一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统，包括螺旋推料中低温外热干馏装置和低温内热回转窑干馏装置，螺旋推料中低温外热干馏装置中的螺旋推料干馏室设置于其燃烧室内，且燃烧室内的燃烧烟气直接提供至回转窑筒体内，回转窑筒体的固态物料提供至螺旋推料干馏室内。本实用新型将煤干馏按温度分为两段或多段并利用内热式回转窑与外热式螺旋推料干馏装置有机结合来实现干馏，利用回转窑对原煤进行风选除尘、预热干燥和脱水处理，利用外热式螺旋推料干馏装置实现高效率中低温干馏和高热值荒煤气和焦油产物的析出，充分结合了内外热干馏设备的优点，大大提高了干馏效率、热利用效率和干馏产物质量，市场推广前景广阔。
【专利说明】
一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统
技术领域
[0001]本实用新型属于煤热解干馏技术领域，具体涉及一种内外热式中低温粉煤温分干馆?系统。
【背景技术】
[0002]粉煤干馏技术，也称为煤的干馏或煤的热解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、兰炭的过程。该技术最早产生于19世纪，起源于德国，实用新型之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气，由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术，也是煤炭清洁利用的发展方向，符合国家能源政策。
[0003]在我国的内蒙古、新疆等地连续发现了大规模的煤田。这些煤田主要以高挥发性的低阶煤为主，约占我国煤炭资源储量50%以上。其中的褐煤和长焰煤的挥发性组分约占原煤干重的37%以上，不粘煤和弱粘煤中挥发性组分约占原煤干重的20%?37%。这些煤种在我国煤炭资源中的储量较大，具有水分大、发热量低、化学反应性好、易燃易碎等特点，不利于直接燃烧和运输，而且直接燃烧的热效率较低，温室气体排放量大，而干馏热解是对这些低质量煤进行提质的好办法。
[0004]近些年国内煤热解新工艺的开发也很活跃，也给煤热解的规模化、多联产提供了技术上的条件。比如浙江大学早在1987年就提出了热电气多联产工艺的设想，并申请了国家实用新型专利(专利号92100505.2，循环流化床热电气焦油多联产装置开发》，大连理工大学近年一直在开发固体热载体干馏新技术，已完成多种油页岩、褐煤的试验室实验。
[0005]但是就目前现状总体而言，国内煤的干馏工业化还处于起步阶段，大多采用直立方型块煤热解炉，干馏过程中存在着较为严重的问题，例如干馏时产生的荒煤气热值低、常压或微正压是存在普遍问题。当前的煤干馏产业技术普遍存在的问题是没有充分考虑和利用煤热解过程中的分温度失重特性，也就是没有将煤不同温度阶段的热解特性有机结合起来，即使布置有不同阶段的热解装置，但是基本都是彼此独立工作，并没有实现热量、原料以及产物的有机结合，同时无法做到将各阶段热解产物分别进行收集，更无法获得热值较高的焦油和荒煤气，因此设计一种能够实现原煤从室温到中温加热过程中的高效干馏系统，对于促进原煤的干馏产业化意义重大。同时当前国内煤干馏具有工业化优势的是基于外热式的煤干馏技术，而影响外热式煤干馏效率的主要问题是其中煤的推进方式和加热效率，当前外热式煤干馏设备中原煤推进方式采用较多的是基于直立炉的重力推进、履带输送推进、炉身滚动推进等等，这些原煤推进方式在实际使用中具有较大的工业化缺陷，同时外热加热效率一直难以获得提高，这些在一定程度上限制了原煤的干馏产业化应用。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型基于上述现有技术问题，首次创新提出一种按温度分段进行煤干馏(简称“煤温分干馈”)的技术，具体涉及一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统，首次创新的将煤干馏按温度分为两段或多段并利用不同设备有机结合来实现干馏，首次创新的将内热式回转窑与外热式螺旋推料干馏装置有机结合，利用回转窑对原煤进行风选除尘、预热干燥和脱水处理，并利用外热式螺旋推料干馏装置实现高效率的中低温干馏过程和其高热值荒煤气与焦油产物的析出，首次创新的将燃烧烟气引入螺旋输送装置内和回转窑中实现热能的高效循环利用，首次创新的按不同温度收集荒煤气，首次以一整套系统实现了原煤从室温到中温加热过程中的温度分割干馏技术，同时很好的解决了现有煤干馏技术中的原煤推进问题，并以全新加热方式大大提高了干馏加热效率和热利用效率，整个干馏过程具有煤受热均匀、干馏时间短、加热效率高、焦油收率高、荒煤气分段收集利用、螺旋推进装置煤气含尘量低、经济收益好等独特优点，同时整个温分干馏系统容易实现、操作简单，市场推广前景广阔。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
[0008]一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统，包括:螺旋推料中低温外热干馏装置100和低温内热回转窑干馏装置200，所述低温内热回转窑干馏装置200包括第一回转窑筒体、第一回转支撑座和第一回转窑驱动装置，所述第一回转窑驱动装置驱动所述第一回转窑筒体在所述第一回转支撑座上进行转动，所述第一回转窑筒体上形成有第一回转窑进料口、第一回转窑排气出口、第一回转窑出料口和第一回转窑烟气进口，所述螺旋推料中低温外热干馏装置100包括:燃烧室101、螺旋推料干馏室102、螺旋输送装置、裂解气收集装置和螺旋推料驱动装置106，所述裂解气收集装置与所述螺旋推料干馏室102相连通，所述螺旋推料干馏室102设置于所述燃烧室101内，所述螺旋输送装置设置于所述螺旋推料干馏室102内，所述螺旋推料驱动装置驱动所述螺旋输送装置在所述螺旋推料干馏室102内进行转动，所述螺旋输送装置112中设置有排烟通道105，所述排烟通道105的烟气进口处于所述燃烧室内，所述排烟通道105的烟气出口与所述第一回转窑筒体相连通，所述螺旋推料干馏室102上形成有进料口和出料口，所述第一回转窑筒体的第一回转窑出料口连接于所述螺旋推料干馏室102的进料口。
[0009]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述低温内热回转窑干馏装置200还包括有内热烟气供应管209，所述内热烟气供应管209的一端连接于所述第一回转窑烟气进口，所述内热烟气供应管209的另一端连接于所述排烟通道105的烟气出口，所述燃烧室101内的燃烧烟气经所述排烟通道105和内热烟气供应管209排出至所述第一回转窑筒体内；所述第一回转窑进料口和第一回转窑排气出口形成于所述第一回转窑筒体的一端，所述第一回转窑出料口和第一回转窑烟气进口形成于所述第一回转窖筒体的另一端。
[0010]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述裂解气收集装置包括裂解气收集室109和裂解气收集管111，所述裂解气收集室109形成于所述螺旋推料干馏室102的外壁面上，并与所述螺旋推料干馏室连通，所述裂解气收集室109和所述螺旋推料干馏室102同处于所述燃烧室101内，所述燃烧室101形成为密封的加热空间，所述裂解气收集管111的一端连通于所述裂解气收集室109，所述裂解气收集管111的另一端伸出于所述燃烧室101之外并与所述燃烧室的绝热壁密封连接。
[0011]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述螺旋推料中低温外热干馏装置100还包括有轴承支撑座，所述螺旋推料干馏室102的后端固定于所述燃烧室的后端面，且螺旋推料干馏室102与燃烧室的连接处形成密封结构，所述螺旋推料干馏室102的前端处于所述燃烧室内，所述螺旋推料干馏室102的外壁与燃烧室的内壁之间形成密封的加热空间，所述螺旋输送装置包括转动轴103和螺旋叶片104，所述螺旋叶片104在螺旋推料干馏室102内部设置于所述转动轴103上，并沿转动轴103轴向在螺旋推料干馏室102内形成螺旋通道，所述转动轴103的两端伸出于所述螺旋推料干馏室102之外，所述螺旋推料干馏室102的两端端口与所述转动轴之间形成转动密封结构，所述转动轴103的两端支撑于所述轴承支撑座上，所述螺旋推料驱动装置传动连接于所述转动轴的端部，所述排烟通道105设置于所述转动轴内并与所述螺旋推料干馏室102相隔绝，所述燃烧室101与所述排烟通道105直接连通。
