一种低阶煤的提质装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种低阶煤的提质装置，涉及煤炭高效清洁转化技术领域，包括若干炭化室，用于对进入其腔内的煤进行碳化干馏；燃烧室，与所述炭化室交替间隔设置，并对所述炭化室进行加热，所述燃烧室侧壁上成对设置至少一对与燃烧室内腔相通的燃烧室通孔，一对所述燃烧室通孔之一形成燃料、空气入口，另一形成热烟气出口；还包括储存烟气热量的蓄热室，所述蓄热室的侧壁上具有两个与蓄热室内腔相通的蓄热室通孔，分别为第一蓄热室通孔和第二蓄热室通孔，其中所述第一蓄热室通孔与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔连通。
【专利说明】
一种低阶煤的提质装置
技术领域
[0001]本发明公开了一种低阶煤的提质装置，属于煤炭高效清洁转化技术领域。
【背景技术】
[0002]煤炭分质利用是世界范围内实现低阶煤资源清洁高效转化利用的有效途径。鉴于我国有超过50%的煤炭资源属于低阶煤，煤炭分质利用一直是我国先进能源领域的重要发展方向，也是业内目前最为看好的煤炭深加工技术路线。
[0003]煤炭分质利用是指将煤炭通过中低温干馏进行热解，取出其中的挥发分，包括煤气与煤焦油，剩余半焦再利用的一种煤炭使用形式。热解技术的开发是煤炭分质利用工艺的核心。低阶煤的热解通常分为三个阶段:(I)干燥段(<200°C)，主要是脱除煤中的外水及内水，析出煤中吸附和空隙中封闭的二氧化碳、甲烷及氮气等；(2)干馏段(200-600°C)，主要发生煤结构中甲氧基等不稳定基团的断裂及分解，产生高热值的煤气(主要是甲烷、氢气、一氧化碳)、焦油及半焦；(3)缩聚阶段(600-1000°C)，主要发生半焦的热缩聚反应及焦油的二次分解反应，进一步析出大量煤气。
[0004]如今比较成熟的热解技术有内热式直立炉技术、固体热载体技术及外热式回转窑技术。以三江SJ低温干馏炉为代表的内热式直立炉主要特点是回炉煤气及助燃空气的燃烧气直接加热原料煤。这种炉型结构简单，操作方便，但这种炉子转化煤量小，仅适用于外形尺寸30-80mm的块煤，另外还会产生大量难以处理的废水，所产煤气中含有大量氮气，品质较差。
[0005]外热式回转干馏技术是近年来开发的一种较为成功的低阶煤热解技术。在该公司公开的专利CN204454998U中，其核心的热解反应器包括内筒和外筒，内筒与外筒之间为高温气体通道，通过内筒壁面传热对粉煤进行加热；内筒内设置传动绞龙，粉煤在传动绞龙的旋转下向内筒的后端移动。为了进一步提高单炉的出力，降低系统能耗及产生的废水量，中国专利CN102417823A提出了一种采用蒸汽回转干燥机干燥和多管回转低温干馏机干馏的低阶煤组合提质工艺及系统。干燥机所用过热蒸汽来自于干燥循环尾气和煤粉干燥蒸发出的水蒸汽。回转干馏用的热源为烟气发生炉产生的高温烟气。外热式回转干馏技术热解出力大，热转换效率高，煤气品质好，但由于动设备及高温设备多，导致系统庞大，整体可靠性差，且焦油品质差、含尘量高的问题难以有效解决。
[0006]为了克服外热式干馏装置焦油品质差、含尘量高的问题，现有技术公开号为CN102703097A的中国专利提出一种用于宽粒径分布煤的干馏装置组，由若干干馏装置并联组成。该干馏装置包括:半焦排出口、燃烧加热室、加煤口与热解气排出管，所述干馏装置内还设置两层隔板，该两层隔板之间形成热解气体通道，所述隔板上设有空隙，形成燃料层向热解气通道的气体流路。该干馏装置通过燃烧加热室对加热壁加热升温进而实现对炭化室中原煤的加热。
[0007]然而，该技术在实际操作中存在的问题在于:1、燃烧室出口的烟气温度高，但是该专利文献中的干馏装置组对燃烧室出口的烟气没有进一步处理利用，因此，使得热量损失较大，整个装置热转换效率低，在持续不断地对大量的煤提质热解过程中，损失的热量累计后是重大的经济损失。2、由于低阶煤含水量较大，在干馏装置中脱除水分的过程所需的热量几乎占到整个热解过程的一半，从而使得干馏耗时长，经济性差。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题在于解决现有技术的煤提质干馏装置燃烧室出口烟气温度高，热量损失大的问题，从而提出一种热转换效率高的，更具有经济性的低阶煤的提质
目.ο
[0009]本发明提供的一种低阶煤的提质装置，包括
[0010]若干炭化室，用于对进入其腔内的煤进行碳化干馏；
[0011]燃烧室，与所述炭化室交替间隔设置，并对所述炭化室进行加热，所述燃烧室侧壁上成对设置至少一对与燃烧室内腔相通的燃烧室通孔，一对所述燃烧室通孔之一形成燃料、空气入口，另一形成热烟气出口 ；
[0012]还包括储存烟气热量的蓄热室，所述蓄热室的侧壁上具有两个与蓄热室内腔相通的蓄热室通孔，分别为第一蓄热室通孔和第二蓄热室通孔，其中所述第一蓄热室通孔与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔连通。
