热量多，势必产生的高温烟气量大，导致引入回转窑中的烟气量大、风量大，会携带大量煤粉，给后续干燥后烟气的除尘系统带来较大困难。2)干馏过程是通过燃烧煤气来提供热量，为了保证煤气燃烧充分，要控制空气过量，导致引入回转窑中的烟气含有氧气。采用该烟气去干燥粉煤，会导致干燥过程出现粉煤焖然的现象，引起火灾事故。3)干馏过程中，采用螺旋推料中低温外热干馏装置，物料不断地旋转搅拌，易导致干馏产生的煤气和高温焦油气中粉尘量极大，从而使得后续煤气高温脱灰和焦油脱灰工艺极其复杂，投资成本高。现在工业中，暂无煤气高温脱灰和焦油脱灰成熟工艺，使产品焦油中含灰量大，品质低。

技术实现要素：

为此，本实用新型所要解决的是粉煤干馏过程中产生的煤气和焦油品质低，以及干馏过程安全性差的技术问题，进而提供一种煤气和焦油汽含尘量低、系统简单、安全性高以及热量利用率高的粉煤两段式干馏装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型所提供的粉煤两段式干馏装置，包括，

干馏炉，包括若干燃烧室和若干炭化室，所述燃烧室和所述炭化室水平间隔设置于所述干馏炉炉腔内，用以通过所述燃烧室燃烧产生的热量对所述炭化室加热并炭化其内腔中的粉煤；

干燥装置，其与所述燃烧室连接设置，并利用所述燃烧室内烟气热量干燥所述干燥装置内腔中的粉煤；还包括，

换热室，其进口端与所述燃烧室连通设置，出口端与所述干燥装置连接设置，用于将所述燃烧室内燃烧产生的高温烟气在所述换热室热交换并对所述干燥装置内腔中的粉煤加热干燥；

分料仓，设置有进料口和分料口，所述进料口与所述干燥装置的出料口连通设置，所述分料口与所述炭化室连通设置，用以使粉煤从所述出料口下落进入所述进料口，并通过所述分料口下落至所述炭化室。

所述换热室还设置有第一换热夹套，设置于所述换热室外部，并与所述换热室形成第一介质流通空间；第一热介质出口、第一冷介质进口，分别设置于所述第一换热夹套两端，并与所述第一介质流通空间连通设置。

所述干燥装置还设置有第二换热夹套，其设置于所述干燥装置外部，并与所述干燥装置形成第二介质流通空间；第二热介质进口、第二冷介质出口，分别设置于所述第二换热夹套两端，并与所述第二介质流通空间连通设置；以及粉煤输送单元，设置于所述干燥装置内腔中，用于将粉煤从所述干燥装置的靠近所述第二热介质进口的一端输送至远离所述第二热介质进口的一端，使得干燥后的粉煤从所述干燥装置的出料口进入所述分料仓的进料口中。

所述第一冷介质进口与第二冷介质出口连通设置；所述第一热介质出口与所述第二热介质进口连通设置。

所述粉煤两段式干馏装置中，还包括连通设置于所述燃烧室顶端的若干烟气收集管。

所述烟气收集管包括主收集管，以及在所述主收集管上间隔并连通所述主收集管设置的若干副收集管；所述主收集管一端封闭，另一端与所述烟气进口连通设置；所述副收集管远离所述主收集管的一端和所述燃烧室连通设置。

所述粉煤两段式干馏装置中，还包括燃烧喷嘴，其设置于所述燃烧室底部，并连通有煤气管道和助燃气管道，用以点燃煤气，使之在所述燃烧室内燃烧。

所述粉煤两段式干馏装置中，还包括推焦装置，设置于所述炭化室的焦炭出口的下方，用以承接并输送焦炭；熄焦及输焦装置，设置于所述推焦装置的下方，用于承接从所述推焦装置下落的焦炭，并对焦炭进行熄焦，以及将熄焦后的焦炭输送至外界。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型实施例所提供的粉煤两段式干馏装置，通过设置换热室，使其进口端与燃烧室连通设置，出口端与干燥装置连接设置，用以将燃烧室内燃烧产生的高温烟气在换热室中与冷介质换热而得到热介质；并通过热介质对干燥装置内腔中的粉煤加热干燥，避免了现有技术中直接采用热介质，如热烟气，对粉煤进行干燥，导致烟气会携带大量煤粉，给后续干燥后烟气的除尘系统带来较大困难。而且采用上述干燥方式不会导致干燥过程出现粉煤焖然的现象，安全性高；