[0012]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述轴承支撑座包括前轴承支撑座107和后轴承支撑座108，所述转动轴103的后端自所述螺旋推料干馏室102的后端端口伸出于所述燃烧室之外，且所述转动轴103的后端在燃烧室的后方滚动支撑于所述后轴承支撑座108上，所述转动轴的前端和所述前轴承支撑座107均处于所述燃烧室101之内，所述转动轴103的前端在燃烧室内滚动支撑于所述前轴承支撑座107上，所述螺旋推料驱动装置106传动连接于所述转动轴103的后端，所述排烟通道105为沿所述转动轴中心轴线形成的前后通透的中空通道，所述排烟通道105的烟气进口在转动轴的前端直接连通所述燃烧室，所述排烟通道15的烟气出口在转动轴的后端与所述内热烟气供应管209相连通。
[0013]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述螺旋推料中低温外热干馏装置100还包括有燃料供应室、燃料供应管道、进料仓114和出料仓115，所述燃料供应室通过所述燃料供应管道连接于所述燃烧室101，且所述燃烧室在连接燃料供应管道的位置设置有点火器116;所述螺旋推料干馏室的顶部开设所述进料口，所述进料仓114的一端连接于所述进料口，所述进料仓114的另一端伸出于所述燃烧室101之外并连接于所述低温内热回转窑干馏装置200中的第一回转窑出料口，所述螺旋推料干馏室的底部开设所述出料口，所述出料仓115的一端连接于所述出料口，所述出料仓115的另一端伸出于所述燃烧室101之外。
[0014]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述螺旋推料中低温外热干馏装置100中的螺旋推料干馏室包括螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5在所述燃烧室内并排设置，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5之间通过物料连管13相互连通，在螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5内均设置有所述螺旋输送装置，在螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5外均设置有所述裂解气收集装置。
[0015]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5在所述燃烧室内相互平行的并排设置，且螺旋推料上干馏室4相对于螺旋推料下干馏室5更加靠近燃烧室的顶面，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5均具有圆筒状结构，所述螺旋推料上干馏室4前端的圆筒侧壁顶部向上开设有进料口，所述螺旋推料下干馏室4前端的圆筒侧壁底部向下开设有出料口，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5后端的圆筒侧壁上开设有连通口，所述物料连管13的前后端口分别连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的连通口，且物料连管13的底面同时与螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的圆筒底面相切，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5内的螺旋输送装置9的煤料螺旋推进方向相反。
[0016]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中还包括有中温内热回转窑干馏装置300，所述中温内热回转窑干馏装置300包括第二回转窑筒体、第二回转支撑座和第二回转窑驱动装置，所述第二回转窑驱动装置驱动所述第二回转窑筒体在所述第二回转支撑座上进行转动，所述第二回转窑筒体上形成有第二回转窑进料口、第二回转窑排气出口、第二回转窑出料口和第二回转窑烟气进口，所述第二回转窑进料口连接于所述螺旋推料中低温外热干馏装置100中螺旋推料干馏室的出料口，所述第二回转窑烟气进口连接于独立热源或者通过管路连接于螺旋推料中低温外热干馏装置100中的燃烧室。
[0017]进一步的根据本实用新型所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其中所述低温内热回转窑干馏装置200中的第一回转窑筒体和所述中温内热回转窑干馏装置300中的第二回转窑筒体均相对于水平面向上倾斜设置，倾斜角度在20°以内，且回转窑进料口处于倾斜向上的位置;所述低温内热回转窑干馏装置200中第一回转窑筒体的第一回转窑出料口与所述螺旋推料中低温外热干馏装置中螺旋推料干馏室102的进料口之间设置有第一多料筒串联料仓，所述中温内热回转窑干馏装置300中第二回转窑筒体的第二回转窑进料口与所述螺旋推料中低温外热干馏装置中螺旋推料干馏室102的出料口之间设置有第二多料筒串联料仓。
[0018]本实用新型的技术方案具有以下技术独创和技术效果:
[0019]1)、本实用新型首创利用原煤热解特性，将粉煤按照热解特性曲线进行三阶段的温度分割干馏(煤热解温分干馏技术):第一阶段为粉煤低温干馏阶段，干馏温度由常温加热至第二热解失重峰起始温度，优选温度为常温至380°C间，本段含有预热及部分干馏，本段气体主要产物为CH4、H20、N2、⑶2，固体产物是经脱水、除尘和预热处理的干馏煤;第二阶段是原煤中低温干馏阶段，温度区间为第二热解失重峰温度区间，优选温度380?550°C之间，本段气体产物为CH4、CmHn、H2、C0、⑶2、大量的焦油，固体产物为半焦;第三阶段是中温干馏阶段，温度区间为中温热解峰值区间，优选温度550°C至700°C之间，本段主要产物为⑶、CO2、H2、气态烃和半焦。
[0020]2)、本实用新型首创了内热式回转窑干馏装置组合外热式螺旋推料干馏装置来实现三个温度阶段的分割干馏，第一阶段采用内加热式回转窑干馏装置、第二阶段采用外加热式螺旋推料干馏装置、第三阶段采用内加热式回转窑干馏装置。基于烟气内热方式在回转窑筒体内实现了原煤的高效快速脱水，同时利用热烟气对原煤进行了分选除尘，并将原煤转化为预热干馏煤进入中低温外热式螺旋推料干馏装置内，预热干馏煤进入螺旋推料干馏装置内在其中进行高效的中低温干馏，高质量的焦油产物被高效析出，之后半焦可选择进入下一级内加热式回转窑干馏装置进行中温浓缩干馏。通过这个过程有效综合了内加热式回转窑干馏装置和外加热式螺旋推料干馏装置的优点，大大提高了原煤温分干馏效率，并实现了不同温度阶段不同干馏产物的高效收集。
[0021]3)、本实用新型首创采用同一种热源，把螺旋推料干馏装置中的燃烧气热量充分进行了利用，先在燃烧室中燃烧直接满足螺旋推料干馏装置中的中低温干馏温度要求，然后通过螺旋推料转动轴内通道导出至低温内热式回转窑干馏装置内，烟气温度经管道传导下降后恰好满足了上级回转窑干馏装置作为第一阶段低温干馏的温度要求，此外燃烧室中燃烧烟气自其燃烧位置直接导出至下级回转窑干馏装置，也满足了作为第三阶段中温干馏的温度要求，大大提高了热量循环利用效率，进而提高了原煤干馏效率。
[0022]4)、本实用新型创新利用回转窑中的燃烧气可以带走粉煤中的粉尘，达到了风选的目的，加热后的粉煤进入外加热螺旋推料干馏装置时再次防止了粉尘的析出，使得螺旋推料干馏装置产生中的荒煤气中粉尘含量极低，且热值很高，焦油质量很好。
[0023]5)、本实用新型首创将内热式回转窑与外热式螺旋推料干馏装置产生的气体分别进行收集，内热式回转窑的荒煤气含有CH4和粉尘，可以直接利用；外热式螺旋推料干馏装置产生的荒煤气热值高，甲烷和氢气含量高，可以提氢气或再利用。
[0024]6)、本实用新型首创的螺旋推料干馏装置基于螺旋推进料方式创新了原煤推进手段，保证了原煤物料在干馏中的缓慢推进和均匀受热，首创在密封的燃烧室内部并联设置两个以上的干馏室，并创新干馏室的物料连通方式和并联下的螺旋推料方式，同时将燃烧烟气直接引入螺旋输送装置的转动轴内，通过内外传热的方式对干馏室内的煤样进行加热，大大提高了外热干馏的加热效率，此外通过在燃烧室内的干馏室外壁上设置裂解气收集装置，能够将干馏时产生的油气及时进行收集，以全新的方式大幅提高了外热式中低温干馏效率，同时降低了干馏室内置于燃烧室内时与燃烧室的隔绝要求，因为干馏产生的油气自干馏室侧壁及时被收集，在煤料以螺旋路径填满干馏室内部的前提下在一定程度上限值了油气从干馏室的端部(尾部)外泄，从而通过在干馏室端口与转动轴之间设置密封刷即可满足干馏室与燃烧室的隔绝要求，保证了运行安全，进而提高了干馏效率。