[0013]优选地，所述燃烧室通孔分设于所述燃烧室的两相对设置的第一侧侧壁和第二侧侧壁上，每一所述燃烧室通孔处设有一所述蓄热室，且该所述燃烧室通孔与对应的所述蓄热室的所述第一蓄热室通孔连通，所述蓄热室上还包括往所述燃烧室内供应燃料的第三蓄热室通孔;所述提质装置还包括燃料供气管路以及空气管路，其中第一侧的燃料供气管路与第一侧的所述第三蓄热室通孔连通，第二侧的燃料供气管路与第二侧的所述第三蓄热室通孔连通，两侧所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室内供燃料，且其中一侧的所述燃料供气管路供气时，另一侧的所述燃料供气管路被截断；第一侧的所述空气管路与第一侧的所述第二蓄热室通孔连通，第二侧的所述空气管路与第二侧的所述第二蓄热室通孔连通，两侧所述空气管路交替从两侧往所述燃烧室内提供空气，其中一侧的所述空气管路往所述燃烧室内提供空气时，另一侧的所述空气管路形成所述燃烧室的烟气排出管路。
[0014]优选地，所述燃料供气管路包括总燃料管路，由所述总燃料管路分成两支的分支燃料管路，以及若干一端与同侧的所述第三蓄热室通孔连通，另一端与同侧的所述分支管路连通的细分支管路，且每一所述细分支管路上设有一快切阀。
[0015]优选地，所述空气管路包括具有一换向阀入口，一换向阀出口，两工作口的换向阀，以及与所述换向阀入口连通的空气进气管，与所述换向阀出口连通的烟气排出管，与两所述工作口分别连通的两工作管路，同侧的所述工作管路分成若干支细工作管路分别与同侧的所述第二蓄热室通孔连通，通过切换所述换向阀使所述空气进气管与其中一所述工作管路连通往所述燃烧室内提供空气，所述烟气排出管与其中另一所述工作管路连通将从所述蓄热室出来的烟气排出。
[0016]优选地，所述蓄热室包括蓄热腔，以及填装在所述蓄热腔内蓄热体;所述蓄热体设置于第一蓄热室通孔与第二蓄热室通孔之间。
[0017]优选地，所述蓄热体为蜂窝陶瓷蓄热体。
[0018]优选地，所述燃烧室由燃烧室传热墙和燃烧室边墙围成，其中所述燃烧室传热墙与所述炭化室紧贴，所述燃烧室通孔成型在两相对设置的所述燃烧室边墙上，所述燃烧室传热墙的内表面上对所述燃烧室传热墙加强的第一加强结构。
[0019]优选地，所述第一加强结构为若干加强隔墙，所述加强隔墙上设有通气孔，所述通气孔形成将所述燃烧室两侧的所述燃烧室通孔连通的扩散通道。
[0020]优选地，所述燃烧室顶面上成型有引导原煤落入所述炭化室的原煤入口内的斜坡。
[0021]优选地，所述斜坡呈三角结构，其顶角为10?45°。
[0022]优选地，所述炭化室由炭化室传热墙和炭化室边墙围成，其中所述炭化室传热墙与所述燃烧室紧贴，所述炭化室传热墙上设置有用于增加所述炭化室传热墙强度且促进导热的第二加强结构。
[0023]优选地，所述第二加强结构为连接在两所述炭化室传热墙之间的若干加强筋板。
[0024]优选地，所述加强筋板为三角形加强筋板，三角形顶角向上。
[0025]优选地，所述炭化室的煤气导出腔在所述炭化室内上下方向延伸设置，且所述煤气导出腔内部设置有若干用于加强所述煤气导出腔侧壁强度的支撑柱。
[0026]优选地，所述煤气导出腔由相对设置的两炭化室传热墙以及相对设置的A、B两侧壁围成。
[0027]优选地，所述煤气导出腔包括两种形式:A侧壁和B侧壁其中之一由炭化室边墙形成，A侧壁和B侧壁的另一位于所述炭化室内，且其上开设若干导气孔;或者是A侧壁、B侧壁均位于所述炭化室内，且A侧壁和B侧壁上均开设若干导气孔;且所述导气孔以朝向所述煤气导出腔的一端高于远离该煤气导出腔的一端的形式倾斜设置。
[0028]优选地，所述炭化室产生的煤气从煤气导出腔的上端开口出来进入煤气总管到收集系统;煤气中携带的部分粉尘依靠自重从煤气导出腔下端的开口排出。
[0029]优选地，所述燃料总管路上还设有燃料换热器，所述炭化室底部的出口与熄焦装置的进口接通，所述熄焦装置上设有熄焦装置热烟气出口，所述熄焦装置热烟气出口通过管路与所述燃料换热器的热介质入口连通，通过换热对通过所述燃料换热器中的燃料进行预热。
[0030]优选地，所述熄焦装置热烟气出口与所述燃料换热器的热介质入口之间依次还设有通过管路连通的第一旋风、第一布袋。
[0031]优选地，还包括用于在煤进入炭化室前的对煤进行干燥的蒸汽回转干燥机；蒸汽回转干燥机的煤出口与缓冲仓进口接通，所述缓冲仓的下方出口接通炭化室顶部的开口。
[0032]优选地，所述蒸汽回转干燥机设置有原煤进口，干燥煤出口，干燥机水蒸气出口、加热蒸汽入口及加热蒸汽出口；还包括烟气换热器，所述烟气换热器的热介质入口通过管路与所述蓄热室出来的烟气连通，所述干燥机水蒸气出口与所述烟气换热器的换热器水蒸气入口通过管路连通，所述烟气换热器的换热器水蒸气出口与所述加热蒸汽入口通过管路连通。
[0033]优选地，所述加热蒸汽出口通过管路与所述熄焦装置连通。
[0034]优选地，所述干燥机水蒸气出口与所述烟气换热器的换热器水蒸气入口之间还依次设有第二旋风、第二布袋。
[0035]本发明相对于现有技术具有以下优点:
[0036]1.本发明提供的低阶煤的提质装置，包括若干炭化室，用于对进入其腔内的煤进行碳化干馏;燃烧室，与所述炭化室交替间隔设置，并对所述炭化室进行加热，所述燃烧室侧壁上成对设置至少一对与燃烧室内腔相通的燃烧室通孔，一对所述燃烧室通孔之一形成燃料、空气入口，另一形成热烟气出口。还包括储存烟气热量的蓄热室，所述蓄热室的侧壁上具有两个与蓄热室内腔相通的蓄热室通孔，分别为第一蓄热室通孔和第二蓄热室通孔，其中所述第一蓄热室通孔与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔连通，使得燃烧室内产生的热烟气通过热烟气出口后经由第一蓄热室通孔进入蓄热室内，即其燃烧产生的热量被储存在蓄热室中，以备下一步利用，而不是直接被排出装置外，从而降低了本装置的能耗，而热烟气被蓄热室吸收后通过第二蓄热室通孔排出烟气。
