一种混合式加热设备及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加热设备，尤其是一种混合式加热设备及其应用。
【背景技术】
[0002]兰炭，又称兰炭、焦粉，是利用神府、榆林、东胜煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，结构为块状，粒度一般在3mm以上，颜色呈浅黑色，其具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性，可代替冶金焦、无烟块和木炭而广泛运用于电石、金属硅、铁合金、硅铁、铬铁、硅锰、碳化硅、化肥等产品的生产中。
[0003]目前我国现有的兰炭所采用的加热设备主要有内热式直立炉、外热式回转炉、流化床等。
[0004]内热式直立炉是一个立式炉，是固定不动的，里面堆满物料，热烟气从下边进入上边出去，从而完成对兰炭的加热。内热式直立炉主要存在以下技术问题:
①原料问题:目前通用的兰炭炉用30至80毫米的块煤，实际煤矿生产中，这样的块煤只有30 %到40 %，将面临原料供应问题；
②煤气质量问题:由于工艺原因，煤气热值较低，含氢气、甲烧较低，氮气含量过高，达不到化工利用最佳条件，只能当燃料；
③焦油回收率偏低，现在只能达到6%。
[0005]外热式回转炉是卧式回转炉，筒外加加热罩、传动装置和支承部件等，通过旋转实现加热，但是外热式回转炉存在以下问题；
①热量完全通过筒壁传递给物料，热效率低；
②筒内部温度高达五六百度，传动装置和支承部件全部直接接触在加热筒上热变形大，部件易损坏；而且热辐射也大，对传动和支承部件等部件要求也较高；
③筒完全裸露在外界无法做保温，造成热损失大；
④采用螺旋喂料机喂料，物料进去后温度升的慢，进料端容易结焦堵塞。
[0006]流化床热解工艺目前尚在试验阶段，无成功大规模工业化应用的先例。
[0007]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种热解效率高、进料端不易结焦堵塞、使用寿命长的混合式制备兰炭的设备及加工工艺。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是:
一种混合式加热设备，从外到内依次包括由外筒(I)、加热筒(4)、返渣筒(5)组成的三层筒结构，外筒(I)作为烟气通道，通热烟气，给加热筒(4)提供热量；加热筒(4)内作为干馏区，走原料和兰炭；返渣筒(5)走返回的兰炭；
其中，所述加热筒(4)的两端轴向延伸到外筒(I)外，所述外筒(I)的轴向长度大于所述返渣筒(5)的轴向长度，所述加热筒(4)全部置于外筒(I)内，最大限度的减少了热量损失，提闻了热效率；
所述外筒(I)通过支承装置(12)支撑，并由传动装置(11)驱动旋转；
所述外筒(I)的内壁与加热筒(4)的外壁之间设有第一支撑件(3)，所述加热筒(4)的内壁与返洛筒(5)的外壁之间设有第二支撑件(6),由于外筒(I)与加热筒(4)的温度不一样，加热筒(4)与返洛筒(5)的温度不一样,径向热变形和轴向热变形都不一样,第一支撑件(3)和第二支撑件(6)为弹性部件，可以抵消一部分这种热变形；
所述外筒(I)两端分别设有进气罩(17)和出气罩(7)，所述进气罩(17)通过法兰连接有加热炉(13 )，所述加热炉(13 )上法兰连接有燃烧器(18 )，热烟气由燃烧器(18 )供入加热炉(13)内，经进气罩(17)进入外筒(1)，后经出气罩(7)排出处理；
所述加热筒(4) 一端通过第三支撑部件(18)与进料锁风装置(8)连接，所述进料锁风装置(8)外连接有进料罩(9)，用于进料；所述加热筒(4)另一端与出料锁风装置(15)连接，所述出料锁风装置(15)外连接有出料罩(14)，用于出料；所述加热筒(4)用于出料的一端设有煤气出口(16)，用于出煤气；