[0025]7)、本实用新型首创利用煤热解特性，温度容易控制，设备组合方便，操作简单，方便中低温各阶段的干馏操作，同时本实用新型中的螺旋推料干馏装置操作条件灵活，干馏室中的压力可以进行灵活调节，干馏室可以工作于负压或者正压干馏条件，在正压操作下可降低荒煤气后续加工的压缩功耗，在负压操作下可缩短干馏时间，提高焦油的产出率，从而本实用新型所述装置具有较强的工业化放大应用前景。
[0026]8)、总之本实用新型通过创新组合外加热式螺旋推料干馏装置和内加热式回转窑装置，即充分利用了回转窑预热快、脱水效率高、除尘彻底的独特优点，又循环利用了螺旋推料干馏装置的外排烟气，同时基于创新布置的原煤在螺旋推料干馏装置中的螺旋推进方式和热烟气在螺旋推料干馏装置中的外排路径，很好的匹配了内加热式回转窑装置原煤低温干馏过程和外加热式螺旋推料干馏装置的原煤中低温干馏过程，此外又很好的解决了粉尘与焦油的分离问题，达到了粉煤热解的清洁高效利用，综合提高了粉煤中低温干馏效率。
【附图说明】
[0027]附图1为煤热解特性曲线图；
[0028]附图2是作为第一优选实施方式的本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统的结构图；
[0029]附图3和附图4是作为第二优选实施方式的本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统的结构图；
[0030]附图5是作为第三优选实施方式的本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统中螺旋推料中低温外热干馏装置的剖面正视结构图；[0031 ]附图6是附图5所示螺旋推料中低温外热干馏装置的俯视结构图；
[0032]附图7是附图5所示螺旋推料中低温外热干馏装置的侧视结构图；
[0033]附图8是本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统中内热回转窑干馏装置沿A-A的剖面结构图；
[0034]附图9是本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统中内热回转窑干馏装置沿B-B的剖面结构图；
[0035]附图10是本实用新型所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统中内热回转窑干馏装置沿D-D的剖面结构图；
[0036]图中各附图标记的含义如下:
[0037]100-螺旋推料中低温外热干馏装置，200—低温内热回转窑干馏装置，300-中温内热回转窑干馏装置；
[0038]101-燃烧室，102-螺旋推料干馏室，103-转动轴，104-螺旋叶片，105-排烟通道，106-螺旋推料驱动装置，107-前轴承支撑座，108-后轴承支撑座，109-裂解气收集室，110-绝热壁，111-裂解气收集管，112-螺旋输送装置，113-后轴端盖，114-进料仓，115-出料仓，116-点火器，117-烟气进口，118-烟气出口，119、120-多料筒串联料仓；
[0039]201-回转窑筒体，202-回转支撑座，203-回转窑进料口，204_回转窑排气出口，205-回转窑驱动装置，206-回转窑出料口，207_回转窑烟气进口，208-烟气风机，209-内热烟气供应管；
[0040]301-回转窑筒体，303-回转支撑座，303-回转窑进料口，304_回转窑排气出口，305-回转窑驱动装置，306-回转窑出料口，307-回转窑烟气进口，308-内热烟气供应管；
[0041 ] 1-进料仓，2-裂解气收集管，3-燃烧室，4-螺旋推料上干馏室，5-螺旋推料下干馏室，6-出料仓，7-前轴承支撑座，8-后轴承支撑座，9-螺旋输送装置，10-裂解气收集室，11-螺旋推料驱动装置，12-点火器，13-物料连管，14-绝热壁，15-排烟通道，16-燃料供应室，17-燃料供应管道，18-转动轴，19-螺旋叶片，20-进料口，21-出气口，22-出料口，23-干馏室外壁，24-后轴端盖。
【具体实施方式】
[0042]以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。
[0043]本实用新型经过长期的产业实践总结，首创的基于原煤热解特性，将原煤按照温度区间进行分段干馏(煤热解温分干馏技术)，并创新提出能够实现这种原煤热解温分干馏技术的可产业化推广的设备。附图1给出了某低阶煤的热解特性曲线，多数煤的热解变化过程与该热解特性曲线吻合，从图中可知，低阶煤由常温加热至100tC的过程中，出现三个失重峰(图中实测线条的波谷位置):第一失重峰为脱水峰，处于20~380°C的温度范围，优选的在20-180°C的温度范围进行脱水；第二失重峰为中低温热解峰，处于380?550°C的温度范围；第三失重峰为中温热解峰，处于550?700°C的温度范围。可见煤在加热过程中会出现三个阶段的失重，也就是会出现三个阶段的热解干馏:第一干馏阶段，属于原煤低温干馏阶段，干馏温度由常温加热至第二失重峰的起始温度附近，结合大量试验验证，第一干馏阶段的温度范围为室温20?380°C之间，优选20?320°C，第一干馏阶段主要用于对原煤进行预热、脱水和部分干馏，在该阶段热解析出的挥发分很少，失重主要由脱水造成，通过该阶段主要对原煤进行脱水和预热处理，其中干馏气态产物主要为CH4、H20、N2、C02，固态产物主要是预热后的原煤和少部分干馏半焦;第二干馏阶段，属于原煤中低温干馏阶段，温度区间为第二失重峰所在的温度区间，结合大量试验验证，第二干馏阶段的温度范围在380?550°C之间，该阶段是原煤失重较大的阶段，属于中低温干馏的主要阶段，在该阶段煤开始软化，挥发分尤其是焦油大量析出，固相产物逐渐变稠、固化为半焦，其中干馏气态产物主要为CH4、CmHn、H2、CO、⑶2，大量的焦油以气态形式被吸出，干馏固态产物主要为半焦;第三干馏阶段，属于中温干馏阶段，对应于第三失重峰，结合大量试验验证，第三干馏阶段的温度范围在550°C至700°C之间，优选的在580?700 °C之间，更优选的在600?700 °C之间，在该阶段，焦油析出极少，主要析出H2，半焦进一步缩化，其中干馏气态产物主要为CO、CO2、H2、气态烃，干馏固态产物主要为进一步浓缩后的半焦。不同干馏阶段的温度范围可能会略有重叠。进一步优选的，尤其是对于神府煤，其中第一干馏阶段的温度范围为20?320°C，脱水峰值温度为59.4°C，热解起始点温度为320.0°C ;第二干馏阶段的温度范围为400?510°C，干馏峰值温度为430.7°C ;第三干馏阶段的温度范围为600?700°C，中温热解峰值温度为651.2°C，此温度下的热解产物中，焦油含量极少，主要析出出，半焦进一步缩化。
[0044]本实用新型提出的煤温分干馏系统通过创新结合螺旋推料外热干馏装置和内热回转窑干馏装置，解决了多段温度同时干馏的技术，
【申请人】经过长期的产业实践经验，总结了传统回转窑和
【申请人】自创的螺旋推料外热干馏装置的工作特性，并充分考虑上述煤热解过程的三阶段特性，首创的将螺旋推料外热干馏装置和内热回转窑干馏装置结合在一起实现了高效率的粉煤温分干馏。基本的技术创新原理为:第一干馏阶段采用低温内加热式回转窑装置、第二干馏阶段采用中低温外加热式螺旋推料干馏装置，通过创新组合内加热式回转窑装置和外加热式螺旋推料干馏装置，实现了原煤高效的中低温热解干馏，原煤送入内加热式回转窑装置，在回转窑中基于内加热方式(热风直接与煤接触的加热方式)能够很快的将原煤从常温预热到第二干馏阶段的起始温度，同时在内热式回转窑中实现了高效的原煤脱水，使得经过第一阶段回转窑低温干馏后的煤样能够很好的适用于第二阶段的中低温干馏，同时原煤中的水蒸气、N2以及粉尘直接从回转窑出气口进行收集，使得进入下阶段的原料为经除尘、脱水、干燥处理后能够很好的用于中低温干馏的受热干馏煤，同时回转窑中的内热热源直接来源于外加热式螺旋推料干馏装置中外排热烟气，不但大大提高了热量循环利用效率，而且外加热式螺旋推料干馏装置外排的热烟气经管路到达内热式回转窑内时，其温度相对于其在螺旋推料干馏装置燃烧室内的温度有所下降，恰好满足回转窑干馏装置作为第一干馏阶段的内热温度需求，该循环烟气温度在回转窑内恰好能够使回转窑内的原煤加热至20~380°C间的第一干馏温度区间，从而在循环利用第二干馏阶段外排热烟气的同时，实现了对回转窑第一阶段的内热干馏，以较高的效率在回转窑内进行原煤脱水、干燥，同时该热烟气在经回转窑筒体中部向回转窑排气出口外排的同时，充分带走了回转窑内原煤中的粉尘，达到了风选除尘的目的，进而使得进入螺旋推料干馏装置中的原煤基本不会在有粉尘析出，从而经螺旋推料干馏装置干馏后产生的荒煤气、焦油中粉尘含量极低、热值较高，保证了大量析出的焦油质量。而其中的外加热式螺旋推料干馏装置也是