[0037]2.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述燃烧室通孔分设于所述燃烧室的两相对设置的第一侧侧壁和第二侧侧壁上，燃料、空气从第一侧侧壁上的燃烧室通孔进入燃烧室，则热烟气从对立面的第二侧侧壁上的燃烧室通孔排出;所述蓄热室还具有往所述燃烧室内供应燃料的第三蓄热室通孔，每一所述燃烧室通孔处设有一所述蓄热室，且该所述燃烧室通孔与队友的所述蓄热室的第一蓄热室通孔连通，以确保燃烧室内的热烟气从任一燃烧室通孔排出后都能通过第一蓄热室通孔后热量被蓄热室吸收。该提质装置还包括燃料供气管路以及空气管路，其中第一侧的燃料供气管路与第一侧的所述第三蓄热室通孔连通，第二侧的燃料供气管路与第二侧的所述第三蓄热室通孔连通，两侧所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室内供燃料，且其中一侧的所述燃料供气管路供气时，另一侧的所述燃料供气管路被截断，以防止燃料从一侧进入燃烧室后从未能充分燃烧而进入另一侧的燃料供气管理，并防止燃烧室产生的热烟气进入燃料供气管路，引发燃料供气管路的燃烧甚至爆炸；第一侧的所述空气管路与第一侧的所述第二蓄热室通孔连通，第二侧的所述空气管路与第二侧的所述第二蓄热室通孔连通，当空气进入燃烧室前依次穿过第二蓄热室通孔、第一蓄热室通孔而吸收蓄热室的热量，从而使得空气升温，提升助燃效果，提高燃料的燃烧效率。两侧所述空气管路交替从两侧往所述燃烧室内提供空气，其中一侧的所述空气管路往所述燃烧室内提供空气时，另一侧的所述空气管路形成所述燃烧室的烟气排出管路，而所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室内供燃料，使得两侧的所述蓄热室交替工作蓄热后再为空气加热，避免一侧的蓄热室持续不断的吸收热烟气的热量而无法被有效利用。所述同一侧的燃料供气管路和空气管路分别同时向燃烧室内提供燃料和空气，以获取较好的燃烧效果。
[0038]3.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述燃料供气管路包括总燃料管路，由所述总燃料管路分成两支的分支燃料管路，以及若干一端与同侧的所述第三蓄热室通孔连通，另一端与同侧的所述分支管路连通的细分支管路，且每一所述细分支管路上设有一快切阀，所述快切阀不仅可用于控制燃料是否进入燃烧室内，还可以根据炭化室内煤的含量多少以及成分区别等控制燃料的燃烧量及燃烧中心。通常，同一侧的快切阀同时打开或关闭，如一侧的快切阀打开使燃料进入燃烧室，则另一侧的快切阀关闭阻止燃料进入燃烧室。
[0039]4.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述空气管路包括具有一换向阀入口，一换向阀出口，两工作口的换向阀，以及与所述换向阀入口连通的空气进气管，与所述换向阀出口连通的烟气排出管，与两所述工作口分别连通的两工作管路，同侧的所述工作管路分成若干支细工作管路分别与同侧的所述第二蓄热室通孔连通，通过切换所述换向阀使所述空气进气管与其中一所述工作管路连通往所述燃烧室内提供空气，所述烟气排出管与其中另一所述工作管路连通将从所述蓄热室出来的烟气排出。通过换向阀的设置使得空气可以根据燃烧室的需要进入其中一侧的工作管路，而燃烧产生的热烟气经过蓄热室后从第二蓄热室排出的换向阀出口处，用于下一道的应用。
[0040]5.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述燃烧室由燃烧室传热墙和燃烧室边墙围成，其中所述燃烧室传热墙与所述炭化室紧贴，所述燃烧室通孔成型在两相对设置的所述燃烧室边墙上，所述燃烧室传热墙的内表面上对所述燃烧室传热墙加强的第一加强结构。传热墙既使得燃烧室可以有效地为炭化室腔内的煤加热，也起到了隔离作用，避免燃烧室内燃烧产生的烟气等对炭化室内的煤造成污染。燃烧室的通孔成型在两相对设置的燃烧室边墙上而不占用传热墙的空间，使得燃烧室产生的热量被充分利用。所述第一加强结构用于加强传热墙的强度，避免燃烧室传热墙因高温燃烧产生较大变形。
[0041]6.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述燃烧室顶面上成型有引导原煤落入所述炭化室的原煤入口内的斜坡，以避免原煤滞留在燃烧室的顶面。
[0042]7.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述炭化室由炭化室传热墙和炭化室边墙围成，其中所述炭化室传热墙与所述燃烧室紧贴，所述炭化室传热墙上设置有用于增加所述炭化室传热墙强度且促进导热的第二加强结构。传热墙既使得燃烧室可以有效地为炭化室腔内的煤加热，也起到了隔离作用，避免燃烧室内燃烧产生的烟气等对炭化室内的煤造成污染。所述第二加强结构增加炭化室传热墙的强度，避免其因为高温而产生变形，也促进导热，使得炭化室内的温度较为均为，煤粉得到均匀加热而获得较好的炭化效果。
[0043]8.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述加强筋板为三角形加强筋板，三角形顶角向上，从而使得煤粉或半焦产品可以落入炭化室底部而不滞留在炭化室内。