通过设置分料仓，并通过设置在其上面的进料口和分料口，使进料口与干燥装置连通设置，分料口与炭化室连通设置，依靠粉煤自身重力使粉煤从出料口下落进入进料口，并通过分料口下落至所述炭化室。通过上述设置使粉煤从进料口平缓向下移动，能有效控制移动速度，确保析出的煤气热值高，以及煤气和焦油汽流速小，含尘量低，大大提高了煤气和焦油的品质。避免了现有技术中采用螺旋推料，不断地旋转搅拌煤粉导致干馏产生的煤气和高温焦油气中粉尘量极大，致使后续煤气高温脱灰和焦油脱灰工艺极其复杂，投资成本高，焦油品质低。

2)本实用新型实施例所提供的粉煤两段式干馏装置，通过在换热室外部设置第一换热夹套，并与换热室形成第一介质流通空间；并在第一换热夹套两端设置第一热介质出口，以及第一冷介质进口，且均与第一介质流通空间连通设置。通过上述设置实现了烟气与冷介质的充分换热，并形成了热介质，热介质用于预热粉煤，提高了热量利用率，以及后续粉煤的充分干馏。

3)本实用新型实施例所提供的粉煤两段式干馏装置，通过设置若干烟气收集管，并将烟气收集管连通设置于燃烧室顶端，实现了燃烧室中上升烟气的有效快速收集，防止来不及收集的烟气对燃烧室内燃烧性能的影响；通过将收集的烟气在换热室换热，提高了热量利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中粉煤两段式干馏装置的结构示意图(沿图2中A-A面的剖视图)。

图2为本实用新型实施例中粉煤两段式干馏装置沿图1中B向的剖视。

图3为本实用新型实施例中粉煤两段式干馏装置中炭化室沿图1中B向的剖视。

附图标记说明：

1-干燥装置；2-分料仓；3-烟气收集管；4-燃烧室；5-炉体保温隔热层；6-引风机；7-换热室；8-燃烧喷嘴；9-炭化室；10-推焦装置；11-熄焦及输焦装置；D-出料口；F-第二热介质进口；E-第二冷介质出口；C-粉煤进料口；G-煤气和煤焦油汽析出口；12-导气装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本实施例所提供的一种粉煤两段式干馏装置，包括，

干馏炉，包括若干燃烧室4和若干炭化室9，燃烧室4和炭化室9水平间隔设置于干馏炉炉腔内，用以通过燃烧室4燃烧产生的热量对炭化室9加热并炭化其内腔中的粉煤；干燥装置1，其与燃烧室4连接设置，并利用燃烧室4内烟气热量干燥干燥装置1内腔中的粉煤；还包括换热室7，其进口端与燃烧室4连通设置，出口端与干燥装置1连接设置，用于将燃烧室4内燃烧产生的烟气在换热室7中与冷介质换热而得到热介质；并通过热介质对干燥装置1内腔中的粉煤间接加热干燥；分料仓2，设置有进料口和分料口，进料口与干燥装置1的出料口D连通设置，分料口与炭化室9连通设置，用以依靠粉煤自身重力使粉煤从出料口D下落进入进料口，并通过分料口下落至炭化室9。

上述粉煤两段式干馏装置中，通过设置换热室7，使进口端与燃烧室4连通设置，出口端与干燥装置1连接设置，用以将燃烧室4内燃烧产生的烟气在换热室7中与冷介质换热而得到热介质；并通过热介质对干燥装置1内腔中的粉煤间接加热干燥，避免了现有技术中直接采用热介质，如热烟气，对粉煤进行干燥，导致烟气会携带大量煤粉，给后续干燥后烟气的除尘系统带来较大困难。而且采用上述干燥方式不会导致干燥过程出现粉煤焖然的现象，安全性高；通过设置分料仓2，并通过设置在其上面的进料口和分料口，使进料口与干燥装置1连通设置，分料口与炭化室9连通设置，依靠粉煤自身重力使粉煤从出料口D下落进入进料口，并通过分料口下落至炭化室9。通过上述设置使粉煤从进料口平缓向下移动，能有效控制移动速度，确保析出的煤气热值高，以及煤气和焦油汽流速小，含尘量低，大大提高了煤气和焦油的品质。避免了现有技术中采用螺旋推料，不断地旋转搅拌煤粉导致干馏产生的煤气和高温焦油气中粉尘量极大，致使后续煤气高温脱灰和焦油脱灰工艺极其复杂，投资成本高，焦油品质低。

燃烧室4和炭化室9的个数，可根据实际需要进行选择，如图1和图2所示，在本实施例中，燃烧室4的个数可为3个，炭化室9的个数可为2个；在另一实施例中，燃烧室4的个数可为4个，炭化室9的个数可为3个。

在上述技术方案的基础上，换热室7还设置有第一换热夹套，其设置于换热室7外部，并与换热室7形成第一介质流通空间；第一热介质出口、第一冷介质进口，分别设置于第一换热夹套两端，并与第一介质流通空间连通设置。通过上述设置实现了烟气与冷介质的充分换热，并形成了热介质，热介质用于预热粉煤，提高了热量利用率，以及后续粉煤的充分干馏。