【申请人】首创的一种全新结构的外热式干馏装置，通过在煤干馏装置中创新引入螺旋输送装置实现了对原煤的平稳推进，并将燃烧烟气穿过螺旋输送装置大大提高了外加热效率，尤其是通过创新并联多个螺旋推料干馏室保证了干馏效率和产量。
【申请人】通过创新组合这种外加热式螺旋推料干馏装置和内加热式回转窑装置，即充分利用了回转窑预热快、脱水效率高、除尘彻底的独特优点，又循环利用了螺旋推料干馏装置的外排烟气，同时基于创新布置的热烟气在螺旋推料干馏装置中的外排路径，很好的匹配了内加热式回转窑装置原煤低温干馏过程和外加热式螺旋推料干馏装置的原煤中低温干馏过程，大大提高了中低温干馏效率。本实用新型进一步考虑了更高温度的中温干馏阶段，引入中温内热式回转窑干馏装置进行第三阶段的中温干馏，第二阶段的外加热式螺旋推料干馏装置的固态产物(半焦)输出至中温内热式回转窑干馏装置，然后在中温热解温度区间(优选550°C至700°C)进行中温热解，析出C0、C02和大量的H2、气态烃，并将半焦进行进一步的浓缩。第三阶段的中温干馏属于在本实用新型创新构思基础上的优选过程，当需要对中低温干馏后的半焦进行进一步的浓缩处理时，可选择在螺旋推料干馏装置的输出端连接所述中温内热式回转窑干馏装置。
[0045]任何基于本实用新型提出的上述温分干馏思维实现的干馏技术都属于本实用新型的保护范畴，实现本实用新型上述温分干馏过程具有多种优选的实施方案，下面给出几个作为优选实施方式本实用新型所述中低温煤温分干馏装置的具体组成结构、物料传递过程以及工作过程，但本实用新型并不局限于此，本领域技术人员可以在本实用新型的创新构思基础上设置更多不同温度段的干馏装置以及其他设备的组合，这些都属于本实用新型的保护范畴之内。
[0046]第一优选实施方式
[0047]如附图2所示的，本实用新型的所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统包括中低温外热式螺旋推料干馏装置100和低温内热式回转窑干馏装置200，所述低温内热式回转窑干馏装置200包括回转窑筒体201、回转支撑座202、回转窑驱动装置205、烟气风机208和内热烟气供应管209，所述的回转窑筒体201具有圆筒状结构，圆筒内部作为内热干馏的空间，在回转窑筒体201的后端面形成有回转窑烟气进口 207，如附图8所示，所述回转窑筒体201通过回转支撑座202滚动支撑，如附图9和10所示，所述回转窑驱动装置205驱动回转窑筒体201在回转支撑座202上进行转动，从而在回转窑筒体转动的过程是实现内部煤料的搅拌推进。所述回转窑筒体201的前端开设有回转窑排气出口 204，用于将回转窑筒体内的热烟气以及干馏气体产物、粉尘排出，回转窑进料口203设置于回转窑筒体的前端，原煤通过回转窑进料口203进入回转窑筒体内，在回转窑筒体的后端底部开设有回转窑出料口206，经回转窑预热和干馏后的固态产物经回转窑出料口 206排出。所述回转窑干馏装置采用现有技术中的回转窑，其他具体结构特征不作为本实用新型的重点。为保证经回转窑前端的回转窑进料口 203输入的原煤在回转窑筒体转动过程中能够顺利推行到回转窑筒体的后端，本实用新型创新的将回转窑筒体的前端略微向上倾斜(倾斜角度处于0-20°间)，热烟气自回转窑后端进入筒体内，与原煤推进方向相反以提高内热效率，经回转窑筒体预热干馏后的固态产物经其回转窑出料口 206向下排出至低温外热式螺旋推料干馏装置100。
[0048]所述的低温外热式螺旋推料干馏装置100包括燃烧室101、螺旋推料干馏室102、螺旋输送装置112、螺旋推料驱动装置106、轴承支撑座、裂解气收集室109、裂解气收集管111、进料仓114、出料仓115、点火器116以及燃料供应装置，所述螺旋推料干馏室102作为煤进行中低温外热干馏的反应空间，所述螺旋推料干馏室102完全设置于所述燃烧室101内部，且螺旋推料干馏室102的外壁和燃烧室1I的内壁之间形成密封的换热空间，所述燃烧室1I通过绝热壁14形成封闭结构，在燃烧室的后端面以及顶面、底面上开设有供转动轴及相关管路穿过的开口，但燃烧室的绝热壁与转动轴以及相关管路之间形成密封连接结构，保证整个燃烧室101的绝热密封性能。所述螺旋推料干馏室102固定设置于燃烧室101内，所述螺旋推料干馏室102优选为圆筒结构，圆筒的后端部密封固定于燃烧室101的后端面，在圆筒的外侧壁和燃烧室的内壁面之间形成封闭的热交换空间。螺旋推料干馏室102靠近后端的侧壁上向上形成有进料口，在所述进料口上密封连接有进料仓114，所述燃烧室的顶面开设有供进料仓114穿过的开口，且所述燃烧室的顶面与所述进料仓之间密封连接，从而通过所述进料仓能够将煤料从燃烧室外提供至螺旋推料干馏室102内。在所述螺旋推料干馏室102靠近前端的侧壁上向下形成有出料口，在所述出料口上密封连接有出料仓115，所述燃烧室的底面开设有供出料仓115穿过的开口，且所述燃烧室的底面与所述出料仓之间密封连接，从而通过所述出料仓能够将干馏室内的干馏产物送出至燃烧室外。在所述燃烧室101内，于螺旋推料干馏室102外壁表面固定设置有裂解气收集室109，所述裂解气收集室109优选的密封焊接于所述螺旋推料干馏室102的圆柱外壁表面，并处于圆柱面的顶部，优选的为在干馏室顶部沿干馏室轴向方向延伸的长方体腔室结构或圆环形腔室结构。所述裂解气收集室与螺旋推料干馏室连通，裂解气收集室密封连接有裂解气收集管111，所述裂解气收集管111向上伸出于燃烧室101之外，且所述裂解气收集管111与燃烧室之间形成密封连接结构，从而螺旋推料干馏室内部干馏产生的油气(焦油、热解气等)经裂解气收集室收集，并进一步经裂解气收集管输出至燃烧室之外，实现干馏油气的提取。所述的裂解气收集室一体形成或密封焊接于螺旋推料干馏室上，保证了与干馏室间的高密封连接，杜绝了裂解气漏出至燃烧室内的可能性，同时裂解气收集室与干馏室同处于燃烧室内保证了干馏产生的油气能够以气态形式顺利导出。所述螺旋输送装置112设置于所述螺旋推料干馏室102内，并包括转动轴103和固定设置于转动轴103上的螺旋叶片104，所述螺旋叶片104沿所述转动轴103的长度形成螺旋通道，优选的所述螺旋叶片可采用实体螺旋面、带式螺旋面、叶片螺旋面或齿形螺旋面结构。所述螺旋叶片104的外边缘与螺旋推料干馏室的内壁之间留有2-5毫米的间隙，该间隙是
【申请人】将螺旋推料机理应用于煤热解领域时经过长期的试验总结出来的既能够保证实现干馏室的煤料稳定推进、又能够防止螺旋叶片卡死的创新间隙尺寸。所述螺旋叶片104仅在所述螺旋推料干馏室内部设置于所述转动轴103上，所述转动轴103的两端伸出于所述螺旋推料干馏室之外。具体的所述转动轴103的前端伸出于螺旋推料干馏室102之外，但处于燃烧室101之内，转动轴103的前端在燃烧室内部的干馏室前方滚动支撑于前轴承支撑座107上，所述前轴承支撑座107设置于燃烧室内。所述转动轴103的后端伸出于所述螺旋推料干馏室和燃烧室之外，并在燃烧室后方滚动支撑于后轴承支撑座108上，所述后轴承支撑座108处于燃烧室之外，所述前轴承支撑座107和后轴承支撑座108为转动轴的转动提供轴承支撑。所述转动轴103与螺旋推料干馏室的前后两端之间形成转动密封结构，具体的螺旋推料干馏室的前后两端端口和穿过其间的转动轴之间分别设置转动密封结构，所述转动密封结构在保证转动轴能够自由转动的同时对干馏室内部形成高密封结构，优选的所述转动密封结构可采用耐高温的密封刷或者其他不停机密封更换机构。所述转动轴103的后端连接于螺旋推料驱动装置106，优选的转动轴后端通过传送皮带传动连接于螺旋推料驱动装置106的输出转轴，从而通过螺旋推料驱动装置106带动转动轴在螺旋推料干馏室内转动，进而带动转动轴上的螺旋叶片转动，而螺旋叶片的转动则推动干馏室内的煤料沿螺旋路径进行推进。所述的燃烧室101通过燃料燃烧的方式为内部的螺旋推料干馏室进行外加热，所述燃烧室的底面通过管路连接于燃料供应装置，燃料供应装置向所述燃烧室内提供燃料，且所述燃烧室内部在连接燃料供应装置的位置设置有点火器116，这样燃料供应装置将燃料提供至燃烧室内时，在点火器的点火作用下将在燃烧室内进行燃烧，从而为螺旋推料干馏室提供热源。