[0044]9.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述炭化室的煤气导出腔在所述炭化室内上下方向延伸设置，使得煤气可以自下而上导出腔外，炭化室内的煤气导出腔内不具有需要加热的煤粉，因此煤气导出腔的温度会高于有煤粉的位置，可能使得煤气导出腔产生变形，因此在所述煤气导出腔内部设置有若干用于加强所述煤气导出腔侧壁强度的支撑柱。
[0045]10.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述煤气导出腔由相对设置的两炭化室传热墙以及相对设置的A、B两侧壁围成，即所述煤气导出腔被环绕而成，从而形成一个导出煤气的通道。
[0046]11.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述煤气导出腔包括两种形式:A侧壁和B侧壁其中之一由炭化室边墙形成，A侧壁和B侧壁的另一位于所述炭化室内，且其上开设若干导气孔，或者是A侧壁、B侧壁均位于所述炭化室内，且A侧壁和B侧壁上均开设若干导气孔，导气孔的设置使得煤在高温下发生碳化干馏而产生的煤气通过导气孔进入煤气导出腔。并且所述导气孔以朝向所述煤气导出腔的一端高于远离该煤气导出腔的一端的形式倾斜设置，使得煤气顺利进入煤气导出腔内，也避免煤粉落入煤气导出腔内而阻碍煤气的正常导出。
[0047]12.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述燃料总管路上还设有燃料换热器，所述炭化室底部的出口与熄焦装置的进口接通，使得经过炭化后的焦油或半焦产品进入熄焦装置，所述熄焦装置上设有熄焦装置热烟气出口，所述熄焦装置热烟气出口通过管路与所述燃料换热器的热介质入口连通，通过换热对通过所述燃料换热器中的燃料进行预热，提升燃料温度而促进燃烧效果。
[0048]13.本发明提供的低阶煤的提质装置，所述熄焦装置热烟气出口与所述燃料换热器的热介质入口之间依次还设有通过管路连通的第一旋风、第一布袋，可以有效的为熄焦装置出口处的热烟气除尘净化后与燃料换热再排出，防止粉尘对空气的污染。
[0049]14.本发明提供的低阶煤的提质装置，还包括用于在煤进入炭化室前的对煤进行干燥的蒸汽回转干燥机;蒸汽回转干燥机的煤出口与缓冲仓进口接通，所述缓冲仓的下方出口接通炭化室顶部的开口，煤经过蒸汽回转干燥机的干燥后进入缓冲仓，由缓冲仓垂直落入炭化室后进行干馏。煤经过蒸汽回转干燥机进行干燥后，再进入炭化室进行干馏，从而提高干馏效率，更具经济性，而且干燥过程产生的水约占整个热解产生水量的80%，而这部分水不含对环境危害大的氨、酚类含氧化合物及焦油，因此干燥水只要简单除去所含的粉尘即可满足排放要求。
【附图说明】
[0050]为了更清楚地说明本发明【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发明的一些实施方式，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。
[0051]图1为本发明的低阶煤的提质装置的结构示意图；
[0052]图2为本发明的低阶煤的提质装置的燃烧室的第一剖视图；
[0053]图3为本发明的低阶煤的提质装置的燃烧室的第二剖视图；
[0054]图4为本发明的低阶煤的提质装置的炭化室的剖视图；
[0055]图5为本发明的低阶煤的提质装置的燃烧室的工作过程；
[0056]图6为本发明的低阶煤的提质装置的工作流程图。
[0057]附图标记:1-燃烧室；IA-燃烧室通孔；2-炭化室；3-边墙;4_扩散通道;5_蓄热室；5A-第一蓄热室通孔;5B-第二蓄热室通孔;5C-第三蓄热室通孔;6-煤气导出腔;7-传热墙；8-斜坡;9-隔墙；10-蓄热体;11-换向阀；12-加强筋板;13-缓冲仓;14-蒸汽回转干燥机;15-熄焦装置；16-排焦装置；17-第一旋风；18-第一布袋；19-燃料换热器;20-快切阀；21-烟气换热器;23-空气进气管;24-烟气排出管;25-第二旋风;26-第二布袋;27-支撑柱；141-原煤进口 ； 142-加热蒸汽入口 ； 143-水蒸气出口 ； 144-加热蒸汽出口 ； 145-干燥煤出口。
【具体实施方式】
[0058]下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0059]此外，下面所描述的本发明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。
[0060]本实施例提供了一种低阶煤的提质装置，如图1所示，包括[0061 ]若干炭化室2，用于对进入其腔内的煤进行碳化干馏；
[0062]燃烧室I，与所述炭化室2交替间隔设置，并对所述炭化室2进行加热，所述燃烧室I侧壁上成对设置至少一对与燃烧室I内腔相通的燃烧室通孔1A，一对所述燃烧室通孔IA之一形成燃料、空气入口，另一形成热烟气出口 ；
[0063]还包括储存烟气热量的蓄热室5，所述蓄热室5的侧壁上具有两个与蓄热室内腔相通的蓄热室通孔，分别为第一蓄热室通孔5A和第二蓄热室通孔5B，其中所述第一蓄热室通孔5A与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔IA连通。
[0064]上述的低阶煤的提质装置，如图2、图3所示，燃烧室I外设置有储存烟气热量的蓄热室5，蓄热室5的侧壁上具有两个与蓄热室5内腔相通的蓄热室5通孔，分别为第一蓄热室通孔5A和第二蓄热通孔5B，其中所示第一蓄热室通孔与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔IA连通，使得燃烧室I内产生的热烟气通过热烟气出口后经由第一蓄热室通孔5A进入蓄热室5内，即其燃烧产生的热量被储存在蓄热室5中，以备下一步利用，而不是直接被排出装置外，从而降低了本装置的能耗，而热烟气被蓄热室5吸收后通过第二蓄热室通孔5B排出烟气。
[0065]作为本实施例优选的实施方式，所述燃烧室I侧壁上有六个与燃烧室I内腔相通的燃烧室通孔1A，两所述燃烧室通孔IA构成一组，即三组燃烧室通孔1A。
[0066]所述燃烧室通孔IA分设于所述燃烧室I的两相对设置的第一侧侧壁和第二侧侧壁上，燃料、空气从第一侧侧壁上的燃烧室通孔IA进入燃烧室I，则热烟气从对立面的第二侧侧壁上的燃烧室通孔IA排出；所述蓄热室5还具有往所述燃烧室I内供应燃料的第三蓄热室通孔5C，每一所述燃烧室通孔IA处设有一所述蓄热室5，且该所述燃烧室通孔IA与对应的所述蓄热室5的第一蓄热室通孔5A连通，以确保燃烧室I内的热烟气从任一燃烧室通孔IA排出后都能通过第一蓄热室通孔5A后热量被蓄热室5吸收。本实施例的提质装置还包括燃料供气管路以及空气管路，其中第一侧的燃料供气管路与第一侧的所述第三蓄热室通孔5C连通，第二侧的燃料供气管路与第二侧的所述第三蓄热室通孔5C连通，两侧所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室I内供燃料，且其中一侧的所述燃料供气管路供气时，另一侧的所述燃料供气管路被截断，以防止燃料从一侧进入燃烧室I后从未能充分燃烧而进入另一侧的燃料供气管理，并防止燃烧室I产生的热烟气进入燃料供气管路，引发燃料供气管路的燃烧甚至爆炸;第一侧的所述空气管路与第一侧的所述第二蓄热室通孔5B连通，第二侧的所述空气管路与第二侧的所述第二蓄热室通孔5B连通，当空气进入燃烧室I前依次穿过第二蓄热室通孔5B、第一蓄热室通孔5A而吸收蓄热室5的热量，从而使得空气升温，提升助燃效果，提高燃料的燃烧效率。两侧所述空气管路交替从两侧往所述燃烧室I内提供空气，其中一侧的所述空气管路往所述燃烧室I内提供空气时，另一侧的所述空气管路形成所述燃烧室I的烟气排出管路，而所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室I内供燃料，使得两侧的所述蓄热室5交替工作蓄热后再为空气加热，热利用率更好，能够对空气加热更充分。所述同一侧的燃料供气管路和空气管路分别同时向燃烧室I内提供燃料和空气，以获取较好的燃烧效果。
[0067]如图5所示，所述燃料供气管路包括总燃料管路，由所述总燃料管路分成两支的分支燃料管路，以及若干一端与同侧的所述第三蓄热室通孔5C连通，另一端与同侧的所述分支管路连通的细分支管路，且每一所述细分支管路上设有一快切阀20，所述快切阀20不仅可用于控制燃料是否进入燃烧室I内，还可以根据炭化室2内煤的含量多少以及成分区别等控制燃料的燃烧量及燃烧中心。通常，同一侧的快切阀同时打开或关闭，如一侧的快切阀20打开使燃料进入燃烧室I，则另一侧的快切阀20关闭阻止燃料进入燃烧室I。
[0068]所述空气管路包括具有一换向阀入口，一换向阀出口，两工作口的换向阀11，以及与所述换向阀入口连通的空气进气管23，与所述换向阀出口连通的烟气排出管24，与两所述工作口分别连通的两工作管路，同侧的所述工作管路分成若干支细工作管路分别与同侧的所述第二蓄热室通孔5B连通，通过切换所述换向阀11使所述空气进气管23与其中一所述工作管路连通往所述燃烧室I内提供空气，所述烟气排出管24与其中另一所述工作管路连通将从所述蓄热室5出来的烟气排出。通过换向阀11的设置使得空气可以根据燃烧室I的需要进入其中一侧的工作管路，而燃烧产生的热烟气经过蓄热室5后从第二蓄热室5排出的换向阀出口处，用于下一道的应用。
[0069]所述蓄热室包括蓄热腔，以及填装在所述蓄热腔内蓄热体10。所述蓄热体10设置于第一蓄热室通孔5A与第二蓄热室通孔5B之间，从而使得空气从第一蓄热室通孔5A穿过后经过蓄热体10而被充分加热后由第二蓄热室通孔5B离开蓄热体10，再经过燃烧室通孔IA进入燃烧室。
[0070]所述蓄热体10为蜂窝陶瓷蓄热体，蓄热体的材质包括菁青石、莫来石、铝质瓷等。
[0071]所述燃烧室由燃烧室传热墙7和燃烧室边墙3围成，其中所述燃烧室传热墙与所述炭化室紧贴，所述燃烧室通孔IA成型在两相对设置的所述燃烧室边墙3上，所述燃烧室传热墙7的内表面上对所述燃烧室传热墙加强的第一加强结构。传热墙7既使得燃烧室可以有效地为炭化室腔内的煤加热，也起到了隔离作用，避免燃烧室I内燃烧产生的烟气等对炭化室2内的煤造成污染。燃烧室I的燃烧室通孔IA成型在两相对设置的燃烧室边墙上而不占用传热墙的空间，使得燃烧室I产生的热量被充分利用。所述第一加强结构用于加强传热墙的强度，避免燃烧室传热墙7因高温燃烧产生较大变形。
[0072]所述第一加强结构为加强隔墙，如图2所示，所述加强隔墙上设有通气孔，所述通气孔形成将所述燃烧室两侧的所述燃烧室通孔连通的扩散通道4，从而既加强了燃烧室传热墙7的强度，又不阻碍燃烧室内气体的扩散。
[0073]优选地，所述隔墙9与设有所述燃烧室通孔的所述燃烧室边墙3平行。