所述返渣筒(5)的一端与所述加热筒(4)用于进料的一端齐平；所述返渣筒(5)的另一端设有返渣装置(10)，加热后的兰炭一部分通过返渣装置(10)进入返渣筒(5)作为热载体返回到进料端与原料混合，提高原料升温速度，避免进料端结焦堵塞，提高热解效率，另一部分通过出料锁风装置(15)从出料罩(14)排出，作为热载体返回到进料端与原料混合，提高原料升温速度，避免进料端结焦堵塞，提高热解效率。
[0010]进一步的，所述外筒(I)内壁设有保温材料层(2)，这样不但减少热量损失，而且降低外筒(I)外表面温度，减轻支承装置(12)和传动装置(11)的热负担，提高安全运转率。
[0011]作为优先方案，所述返渣装置(10)为料勺，旋转时把加热筒(4)内的兰炭舀到返渣筒(5)里，料勺结构简单、制作方便、使用效率高，能大大提高兰炭通过返渣筒(5)返回进料端的速度，进一步提闻了热解效率。
[0012]进一步的，所述加热筒(4)、返渣筒(5)内部均设有螺旋导料装置，因为所述外筒
(I)、加热筒(4)、返渣筒(5)工作时同时旋转，通过螺旋导料装置，而螺旋导料装置是一系类的叶片，在叶片作用下边旋转边前进，加快了进料出料速度，同时避免了原料在出料端的堵塞。
[0013]进一步的，所述混合式加热设备还包括与所述进料锁风装置(8)连接的进料罩
(9),与所述出料锁风装置(15)连接的出料罩(14)。
[0014]因为原料在加热筒内加热后有煤气之类的可燃气体，不能进氧气，所以需要设定锁风装置，所述锁风装置结构为一个环形通道，里面有球，通过球封和料封进行密封，作为优先方案，所述进料锁风装置(8 )、出料锁风装置(15 )为球封锁风装置。
[0015]如上所述的混合式加热设备在制备兰炭方面的应用，尤其是制备兰炭的方法，具体包括如下步骤:
1)热烟气由燃烧器(18)供入加热炉(13)内，经进气罩(17)进入外筒(I)；
2)原料喂入进料罩(9)，经进料锁风装置(8)进入加热筒(4)；
3)原料在加热筒(4)内600-650°C加热I小时;
4 )加热后的产物兰炭一部分通过返渣装置(10 )进入返渣筒(5 )作为热载体循环使用，另一部分通过出料锁风装置(15)从出料罩(14)排出，作进一步处理；加热后产生的煤气经煤气出口( 16 )排出，进入煤气处理系统，冷凝回收。
[0016]优选的，所述热烟气为可燃物。
[0017]进一步的，所述热烟气为煤焦油或者煤气，可以市购也可以为本公司自己生产，同时也可以将得到的兰炭作为烟气热源。
[0018]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)、本发明靠热烟气通过外筒(I)筒壁传热，加热筒(4)加热区全部置于高温烟气通道内，最大限度的减少热量损失，提闻热效率；
(2)、传动装置(11)和支承装置(12)的部分与外筒(I)接触，接触面积小，受热部分小，减少了传动装置(11)和支承装置(12)的损坏，延长了使用寿命；
(3)、在外筒(I)内壁设有保温材料材料层(2)，不但减少了热量损失，而且降低外筒
(I)外表面温度，减轻了支承装置(12)和传动装置(11)的热负担，提高了安全运转率；
(4)、设有返渣筒(5)和返渣装置(10)，将加热原料之后的兰炭作为热载体通过返渣筒
(5)和返渣装置(10)返回到进料端，与原料再次混合，一方面充分利用了兰炭可以作为热源为原料提供热量，减少了所需热烟气的用量，提高了热效率；另一方面兰炭作为热载体与原料混合，加速热交换效率，避免原料在进料端口结焦堵塞；
(5)、所述制备方法对原料的质量没有要求，大大提高了原料的利用率；
(6)、焦油回收率也到了提高；
(7)、得到的煤气质量也高。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例的主视图；
图2为本发明实施例的侧视图；
图3为图1中A-A面的剖视图；
图4为第一支撑件、第二支撑件的结构示意图；
图5为进料锁风装置、出料锁风