所述螺旋推料干馏室内的螺旋输送装置112的转动轴103上设置有排烟通道105，优选的沿转动轴的中心轴线形成前后通透的中空通道作为排烟通道105，这样转动轴内排烟通道的前端开口作为烟气进口 117直接连通于燃烧室内部，转动轴内排烟通道的后端开口作为烟气出口 118，在燃烧室外连接于所述低温内热式回转窑干馏装置中的内热烟气供应管209的烟气输入端，借助转动轴的后轴端盖113保证排烟通道和内热烟气供应管209的连通密封性(后述)，内热烟气供应管209的烟气输出端连接于低温内热式回转窑干馏装置的回转窑筒体，从而所述燃烧室101内的燃烧烟气在内部对螺旋推料干馏室进行加热后，经排烟通道105和内热烟气供应管209输出至回转窑筒体201内，对回转窑筒体内的原煤进行第一阶段干馏加热。在所述内热烟气供应管209上设置有烟气风机208以调整烟气流量。同时所述低温内热式回转窑干馏装置200中的回转窑出料口 206连接于所述中低温外热式螺旋推料干馏装置100中的进料仓114，进一步优选的在回转窑出料口 206和进料仓114之间设置多料筒串联料仓120，以防止干馏室内的热解油气经进料仓114向上进入回转窑筒体，并避免空气经回转窑出料口向下进入螺旋推料干馏室。这样通过本实用新型的这种设置方式，低温外热式螺旋推料干馏装置中燃烧室内的热烟气在燃烧室内加热循环后经转动轴内部输出至回转窑筒体，烟气经管路传导后恰好满足回转窑筒体的内热温度要求，实现了燃烧烟气的高效循环利用，同时燃烧烟气的这种传输对干馏室内部的转动轴也进行了加热，使得位于干馏室内的煤料在沿着螺旋轨道推进时，同时受到螺旋轨道外侧的干馏室外壁的传导加热和螺旋轨道内侧的转动轴表面的传导加热，大大提高了外热式干馏加热效率，而且提高了对推进煤料的加热均匀性，进而大大提高了干馏效率。
[0049]本实施方式所述内外热式中低温粉煤温分干馏系统的具体工作过程为:原煤经低温内加热式回转窑装置200前端的回转窑进料口 203进入回转窑筒体201内，在回转窑筒体的转动下原煤由回转窑筒体的前端向后端推进，来自中低温外热式螺旋推料干馏装置100的热烟气经内热烟气供应管209自回转窑后端进入回转窑筒体内，与原煤的推进方向相反，从而在回转窑筒体中基于烟气内加热方式快速的将原煤从常温预热到第二阶段中低温阶段的起始温度，基于烟气内热方式在回转窑筒体内实现了原煤的高效快速脱水，部分原煤甚至干馏成半焦，同时热烟气与原煤推进方向相反能够将原煤中的粉尘从回转窑筒体的前端吹出，最终以高效、快速的方式实现了原煤的干燥脱水、除尘和预热，最终经过脱水、除尘和预热的干馏煤在回转窑筒体后端的回转窑出料口 206向下进入中低温外热式螺旋推料干馏装置100的进料仓114，经进料仓114进入螺旋推料干馏室102内，荒煤气、氧气等燃料提供至燃烧室内并点火燃烧，燃烧室内的燃烧烟气对螺旋推料干馏室外壁进行直接加热，同时燃烧室内的热烟气穿过螺旋推料干馏室内转动轴的内部，使得干馏煤在螺旋推料干馏室内在螺旋输送装置的推动作用下从右至左流动至干馏室的后端，且干馏煤在干馏室内沿螺旋轨道移动的过程中，均匀受到螺旋轨道外侧的干馏室外壁的传导加热和螺旋轨道内侧的转动轴表面的传导加热，并在高效加热环境下进行干馏裂解反应，产生的气态物质经过裂解气收集室收集，并由裂解气收集管向外输送，产生的固态半焦经干馏室后端的出料仓排出，完成粉煤的中低温干馏。同时燃烧室内的热烟气经转动轴内部的排烟通道105和内热烟气供应管209提供至前述低温内加热式回转窑装置200的回转窑筒体内，燃烧室内的热烟气经过所述管路到达内热式回转窑内时，其温度有所下降，恰好满足回转窑干馏装置作为第一干馏阶段的内热温度需求，从而使得该循环烟气温度在回转窑内恰好能够使回转窑内的原煤加热至20?380°C间的第一干馏温度区间，从而在循环利用第二干馏阶段外排热烟气的同时，实现了对回转窑第一阶段的高效内热干馏，并以较高的效率在回转窑内进行原煤脱水、干燥、除尘，保证了进入螺旋推料干馏装置中的干馏煤的质量，如此循环完成原煤的中低温干馏过程。由于回转窑中的内热热源直接来源于外加热式螺旋推料干馏装置中外排热烟气，大大提高了热量循环利用效率，同时外排热烟气满足了回转窑的内热温度要求，实现了原煤的高效预热、干燥和除尘，并使得螺旋推料干馏装置干馏析出的焦油、荒煤气热值很好，保证了干馏质量，同时基于螺旋推进料方式实现干馏煤的外热推进，提高了推进效率，并基于干馏室内外壁同时加热方式提高了中低温干馏加热效率，最终提高了中低温干馏效率。
【申请人】通过创新组合这种外加热式螺旋推料干馏装置和内加热式回转窑装置，即充分利用了回转窑预热快、脱水效率高、除尘彻底的独特优点，又循环利用了螺旋推料干馏装置的外排烟气，同时基于创新布置的热烟气在螺旋推料干馏装置中的外排路径，很好的匹配了内加热式回转窑装置原煤低温干馏过程和外加热式螺旋推料干馏装置的原煤中低温干馏过程，大大提高了中低温干馏效率。
[0050]第二优选实施方式
[0051]作为本实用新型的第二优选实施方式的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，如附图3和4所示的，在上述附图2所示第一优选实施方式的中低温外热式螺旋推料干馏装置100和低温内热式回转窑干馏装置200的基础上进一步的包括有中温内热式回转窑干馏装置300，所述中温内热式回转窑干馏装置300连接于中低温外热式螺旋推料干馏装置100，第二优选实施方式的中低温外热式螺旋推料干馏装置100和低温内热式回转窑干馏装置200的组成结构及其工作过程与附图2所示第一优选实施方式中的完全相同，在此不再重复描述，即第二实施方式与第一实施方式的区别仅在于其中中低温外热式螺旋推料干馏装置100的出料仓115进一步连接于中温内热式回转窑干馏装置300的回转窑进料口 303，优选的通过多料筒串联料仓119连接。所述中温内热式回转窑干馏装置300结构与低温内热式回转窑干馏装置200的结构相同，即包括有回转窑筒体301、回转支撑座302、回转窑驱动装置305和内热烟气供应管308，所述回转窑筒体301具有圆筒状结构，圆筒内部作为内热干馏空间，回转窑筒体301的后端形成回转窑烟气进口 307，所述回转窑筒体301滚动支撑于回转支撑座302上，并在回转窑驱动装置305的驱动下进行转动，回转窑筒体301的前端开设有回转窑排气出口 304，用于将回转窑筒体内的热烟气以及干馏气体产物、粉尘排出，回转窑进料口 303设置于回转窑筒体的前端，来自中低温外热式螺旋推料干馏装置100的半焦通过回转窑进料口 303进入回转窑筒体内，在回转窑筒体的后端底部开设有回转窑出料口 306，经回转窑中温干馏浓缩后的半焦经回转窑出料口306排出。为保证经回转窑前端的回转窑进料口 303输入的半焦在回转窑筒体转动过程中能够顺利推行到回转窑筒体的后端，本实用新型创新的将回转窑筒体的前端略微向上倾斜(倾斜角度处于0-20°间)设置。本实施方式中的内外热式中低温粉煤温分干馏系统能够同时对原煤进行低温、中低温和中温干馏，如上所述，原煤进入低温内热式回转窑干馏装置200后在400°C以下进行预热、干燥、除尘和部分干馏，形成的干馏煤送入至中低温外热式螺旋推料干馏装置中在380?550°C的温度下进行中低温干馏，干馏气态产物CH4、CmHn、H2、⑶、CO2以及大量焦油被析出并收集，产生的固态半焦进一步中温内热式回转窑干馏装置300，在550?700°C的中温干馏温度下将半焦进一步缩化，并经出料口向外输出，同时析出CO、CO2、H2和气态烃等气体产物，完成原煤的中低温干馏。
[0052]本实用新型的所述的第二优选实施方式中，通过在中低温外热式螺旋推料干馏装置100上进一步连接中温内热式回转窑干馏装置300，实现对半焦的进一步浓缩干馏，实现了原煤的彻底干馏过程。其中内热式回转窑干馏装置300要满足550?700 °C的中温干馏温度，要求提供至回转窑筒体内的烟气温度较高，优选的可采用单独供热的方式通过回转窑烟气进口307为回转窑筒体301提供热烟气，亦可如附图3所示的，自中低温外热式螺旋推料干馏装置的燃烧室的进料燃烧部位引出内热烟气供应管308连接于回转窑筒体301的回转窑烟气进口 307，从而来自燃烧室燃烧部位的高温度烟气(约800 °C)直接导入至回转窑筒体301内，其能够满足回转窑筒体实现中温干馏的内热烟气温度条件，这样整个中低温干馏系统中的低温内热式回转窑干馏装置200、中低温外热式螺旋推料干馏装置100和中温内热式回转窑干馏装置300互连成如附图3所示的整体式系统结构，在热量充分循环的同时，按照三个温度分割区间对原煤进行了高效的低温、中低温以及中温干馏，同时分别收集了不同温度下的气体、焦油以及半焦产物，实现了气体、煤焦油、半焦的分别利用，相比现有其他煤干馏装置具有明显的优势明显，具有良好的产业化推广前景。