[0074]两侧的所述燃烧室边墙上的所述燃烧室通孔对称设置，使得燃烧产生的烟气可及时排出燃烧室，且两侧交替向燃烧室送入燃料和空气。
[0075]所述燃烧室I顶面上成型有引导原煤落入所述炭化室的原煤入口内的斜坡8，以避免原煤滞留在燃烧室的顶面。
[0076]优选的，所述斜坡8呈三角结构，其顶角为10?45°。
[0077]所述炭化室由炭化室传热墙7和炭化室边墙3围成，其中所述炭化室传热墙7与所述燃烧室紧贴，所述炭化室传热墙7上设置有用于增加所述炭化室传热墙强度且促进导热的第二加强结构。传热墙7既使得燃烧室I可以有效地为炭化室2腔内的煤加热，也起到了隔离作用，避免燃烧室I内燃烧产生烟气对炭化室2内的煤气造成污染，从而使得炭化室2产生的煤气中氮气、二氧化碳等非燃料气含量显著降低，提高了煤气的热值。所述第二加强结构增加炭化室传热墙的强度，避免其因为高温而产生变形，也促进导热，使得炭化室2内的温度较为均为，煤粉得到均匀加热而获得较好的炭化效果。
[0078]如图4所示，所述第二加强结构为连接在两所述炭化室传热墙7之间的若干加强筋板12。
[0079]所述加强筋板12为三角形加强筋板，三角形顶角向上，从而使得煤粉或半焦产品可以落入炭化室底部而不滞留在炭化室内。
[0080]作为本实施例优选的实施方式，所述燃烧室I的数量比炭化室2的数量多一个，从而使得每一个炭化室上都具有两个传热墙7，每一炭化室2内的温度分布均匀。例如，炭化室数量为99个，则燃烧室的数量为100个。
[0081]所述炭化室的煤气导出腔6在所述炭化室内上下方向延伸设置，使得煤气可以自下而上导出腔外，炭化室5内的煤气导出腔6内不具有需要加热的煤粉，因此煤气导出腔的温度会高于有煤粉的位置，可能使得煤气导出腔产生变形，因此在所述煤气导出腔6内部设置有若干用于加强所述煤气导出腔侧壁强度的支撑柱27。
[0082]所述煤气导出腔6由相对设置的两炭化室传热墙7以及相对设置的A、B两侧壁围成，即所述煤气导出腔6被环绕而成，从而形成一个导出煤气的通道。
[0083]所述煤气导出腔6包括两种形式:A侧壁和B侧壁其中之一由炭化室边墙3形成，A侧壁和B侧壁的另一位于所述炭化室2内，且其上开设若干导气孔，或者是A侧壁、B侧壁均位于所述炭化室内，且A侧壁和B侧壁上均开设若干导气孔，导气孔的设置使得煤在高温下发生碳化干馏而产生的煤气通过导气孔进入煤气导出腔6。并且所述导气孔以朝向所述煤气导出腔的一端高于远离该煤气导出腔的一端的形式倾斜设置，使得煤气顺利进入煤气导出腔内，也避免煤粉落入煤气导出腔6内而阻碍煤气的正常导出。
[0084]优选地，所述煤气导出腔6的材质可以是耐高温耐火的不锈钢，或者砖耐火材料。
[0085]所述炭化室2产生的煤气从煤气导出腔6的上端开口出来进入煤气总管到收集系统;煤气中携带的部分粉尘依靠自重从煤气导出腔6下端的开口排出，以提高煤气总管中煤气的纯度及排出速度。
[0086]所述燃料总管路上还设有燃料换热器19，所述炭化室2底部的出口与熄焦装置15的进口接通，使得经过炭化后的焦油或半焦产品进入熄焦装置15，所述熄焦装置15上设有熄焦装置热烟气出口，所述熄焦装置热烟气出口通过管路与所述燃料换热器19的热介质入口连通，通过换热对通过所述燃料换热器19中的燃料进行预热，提升燃料温度而促进燃烧效果。
[0087]所述熄焦装置15热烟气出口与所述燃料换热器19的热介质入口之间依次还设有通过管路连通的第一旋风17、第一布袋18，可以有效的为熄焦装置15出口处的热烟气除尘净化后与燃料换热再排出，防止粉尘对空气的污染。
[0088]所述熄焦装置15的下方设置有传送焦油或半焦产品的排焦装置16。
[0089]本实施例提供的低阶煤的提质装置，还包括用于在煤进入炭化室2前的对煤进行干燥的蒸汽回转干燥机14;蒸汽回转干燥机14的煤出口与缓冲仓13进口接通，所述缓冲仓13的下方出口接通炭化室2顶部的开口，煤经过蒸汽回转干燥机14的干燥后进入缓冲仓13，由缓冲仓13垂直落入炭化室5后进行干馏。煤经过蒸汽回转干燥机14进行干燥后，再进入炭化室2进行干馏，从而提高干馏效率，更具经济性，而且干燥过程产生的水约占整个热解产生水量的80%，而这部分水不含对环境危害大的氨、酚类含氧化合物及焦油，因此干燥水只要简单除去所含的粉尘即可满足排放要求。
[0090]如图6所示，所述蒸汽回转干燥机14设置有原煤进口141，干燥煤出口 145，干燥机水蒸气出口 143、加热蒸汽入口 142及加热蒸汽出口 144，原煤从原煤进口 141进入蒸汽回转干燥机14后从干燥煤出口 145排出，原煤干燥产生的水蒸气通过干燥机水蒸气出口 143排出，为蒸汽回转干燥机14内原煤加热的蒸汽从加热蒸汽入口 142进入后从加热蒸汽出口排出144。所述烟气换热器19的热介质入口通过管路与所述蓄热室5出来的烟气连通，所述干燥机水蒸气出口与所述烟气换热器19的换热器水蒸气入口通过管路连通，所述烟气换热器19的换热器水蒸气出口与所述加热蒸汽入口通过管路连通，也就是说，干燥机水蒸气出口143的水蒸气在烟气换热器19的作用下，与从蓄热室2出来的烟气换热升温后再作为蒸汽回转干燥机14的加热蒸汽，能够进一步利用烟气的热量，提高热效率。。
[0091]所述加热蒸汽出口144通过管路与所述熄焦装置15连通，使得蒸汽回转干燥机14的加热蒸汽排出后再用于协助熄焦装置15加快对焦油或半焦产品的降温，从而节约了用水，也减少了排放。
