本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种干馏装置。
背景技术：
末煤是在煤炭开采过程中产生的必须副产品，同时采用现代综合采煤设备加大了末煤的产量。我国目前对煤炭资源的依赖性较强，目前对低阶煤炭资源开发和清洁利用逐渐重视，这是维持我国经济可持续发展，保证能源安全发展的重要举措。在目前公开的技术中，无论是煤制油、煤制天然气、煤制甲醇等技术，还是低温、中温和高温制焦炭、气的技术，采用的原煤的颗粒基本在25mm以上，对于小于25mm的末煤较难处理。
末煤热解能实现其清洁高效利用，热解产物有焦油、热解煤气和高热值半焦。半焦可作为电石原料，高炉喷吹燃料和发电燃料等。煤气热值高，可直接作为民用燃气使用或或者提取LNG等。焦油可作为化工原料，加氢制取汽柴油等。
现阶段热解按照加热方式有内热式和外热式，内热式工艺目前有立式炉工艺、固体热载体干馏工艺和循环流化床锅炉与热解耦合系统技术等。立式炉干馏工艺产生的半焦性质不稳定，煤气热值低，利用价值低，单台设备的产能小；固体热载体干馏工艺产生的煤气热值高，半焦末较多，作为燃料需要粉化后燃烧，焦油灰分高，导致后续处理费用较高；循环流化床锅炉和热解耦合系统实际属于固体热载体干馏，其目前处于中试阶段，没有大型工业化生产案例。
外热式工艺目前主要有外热式回转干馏工艺，如实用新型专利2012200438830，发明专利201110161521.1，该工艺产生煤焦油、半焦和高热值煤气。但此技术最大问题在于其换热面积增加有限，只能通过增大窑皮面积增加换热面积，即窑的单机处理能力有限，且将窑体作为换热管，窑的直径无法增加，直径越大，窑体强度越差，换热和窑体直径限制其单机处理能力。
根据上述对内热式和外热式干馏设备比对，固体热载体干馏设备的结构相对紧促，热介质和煤直接接触，其传热系数大，节省设备；外热式干馏设备有多管式回转炉和外热式干馏炉，但其通过外界热源将热量传递给煤，因气固换热特性，换热系数有限，换热面积大，设备体积大。
外热式干馏设备生产的半焦温度在500～650℃之间，通过特殊结构或设备将其返回到干馏设备内，可快速将煤温提高，可节省换热面积，设备体积减小。实用新型专利201220044178.2采用在干馏设备上布置外返料结构，将半焦返回到干馏炉前段，提高整体传热系数，能快速提高原煤温度，但是返回量不可控。发明专利201510494558.4，采用了内混式结构，在干馏炉内布置反向螺旋结构，将部分物料返回到进料端，但是返回量不可控。
基于上述原因，有必要提供一种具备返料功能的干馏装置，以更有效地加速提高煤温。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种干馏装置，以解决现有技术中干馏装置的煤温提高缓慢、换热面积过大的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种干馏装置，其包括：原料输送机，原料输送机上设置有煤入口、热半焦入口及原料出口；转式辐射床，转式辐射床上设置有原料入口及热半焦出口，原料入口与原料出口连通；以及密封输送机，密封输送机上设置有第一进料口和第一出料口，第一进料口与热半焦出口连通，且第一出料口与热半焦入口连通。
进一步地，密封输送机为气密性埋刮板机。
进一步地，干馏装置还包括斗式提升机，第一出料口与热半焦入口通过斗式提升机连通。
进一步地，干馏装置还包括分料器，分料器上设置有分料器进料口和第一出料支管，分料器进料口与热半焦出口连通，第一出料支管与密封输送机的第一进料口连通。
进一步地，分料器上还设置有第二出料支管；干馏装置还包括半焦输送冷却装置，半焦输送冷却装置与第二出料支管连通。
进一步地，原料输送机为螺旋输送机，且螺旋输送机的螺杆螺距沿靠近原料出口的方向逐渐增大。
进一步地，转式辐射床包括：旋转筒体，旋转筒体上设置有原料入口、热半焦出口及荒煤气出口；以及辐射管束，辐射管束位于旋转筒体内，辐射管束上设置有热烟气入口和热烟气出口。
进一步地，干馏装置还包括：烟气罩，烟气罩与热烟气入口连通；第一出气罩，第一出气罩与热烟气出口连通；第二出气罩，第二出气罩与荒煤气出口连通。
进一步地，干馏装置还包括：第一保温层，设置在烟气罩的内壁上；第二保温层，设置在第一出气罩的内壁上；以及第三保温层，设置在第二出气罩的内壁上。
进一步地，分料器为电驱动分料器或液压驱动分料器。
采用本发明所提供的干馏装置，能够有效提高原料煤的换热效率，以使转式辐射床能够在较小的换热面积下就能够完成热解反应。同时，原料煤与热半焦的接触还能够使油气快速挥发，从而能够避免油气在慢速升温过程中二次裂解。此外，采用外循环的方式将热半焦返回原料输送机中与原料煤进行快速换热，热半焦的返回量可以得到更有效地控制，从而能够更有效地控制原料煤的升温速率，以更有效地控制其热解反应。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一种实施方式中的干馏装置。