[0053]第三优选实施方式
[0054]本实用新型的第三优选实施方式在之前所述第一优选实施方式或第二优选实施方式的基础上对其中的中低温外热式螺旋推料干馏装置进行进一步的优化设计，除中低温外热式螺旋推料干馏装置以外的其他各部分的结构特征及其工作过程都与之前所述第一优选实施方式或第二优选实施方式相同，在此仅对中低温外热式螺旋推料干馏装置的优化改进进行描述，其与回转窑干馏装置的连接方式及配合工作过程如前所述的。
[0055]本实施方式除之前所述的温度分割原煤干馏技术，还创新设计了能够很好地与回转窑配合实现温分干馏的螺旋推料干馏装置，在本实施方式中进一步给出这种螺旋推料干馏装置的优选创新结构，与之前所述螺旋推料干馏装置的主要区别在于，本实施方式中的螺旋推料干馏装置中同时设计了两个螺旋推料干馏室，即螺旋推料上干馏室和螺旋推料下干馏室，但本实用新型并不局限于此，本领域技术人员可以在本实用新型的创新构思基础上设置三个以上的干馏室，这都属于本实用新型的技术范畴之内。如附图5至附图7所示的，本实施方式中的外热式螺旋推料干馏装置包括进料仓1、裂解气收集管2、燃烧室3、螺旋推料上干馏室4、螺旋推料下干馏室5、出料仓6、前轴承支撑座7、后轴承支撑座8、螺旋输送装置9、裂解气收集室1、螺旋推料驱动装置11、点火器12、物料连管13、燃料供应室16和燃料供应管道17。所述的燃烧室3作为整个煤干馏装置的热交换空间，采用绝热材料形成为热封闭空间结构，优选的为长方体空间结构，长方体的六个侧面均采用绝热壁14构成，在所述燃烧室的后端面以及顶面、底面上开设有供转动轴及相关管路穿过的开口，但燃烧室的绝热壁与转动轴以及相关管路之间形成密封连接结构，保证整个燃烧室3的绝热密封性能。所述的螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5结构相近，且均设置于所述燃烧室3内部，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5在燃烧室内沿横向相互平行的并排固定于燃烧室的前后端面之间，且螺旋推料上干馏室4相对于螺旋推料下干馏室5沿竖向更靠近燃烧室的顶面，所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5优选的具有通透的圆筒状结构，且圆筒的后端部密封固定于燃烧室的后端面，在圆筒的外侧壁和燃烧室内壁面之间形成封闭的热交换空间。在螺旋推料上干馏室4靠近前端的侧壁上向上形成有进料口 20，在所述进料口20上密封连接有进料仓I，所述燃烧室的顶面开设有供进料仓I穿过的开口，且所述燃烧室的顶面与所述进料仓之间密封连接，从而通过所述进料仓能够将原煤物料从燃烧室外提供至螺旋推料上干馏室内。在所述螺旋推料下干馏室5靠近前端的侧壁上向下形成有出料口 22，在所述出料口 22上密封连接有出料仓6，所述燃烧室的底面开设有供出料仓6穿过的开口，且所述燃烧室的底面与所述出料仓之间密封连接，从而通过所述出料仓能够将干馏室内的干馏产物送出至燃烧室外。所述的螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5之间通过物料连管13相互连通，具体的结合附图5至附图7，所述物料连管13在螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5后端附近连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的侧壁之间，在螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5后端部的侧壁上开口，所述物料连管13具有前后通透的楔形结构，前后开口端分别密封连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5侧壁上的开口，优选的如附图7所示，所述物料连管13的底面同时与螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的圆柱底面相切，所述物料连管13的顶面分别连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的干馏室外壁23的圆柱侧面对应于水平直径的位置，所述物料连管13的两侧壁垂直连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5的圆柱侧面。所述物料连管13密封连接于螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5，在实现其间物料传输的同时，保证螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5内部的密封性。通过所述物料连管13使得螺旋推料上干馏室4内的煤自其圆柱底面传送至螺旋推料下干馏室内，实现了并排设置上下干馏室时物料的连续传送，在本实用新型的这一创新构思范畴下，当设置多个干馏室时，亦可将各干馏室以上下错位设置，并在各干馏室之间以底面相切方式设置物料连通通道。所述螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5外均设置有裂解气收集室10，所述裂解气收集室10沿干馏室的圆柱外壁表面设置，并处于圆柱面的顶部，如附图7所示，所述裂解气收集室10优选的为在干馏室顶部沿干馏室轴向方向延伸的长方体腔室结构，裂解气收集室的顶面、端面和侧面采用平面结构，干馏室的圆柱外壁面作为裂解气收集室的底面;或者所述裂解气收集室为形成于干馏室圆柱外壁表面上的圆环形腔室结构，裂解气收集室的端面、侧面为平面结构，干馏室的圆柱外壁面作为裂解气收集室的底面，裂解气收集室的顶面为与干馏室圆柱外壁面同轴的弧形面。所述裂解气收集室与干馏室连通，在裂解气收集室的顶面上密封连接有裂解气收集管2，所述裂解气收集管2向上伸出于燃烧室3之外，且所述裂解气收集管2与燃烧室之间形成密封连接结构，从而螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5内部的煤经高温干馏后产生的油气(焦油、热解气等)经由螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5上设置的裂解气收集室收集，并进一步的经由裂解气收集管2输出至燃烧室3之外，实现干馏油气的提取。所述裂解气收集室的结构形状及其大小可根据油气量来确定，但上述结构为最优结构。所述裂解气收集管2可根据需要沿裂解气收集室设置有多根，如螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5外的裂解气收集室可分别设置两根裂解气收集管。所述的裂解气收集室一体形成于(焊接)干馏室上，保证了与干馏室间的高密封连接，杜绝了裂解气漏出至燃烧室内的可能性，同时裂解气收集室与干馏室同处于燃烧室内保证了干馏产生的油气能够以气态形式顺利导出。
[0056]所述的螺旋推料上干馏室4和螺旋推料下干馏室5内均设置有螺旋输送装置9，所述螺旋输送装置9与之前所述的相同，即包括转动轴18和固定设置于转动轴18上的螺旋叶片19，所述螺旋叶片19沿所述转动轴的长度形成螺旋通道，优选的所述螺旋叶片可采用实体螺旋面、带式螺旋面、叶片螺旋面或齿形螺旋面结构。所述螺旋输送装置9在上下干馏室内安装并使得螺旋叶片19的外边缘与干馏室的内壁之间留有2-5毫米的间隙，所述螺旋叶片19仅在所述干馏室内部设置于所述转动轴18上，所述转动轴18的两端伸出于所述干馏室之外。具体的所述转动轴I8的前端伸出于干馏室外，但处于燃烧室之内，转动轴I8的前端在燃烧室内部的干馏室前方滚动支撑于前轴承支撑座7上，所述前轴承支撑座7设置于燃烧室内。所述转动轴18的后端伸出于所述干馏室和燃烧室之外，并在燃烧室后方滚动支撑于后轴承支撑座8上，所述后轴承支撑座8处于燃烧室之外。所述转动轴18与干馏室的前后两端之间形成转动密封结构，所述转动密封结构在保证转动轴能够自由转动的同时对干馈室内部形成高密封结构，可采用耐高温的密封刷或者其他不停机密封更换机构。上下干馏室内的转动轴18的后端连接于螺旋推料驱动装置11，优选的通过传送皮带传动连接于螺旋推料驱动装置11的输出转轴，从而通过螺旋推料驱动装置11带动转动轴在干馏室内转动，进而带动转动轴上的螺旋叶片转动，而螺旋叶片的转动则推动干馏室内的煤料沿螺旋路径进行推进。本实用新型中并排设置的螺旋推料上干馏室和螺旋推料下干馏室内的转动轴可单独或同步控制，转动轴上螺旋叶片的螺旋方向可同向或反向设置。当上下干馏室内转动轴上的螺旋叶片的螺旋方向相同时，控制螺旋推料上干馏室内的转动轴的转动方向与螺旋推料下干馏室内的转动轴的转动方向相反，当上下干馏室内转动轴上的螺旋叶片的螺旋方向相反时，控制上下干馏室内的转动轴同步同向转动，以保证煤料自螺旋推料上干馏室前端顶部的进料仓进入螺旋推料上干馏室内后，在其转动轴的转动作用下沿螺旋路径向后推进至螺旋推料上干馏室的后端，然后通过物料连管13进入螺旋推料下干馏室，再在螺旋推料下干馏室内转动轴的转动作用下沿螺旋路径向前推进至螺旋推料下干馏室的前端，并自螺旋推料下干馏室前端的出料仓排出，实现了物料的平稳输送。