[0092]所述干燥机水蒸气出口143与所述烟气换热器21的换热器水蒸气入口之间还依次设有第二旋风25、第二布袋26，以去除煤干燥后跟随水蒸气一起排出的粉尘，从而使得排出的水蒸气符合排放规定，保护环境。
[0093]本实施例提供的低阶煤的提质装置，所述燃烧室I内部的长度尺寸为1.5?5m，宽度尺寸为100?600mm，高度尺寸为2?10m，所述传热墙7厚度为60?150mm，所述隔墙9的间距为0.3?0.7m，所述燃烧室I内气体扩散通道4之间的间距小于3m。传统的外热式热解宽度不小于400mm，本实施例中，所述炭化室2的宽度尺寸为50?400mm，优选为100?250mm，使得炭化室内温度分布更加均匀，热解时间也大大缩短，这两个因素均可抑制焦油的二次分级，提尚焦油品质。
[0094]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他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发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种低阶煤的提质装置，包括 若干炭化室(2)，用于对进入其腔内的煤进行碳化干馏； 燃烧室(I)，与所述炭化室(2)交替间隔设置，并对所述炭化室(2)进行加热，所述燃烧室(I)侧壁上成对设置至少一对与燃烧室(I)内腔相通的燃烧室通孔(IA)，一对所述燃烧室通孔(IA)之一形成燃料、空气入口，另一形成热烟气出口 ； 其特征在于，还包括储存烟气热量的蓄热室(5)，所述蓄热室(5)的侧壁上具有两个与蓄热室内腔相通的蓄热室通孔，分别为第一蓄热室通孔(5A)和第二蓄热室通孔(5B)，其中所述第一蓄热室通孔(5A)与形成所述热烟气出口的所述燃烧室通孔(IA)连通。2.根据权利要求1所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述燃烧室通孔(IA)分设于所述燃烧室(I)的两相对设置的第一侧侧壁和第二侧侧壁上，每一所述燃烧室通孔(IA)处设有一所述蓄热室(5)，且该所述燃烧室通孔(IA)与对应的所述蓄热室(5)的所述第一蓄热室通孔(5A)连通，所述蓄热室(5)上还包括往所述燃烧室内供应燃料的第三蓄热室通孔(5C);所述提质装置还包括燃料供气管路以及空气管路，其中第一侧的燃料供气管路与第一侧的所述第三蓄热室通孔(5C)连通，第二侧的燃料供气管路与第二侧的所述第三蓄热室通孔(5C)连通，两侧所述燃料供气管路交替从两侧往所述燃烧室(I)内供燃料，且其中一侧的所述燃料供气管路供气时，另一侧的所述燃料供气管路被截断；第一侧的所述空气管路与第一侧的所述第二蓄热室通孔(5B)连通，第二侧的所述空气管路与第二侧的所述第二蓄热室通孔(5B)连通，两侧所述空气管路交替从两侧往所述燃烧室(I)内提供空气，其中一侧的所述空气管路往所述燃烧室(I)内提供空气时，另一侧的所述空气管路形成所述燃烧室(I)的烟气排出管路。3.根据权利要求2所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述燃料供气管路包括总燃料管路，由所述总燃料管路分成两支的分支燃料管路，以及若干一端与同侧的所述第三蓄热室通孔(5C)连通，另一端与同侧的所述分支管路连通的细分支管路;且每一所述细分支管路上设有一快切阀(20)。4.根据权利要求2所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述空气管路包括具有一换向阀入口，一换向阀出口，两工作口的换向阀(II)，以及与所述换向阀入口连通的空气进气管(23)，与所述换向阀出口连通的烟气排出管(24)，与两所述工作口分别连通的两工作管路，同侧的所述工作管路分成若干支细工作管路分别与同侧的所述第二蓄热室通孔(5B)连通，通过切换所述换向阀(I I)使所述空气进气管(23)与其中一所述工作管路连通往所述燃烧室(I)内提供空气，所述烟气排出管(24)与其中另一所述工作管路连通将从所述蓄热室(5)出来的烟气排出。5.根据权利要求2-4任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述蓄热室(5)包括蓄热腔，以及填装在所述蓄热腔内蓄热体(10);所述蓄热体(10)设置于第一蓄热室通孔(5A)与第二蓄热室通孔(5B)之间。6.根据权利要求5所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述蓄热体(10)为蜂窝陶瓷蓄热体。7.根据权利要求2所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述燃烧室(I)由燃烧室传热墙(7)和燃烧室边墙(3)围成，其中所述燃烧室传热墙(7)与所述炭化室(2)紧贴，所述燃烧室通孔(IA)成型在两相对设置的所述燃烧室边墙(3)上，所述燃烧室传热墙(7)的内表面上对所述燃烧室传热墙(7)加强的第一加强结构。8.根据权利要求7所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述第一加强结构为若干加强隔墙(9)，所述加强隔墙(9)上设有通气孔，所述通气孔形成将所述燃烧室(I)两侧的所述燃烧室通孔(1A)连通的扩散通道(4)。9.根据权利要求1-8任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述燃烧室(I)顶面上成型有引导原煤落入所述炭化室(2)的原煤入口内的斜坡(8)。