作为可选择的实施方式，进口端与第一冷介质进口位于同一端；出口端与第一热介质出口位于同一端。

进一步地，换热室7可选择余热锅炉7，通过余热锅炉7将燃烧室4内产生的烟气在余热锅炉7中进行换热，烟气温度降低，热量传递给余热锅炉7中的水而形成过热蒸汽，并通过过热蒸汽对干燥装置1内腔中的粉煤间接加热干燥。

进一步地，还设置有与出口端连通的引风机6，通过引风机6将烟气引出换热器，并排放或收集作为它用。

在上述技术方案的基础上，干燥装置1还设置有第二换热夹套，设置于干燥装置1外部，并与干燥装置1形成第二介质流通空间；第二热介质进口F，以及第二冷介质出口E，其分设于第二换热夹套两端，并与第二介质流通空间连通设置；以及粉煤输送单元，其设置于干燥装置1内腔中，用于将粉煤从干燥装置1的一端输送至另一端，并从干燥装置1的出料口D下落进入分料仓2的进料口中。

作为可选择的实施方式，干燥装置1的出料口D与第二冷介质出口E位于同一端；干燥装置1的粉煤进料口C与第二热介质进口F位于同一端。

进一步地，干燥装置1可选择螺旋蒸汽干燥机1。利用烟气热量而产生的过热蒸汽在螺旋蒸汽干燥机1中间接加热干燥粉煤，不但利用了烟气热量，提高了热量利用率，而且降低了粉煤的水分和后续干馏过程中的灰分。

进一步地，燃烧室4和炭化室9之间设置换热面，实现燃烧室4内产生的热量传递给炭化室9，换热面的材质可根据需要选择，优选为耐热不锈钢板或者导热硅砖。

在上述技术方案的基础上，第一冷介质进口与第二冷介质出口E连通设置；第一热介质出口与第二热介质进口F连通设置。

在上述技术方案的基础上，还包括连通设置于燃烧室4顶端的若干烟气收集管3。

进一步地，烟气收集管3包括主收集管，以及在主收集管上间隔并连通主收集管设置的若干副收集管；主收集管一端封闭，另一端与烟气进口连通设置；副收集管远离主收集管的一端和燃烧室4连通设置。

在上述技术方案的基础上，还包括燃烧喷嘴8，其设置于燃烧室4底部，并连通有煤气管道和助燃气管道，用以点燃煤气，并在燃烧室4内燃烧。燃烧室4的炉体可设置为炉体保温隔热层5，最大限度地避免热量散失，提高热量利用率。在本实施例中，煤气管道中的煤气可来自干馏产生的煤气；在另外一个实施例中，煤气管道中的煤气可来自外界供应的煤气。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，炭化室9的上部开设有煤气和煤焦油汽析出口G，用于导出炭化室9中的煤气和煤焦油汽。在本实施中，煤气和煤焦油汽析出口G可开设于炭化室9顶端周侧。

沿竖直方向上，靠近炭化室9内壁设置有若干导气装置12，用于将炭化室9中粉煤内炭化产生的煤气和煤焦油汽导出，并使煤气和煤焦油汽紧贴炭化室9内壁上升至煤气和煤焦油汽析出口G。在本实施例中，导气装置12可为设置在粉煤内的透气孔。

在上述技术方案的基础上，还设置有推焦装置10，其设置于炭化室9的焦炭出口的下方，用以承接并输送焦炭；熄焦及输焦装置11，设置于推焦装置10的下方，用于承接从推焦装置10下落的焦炭，并对焦炭进行熄焦，以及将熄焦后的焦炭输送至外界。

需要说明的是，还可包含一些辅助设施，如仪表、管道及阀门等。可根据实际需要设置到粉煤两段式干馏装置的相应位置。

通过采用上述干馏装置，选用螺旋蒸汽干燥机，利用过热蒸汽与粉煤进行间接换热，完成干燥过程。该干燥过程换热效率高，温度易于控制，杜绝了干燥过程的粉煤自燃现象。采用干燥机与干馏炉一一匹配，实现粉煤干燥后，直接进入干馏炉的分料仓进行干馏作业，无需缓冲和转载，大大提高了热量利用率和系统的安全性。利用粉煤的自身的自重从上至下地流动，无需转载。利用煤气燃烧产生热量，在外热式直立干馏炉完成干馏过程。利用过热蒸汽，在螺旋蒸汽干燥机中完成干燥过程。在该过程中，设置余热锅炉，利用干馏过程的高温烟气的热量，生产过热蒸汽，供给螺旋蒸汽干燥机，充分利用煤气燃烧产生热烟气的热量，分两段完成粉煤的干燥、干馏过程，热量利用率较高，系统简单可靠，既提高了煤炭干馏产生的煤气和焦油气的品质，又有效利用了煤气燃烧产生的热量，提高了外热式干馏炉的单炉产量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。