[0057]所述的燃烧室3如前所述的通过燃料燃烧的方式为内部的干馏室进行外加热，优选的所述燃烧室的底面向外连接有燃料供应管道17，所述燃料供应管道17在燃烧室外进一步连接于燃料供应室16，所述燃料供应室16通过所述燃料供应管道17向所述燃烧室内提供燃料，所述燃烧室3内在连接燃料供应管道17的位置设置有点火器12，这样来自燃料供应室16燃料经燃料供应管道17的进入燃烧室内时，在点火器的点火作用下在燃烧室内进行燃烧，从而为干馏室提供热源。优选的燃料供应室16将荒煤气和氧气提供至燃烧室，两者在燃烧室内混合后经点火而在绝热壁14和干馏室外壁间的换热空间进行燃烧，所述的荒煤气可来源于干馏油气处理后的气体产物，利用燃烧产生的热烟气为干馏室提供热量，实现资源循环利用。可根据需要在燃烧室底面多处连接设置燃料供应管道17并设置点火器。在螺旋推料上干馏室和螺旋推料下干馏室内的螺旋输送装置的转动轴18上均设置排烟通道15，优选的沿转动轴的中心轴线形成中空通道作为排烟通道15，这样转动轴内排烟通道的前端开口直接连通于燃烧室内部，转动轴内排烟通道的后端开口在燃烧室外连接于所述低温内热式回转窑干馏装置中的内热烟气供应管209的烟气输入端，从而来自燃烧室内的燃烧烟气在燃烧室内对干馏室外壁进行加热后经两个转动轴内的排烟通道15提供至低温内热式回转窑干馏装置的回转窑筒体内。如附图5和6所示的，在转动轴伸出后轴承支撑座8之外的端部设置后轴端盖24，所述后轴端盖24盖设于转动轴的后端并与后轴承支撑座8连接，所述后轴端盖24不与转动轴一同转动，且在后轴端盖24和转动轴后端部之间形成密封的进烟空间，在后轴端盖24正对转动轴排烟通道的后端出口的位置上开设有出烟口，内热烟气供应管209连接于所述出烟口上，从而回转窑筒体通过内热烟气供应管209密封连通于燃烧室内部。本实施方式中除螺旋推料干馏装置中并联设置两个螺旋推料干馏室之外，其他的结构特征和工作过程与之前第一优选实施方式、第二优选实施方式的完全相同，在此不重复描述。
[0058]综上，本实用新型创新提出的中低温煤温分干馏技术是
【申请人】经过长期的创新试验总结出来的，能够很好的应用于粉煤中低温干馏中，至少具有以下技术创新特点和技术效果:
[0059]1)、本实用新型首创利用原煤热解特性，将粉煤按照热解特性曲线进行三阶段的温度分割干馏(煤热解温分干馏技术):第一阶段为粉煤低温干馏阶段，干馏温度由常温加热至第二热解失重峰起始温度，优选温度常温至400°C间，本段含有预热及部分干馏，本段气体主要产物为CH4、H20、N2、C02，固体产物是经脱水、除尘和预热处理的干馏煤;第二阶段是原煤中低温干馏阶段，温度区间为第二热解失重峰温度区间，优选温度380?550°C之间，本段气体产物为CH4、CmHn、H2、C0、C02、大量的焦油，固体产物为半焦;第三阶段是中温干馏阶段，温度区间为中温热解峰值区间，优选温度550°C至700°C之间，本段主要产物为⑶、C02、H2、气态烃和半焦。
[0060]2)、本实用新型首创了内热式回转窑干馏装置组合外热式螺旋推料干馏装置来实现三个温度阶段的分割干馏，第一阶段采用内加热式回转窑干馏装置、第二阶段采用外加热式螺旋推料干馏装置、第三阶段采用内加热式回转窑干馏装置。基于烟气内热方式在回转窑筒体内实现了原煤的高效快速脱水，同时利用热烟气对原煤进行了分选除尘，并将原煤转化为预热干馏煤进入中低温外热式螺旋推料干馏装置内，预热干馏煤进入螺旋推料干馏装置内在其中进行高效的中低温干馏，高质量的焦油产物被高效析出，之后半焦可选择进入下一级内加热式回转窑干馏装置进行中温浓缩干馏。通过这个过程有效综合了内加热式回转窑干馏装置和外加热式螺旋推料干馏装置的优点，大大提高了原煤温分干馏效率，并实现了不同温度阶段不同干馏产物的高效收集。
[0061]3)、本实用新型首创采用同一种热源，把螺旋推料干馏装置中的燃烧气热量充分进行了利用，先在燃烧室中燃烧直接满足螺旋推料干馏装置中的中低温干馏温度要求，然后通过螺旋推料转动轴内通道导出至低温内热式回转窑干馏装置内，烟气温度经管道传导下降后恰好满足了上级回转窑干馏装置作为第一阶段低温干馏的温度要求，此外燃烧室中燃烧烟气自其燃烧位置直接导出至下级回转窑干馏装置，也满足了作为第三阶段中温干馏的温度要求，大大提高了热量循环利用效率，进而提高了原煤干馏效率。
[0062]4)、本实用新型创新利回转窑中的燃烧气可以带走粉煤中的粉尘，达到了风选的目的，加热后的粉煤进入外加热螺旋推料干馏装置时再次防止了粉尘的析出，使得螺旋推料干馏装置产生中的荒煤气中粉尘含量极低，且热值很高，焦油质量很好。
[0063]5)、本实用新型首创将内热式回转窑与外热式螺旋推料干馏装置产生的气体分别进行收集，内热式回转窑的荒煤气含有CH4和粉尘，可以直接利用；外热式螺旋推料干馏装置产生的荒煤气热值高，甲烷和氢气含量高，可以提氢气或再利用。
[0064]6)、本实用新型首创的螺旋推料干馏装置基于螺旋推进料方式创新了原煤推进手段，保证了原煤物料在干馏中的缓慢推进和均匀受热，首创在密封的燃烧室内并联设置两个以上的干馏室，且直接将螺旋输送转动轴的前轴承支撑座内置于燃烧室内，最大限度的提高了燃烧室的封闭性，并创新干馏室的物料连通方式和并联下的螺旋推料方式，通过直接将燃烧烟气引入螺旋输送装置的转动轴内，通过内外传热的方式对干馏室内的煤样进行加热，大大提高了外热干馏的加热效率，此外通过在燃烧室内的干馏室外壁上设置裂解气收集装置，能够将干馏时产生的油气及时进行收集，以全新的方式大幅提高了外热式中低温干馏效率。
[0065]7)、本实用新型首创利用煤热解特性，温度容易控制，设备组合方便，操作简单，方便中低温各阶段的干馏操作，同时本实用新型中的螺旋推料干馏装置操作条件灵活，干馏室中的压力可以进行灵活调节，干馏室可以工作于负压或者正压干馏条件，在正压操作下可降低荒煤气后续加工的压缩功耗，在负压操作下可缩短干馏时间，提高焦油的产出率，从而本实用新型所述装置具有较强的工业化放大应用前景。
[0066]8)、总之本实用新型通过创新组合外加热式螺旋推料干馏装置和内加热式回转窑装置，即充分利用了回转窑预热快、脱水效率高、除尘彻底的独特优点，又循环利用了螺旋推料干馏装置的外排烟气，同时基于创新布置的原煤在螺旋推料干馏装置中的螺旋推进方式和热烟气在螺旋推料干馏装置中的外排路径，很好的匹配了内加热式回转窑装置原煤低温干馏过程和外加热式螺旋推料干馏装置的原煤中低温干馏过程，此外又很好的解决了粉尘与焦油的分离问题，达到了粉煤热解的清洁高效利用，综合提高了粉煤中低温干馏效率。
[0067]以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【主权项】