10.根据权利要求9所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述斜坡(8)呈三角结构，其顶角为10?45°。11.根据权利要求1-8任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于， 所述炭化室(2)由炭化室传热墙(7)和炭化室边墙(3)围成，其中所述炭化室传热墙(7)与所述燃烧室(I)紧贴，所述炭化室传热墙(7)上设置有用于增加所述炭化室传热墙(7)强度且促进导热的第二加强结构。12.根据权利要求11所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述第二加强结构为连接在两所述炭化室传热墙(7)之间的若干加强筋板(12)。13.根据权利要求12所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述加强筋板(12)为三角形加强筋板，三角形顶角向上。14.根据权利要求1-8任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述炭化室(2)的煤气导出腔(6)在所述炭化室(2)内上下方向延伸设置，且所述煤气导出腔(6)内部设置有若干用于加强所述煤气导出腔侧壁强度的支撑柱(27)。15.根据权利要求14所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述煤气导出腔(6)由相对设置的两炭化室传热墙以及相对设置的A、B两侧壁围成。16.根据权利要求15所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述煤气导出腔(6)包括两种形式:A侧壁和B侧壁其中之一由炭化室边墙(3)形成，A侧壁和B侧壁的另一位于所述炭化室(2)内，且其上开设若干导气孔;或者是A侧壁、B侧壁均位于所述炭化室(2)内，且A侧壁和B侧壁上均开设若干导气孔;且所述导气孔以朝向所述煤气导出腔(6)的一端高于远离该煤气导出腔(6)的一端的形式倾斜设置。17.根据权利要求15所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述炭化室(2)产生的煤气从煤气导出腔(6)的上端开口出来进入煤气总管到收集系统;煤气中携带的部分粉尘依靠自重从煤气导出腔(6)下端的开口排出。18.根据权利要求1-17任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述燃料总管路上还设有燃料换热器(19)，所述炭化室(2)底部的出口与熄焦装置(15)的进口接通，所述熄焦装置(15)上设有熄焦装置热烟气出口，所述熄焦装置(15)热烟气出口通过管路与所述燃料换热器(19)的热介质入口连通，通过换热对通过所述燃料换热器(19)中的燃料进行预热。19.根据权利要求1-18任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述熄焦装置(15)热烟气出口与所述燃料换热器(19)的热介质入口之间依次还设有通过管路连通的第一旋风(17)、第一布袋(18) ο20.根据权利要求1-18任一所述的低阶煤的提质装置，其特征在于， 还包括用于在煤进入炭化室(2)前的对煤进行干燥的蒸汽回转干燥机(14);蒸汽回转干燥机(I 4)的煤出口与缓冲仓(I 3)进口接通，所述缓冲仓(13)的下方出口接通炭化室(2)顶部的开口。21.根据权利要求20所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述蒸汽回转干燥机(14)设置有原煤进口(141)，干燥煤出口(145)，干燥机水蒸气出口(143)、加热蒸汽入口(142)及加热蒸汽出口(144);还包括烟气换热器(21)，所述烟气换热器(21)的热介质入口通过管路与所述蓄热室(5)出来的烟气连通，所述干燥机水蒸气出口与所述烟气换热器(21)的换热器水蒸气入口通过管路连通，所述烟气换热器(21)的换热器水蒸气出口与所述加热蒸汽入口通过管路连通。22.根据权利要求21所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述加热蒸汽出口通过管路与所述熄焦装置(15)连通。23.根据权利要求21所述的低阶煤的提质装置，其特征在于，所述干燥机水蒸气出口(143)与所述烟气换热器(21)的换热器水蒸气入口之间还依次设有第二旋风(25)、第二布袋(26)。
【文档编号】C10B53/00GK106085471SQ201610587359
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月22日 公开号201610587359.2, CN 106085471 A, CN 106085471A, CN 201610587359, CN-A-106085471, CN106085471 A, CN106085471A, CN201610587359, CN201610587359.2
【发明人】刘斌, 张泽, 段洋洲, 刘星, 贾文婷, 林伟宁, 单小勇
【申请人】华电重工股份有限公司