1.一种内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，包括:螺旋推料中低温外热干馏装置(100)和低温内热回转窑干馏装置(200)，所述低温内热回转窑干馏装置(200)包括第一回转窑筒体、第一回转支撑座和第一回转窑驱动装置，所述第一回转窑驱动装置驱动所述第一回转窑筒体在所述第一回转支撑座上进行转动，所述第一回转窑筒体上形成有第一回转窑进料口、第一回转窑排气出口、第一回转窑出料口和第一回转窑烟气进口，所述螺旋推料中低温外热干馏装置(100)包括:燃烧室(101 )、螺旋推料干馏室(102)、螺旋输送装置、裂解气收集装置和螺旋推料驱动装置(106)，所述裂解气收集装置与所述螺旋推料干馏室(102)相连通，所述螺旋推料干馏室(102)设置于所述燃烧室(101)内，所述螺旋输送装置设置于所述螺旋推料干馏室(102)内，所述螺旋推料驱动装置驱动所述螺旋输送装置在所述螺旋推料干馏室(102)内进行转动，所述螺旋输送装置(112)中设置有排烟通道(105)，所述排烟通道(105)的烟气进口处于所述燃烧室内，所述排烟通道(105)的烟气出口与所述第一回转窑筒体相连通，所述螺旋推料干馏室(102)上形成有进料口和出料口，所述第一回转窑筒体的第一回转窑出料口连接于所述螺旋推料干馏室(102)的进料口。2.根据权利要求1所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述低温内热回转窑干馏装置(200)还包括有内热烟气供应管(209)，所述内热烟气供应管(209)的一端连接于所述第一回转窑烟气进口，所述内热烟气供应管(209)的另一端连接于所述排烟通道(105)的烟气出口，所述燃烧室(101)内的燃烧烟气经所述排烟通道(105)和内热烟气供应管(209)排出至所述第一回转窑筒体内；所述第一回转窑进料口和第一回转窑排气出口形成于所述第一回转窑筒体的一端，所述第一回转窑出料口和第一回转窑烟气进口形成于所述第一回转窑筒体的另一端。3.根据权利要求1所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述裂解气收集装置包括裂解气收集室(109)和裂解气收集管(111)，所述裂解气收集室(109)形成于所述螺旋推料干馏室(102)的外壁面上，并与所述螺旋推料干馏室连通，所述裂解气收集室(109)和所述螺旋推料干馏室(102)同处于所述燃烧室(101)内，所述燃烧室(101)形成为密封的加热空间，所述裂解气收集管(111)的一端连通于所述裂解气收集室(109)，所述裂解气收集管(111)的另一端伸出于所述燃烧室(101)之外并与所述燃烧室的绝热壁密封连接。4.根据权利要求2所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述螺旋推料中低温外热干馏装置(100)还包括有轴承支撑座，所述螺旋推料干馏室(102)的后端固定于所述燃烧室的后端面，且螺旋推料干馏室(102)与燃烧室的连接处形成密封结构，所述螺旋推料干馏室(102)的前端处于所述燃烧室内，所述螺旋推料干馏室(102)的外壁与燃烧室的内壁之间形成密封的加热空间，所述螺旋输送装置包括转动轴(103)和螺旋叶片(104)，所述螺旋叶片(104)在螺旋推料干馏室(102)内部设置于所述转动轴(103)上，并沿转动轴(103)轴向在螺旋推料干馏室(102)内形成螺旋通道，所述转动轴(103)的两端伸出于所述螺旋推料干馏室(102)之外，所述螺旋推料干馏室(102)的两端端口与所述转动轴之间形成转动密封结构，所述转动轴(103)的两端支撑于所述轴承支撑座上，所述螺旋推料驱动装置传动连接于所述转动轴的端部，所述排烟通道(105)设置于所述转动轴内并与所述螺旋推料干馏室(102)相隔绝，所述燃烧室(101)与所述排烟通道(105)直接连通。5.根据权利要求4所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述轴承支撑座包括前轴承支撑座(107)和后轴承支撑座(108)，所述转动轴(103)的后端自所述螺旋推料干馏室(102)的后端端口伸出于所述燃烧室之外，且所述转动轴(103)的后端在燃烧室的后方滚动支撑于所述后轴承支撑座(108)上，所述转动轴的前端和所述前轴承支撑座(107)均处于所述燃烧室(101)之内，所述转动轴(103)的前端在燃烧室内滚动支撑于所述前轴承支撑座(107)上，所述螺旋推料驱动装置(106)传动连接于所述转动轴(103)的后端，所述排烟通道(105)为沿所述转动轴中心轴线形成的前后通透的中空通道，所述排烟通道(105)的烟气进口在转动轴的前端直接连通所述燃烧室，所述排烟通道(15)的烟气出口在转动轴的后端与所述内热烟气供应管(209)相连通。6.根据权利要求1所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述螺旋推料中低温外热干馏装置(100)还包括有燃料供应室、燃料供应管道、进料仓(114)和出料仓(115 )，所述燃料供应室通过所述燃料供应管道连接于所述燃烧室(101 )，且所述燃烧室在连接燃料供应管道的位置设置有点火器(I 16);所述螺旋推料干馏室的顶部开设所述进料口，所述进料仓(114)的一端连接于所述进料口，所述进料仓(114)的另一端伸出于所述燃烧室(101)之外并连接于所述低温内热回转窑干馏装置(200)中的第一回转窑出料口，所述螺旋推料干馏室的底部开设所述出料口，所述出料仓(115)的一端连接于所述出料口，所述出料仓(115 )的另一端伸出于所述燃烧室(1I)之外。7.根据权利要求1所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述螺旋推料中低温外热干馏装置(100)中的螺旋推料干馏室包括螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5 )，所述螺旋推料上干馏室(4 )和螺旋推料下干馏室(5 )在所述燃烧室内并排设置，所述螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5 )之间通过物料连管(13 )相互连通，在螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)内均设置有所述螺旋输送装置，在螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)外均设置有所述裂解气收集装置。8.根据权利要求7所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)在所述燃烧室内相互平行的并排设置，且螺旋推料上干馏室(4)相对于螺旋推料下干馏室(5)更加靠近燃烧室的顶面，所述螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)均具有圆筒状结构，所述螺旋推料上干馏室(4)前端的圆筒侧壁顶部向上开设有进料口，所述螺旋推料下干馏室(4)前端的圆筒侧壁底部向下开设有出料口，所述螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)后端的圆筒侧壁上开设有连通口，所述物料连管(13)的前后端口分别连接于螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)的连通口，且物料连管(13)的底面同时与螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)的圆筒底面相切，所述螺旋推料上干馏室(4)和螺旋推料下干馏室(5)内的螺旋输送装置(9)的煤料螺旋推进方向相反。9.根据权利要求1-8任一项所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，还包括有中温内热回转窑干馏装置(300)，所述中温内热回转窑干馏装置(300)包括第二回转窑筒体、第二回转支撑座和第二回转窑驱动装置，所述第二回转窑驱动装置驱动所述第二回转窑筒体在所述第二回转支撑座上进行转动，所述第二回转窑筒体上形成有第二回转窑进料口、第二回转窑排气出口、第二回转窑出料口和第二回转窑烟气进口，所述第二回转窑进料口连接于所述螺旋推料中低温外热干馏装置(100)中螺旋推料干馏室的出料口，所述第二回转窑烟气进口连接于独立热源或者通过管路连接于螺旋推料中低温外热干馏装置(100)中的燃烧室。10.根据权利要求9所述的内外热式中低温粉煤温分干馏系统，其特征在于，所述低温内热回转窑干馏装置(200)中的第一回转窑筒体和所述中温内热回转窑干馏装置(300)中的第二回转窑筒体均相对于水平面向上倾斜设置，倾斜角度在20°以内，且回转窑进料口处于倾斜向上的位置;所述低温内热回转窑干馏装置(200)中第一回转窑筒体的第一回转窑出料口与所述螺旋推料中低温外热干馏装置中螺旋推料干馏室(102)的进料口之间设置有第一多料筒串联料仓，所述中温内热回转窑干馏装置(300)中第二回转窑筒体的第二回转窑进料口与所述螺旋推料中低温外热干馏装置中螺旋推料干馏室(102)的出料口之间设置有第二多料筒串联料仓。
【文档编号】C10B57/02GK205528598SQ201620031602
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月14日
【发明人】王崇峰
【申请人】王崇峰