其中，附图标记如下：
10、原料输送机；101、煤入口；102、热半焦入口；20、转式辐射床；201、原料入口；202、热半焦出口；203、热烟气入口；204、热烟气出口；205、荒煤气出口；30、密封输送机；40、斗式提升机；50、分料器；60、半焦输送冷却装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所介绍的，现有技术中的干馏装置存在煤温提高缓慢、换热面积过大的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种干馏装置，如图1所示，该装置包括原料输送机10，转式辐射床20以及密封输送机30；原料输送机10上设置有煤入口101、热半焦入口102及原料出口；转式辐射床20上设置有原料入口201及热半焦出口202，原料入口201与原料出口连通；密封输送机30上设置有第一进料口和第一出料口，第一进料口与热半焦出口202连通，且第一出料口与热半焦入口102连通。
本发明提供的上述干馏装置中，将原料输送机10上的热半焦入口102与转式辐射床20上的热半焦出口202相连通，这样能够将热半焦在密封输送机30的作用下从转式辐射床20的外部返回到原料输送机10中，进而与原料煤一起输送至转式辐射床20进行热解。在此过程中，高温的热半焦能够使原料煤快速升温，从而有效提高原料煤的换热效率，以使转式辐射床20能够在较小的换热面积下就能够完成热解反应。同时，原料煤与热半焦的接触还能够使油气快速挥发，从而能够避免油气在慢速升温过程中二次裂解。此外，采用外循环的方式将热半焦返回原料输送机10中与原料煤进行快速换热，热半焦的返回量可以得到更有效地控制，从而能够更有效地控制原料煤的升温速率，以更有效地控制其热解反应。
在一种优选的实施例中，密封输送机30为气密性埋刮板机。气密性埋刮板机能够耐高温750℃以上，耐磨性好，密封性能好，且能够变频输送物料。具体地，气密性埋刮板机采用氮气进行密封和保压，安全性较高，返回量更可控。在实际操作过程中，气密性埋刮板机采用变频调速电机调节给料量，满足链速变化的要求，且内有微正压，≤100Pa。
在一种优选的实施例中，干馏装置还包括斗式提升机40，第一出料口与热半焦入口102通过斗式提升机40连通。斗式提升机40耐高温(550～750℃)耐磨，稳定可靠，将高温半焦提升至一定高度。通过斗式提升机40能够进一步将热半焦在密封状态下输送至原料输送机10处。同样地，斗式提升机40也采用氮气进行密封和保压，内有微正压，≤50Pa。
在一种优选的实施例中，干馏装置还包括分料器50，分料器50上设置有分料器进料口和第一出料支管，分料器进料口与热半焦出口202连通，第一出料支管与密封输送机30的第一进料口连通。利用分料器50能够对热半焦的返回量进行更有效控制。
在一种优选的实施例中，分料器50上还设置有第二出料支管；干馏装置还包括半焦输送冷却装置60，半焦输送冷却装置60与第二出料支管连通。这样，除了返回的热半焦外，另一部分热半焦就能够通过半焦输送冷却装置60进行冷却输送。半焦输送冷却装置60耐高温耐磨，具备冷却功能，输送功能，更优选具备称重功能，为返回半焦提供进一步的调整参数。
具体地，半焦输送冷却装置60包括气密性埋刮板机和余热锅炉，或者为带水冷夹套的刮板机(内部置喷水设施)，或者为具有轴心冷却、输送管水冷套或内部喷水功能的螺旋输送机。
为了使半焦返回量实现更准确控制，优选分料器50为电驱动分料器或液压驱动分料器。电驱动分料器或液压驱动分料器均能够更精细化地调整两处分料量。此外，分料器50能够耐高温750℃，密封性能好。
在一种优选的实施例中，原料输送机10为螺旋输送机，且螺旋输送机的螺杆螺距沿靠近原料出口的方向逐渐增大。这样，螺旋输送机的进口段煤填充率高，出料端煤填充率低，就能封住转式辐射床20筒体内部蒸汽或者煤气，具有一定的密封作用。更优选地，螺旋输送机为双螺杆输送机，双螺杆输送机具有输送和搅拌的双重功能，能够对原料煤和热半焦起到搅拌作用，从而进一步加速煤温提高。进一步优选地，螺旋输送机的轴为空心轴，且与旋变接头连接。这样轴还能作为出气管道使用。更优选地，螺旋输送机的材质：转轴材质选择304，螺旋叶片材质选择304，螺旋外管选择304。螺旋输送机的外管上设置有保温层。
在一种优选的实施例中，转式辐射床20包括旋转筒体和辐射管束，旋转筒体上设置有原料入口201、热半焦出口202及荒煤气出口205；辐射管束位于旋转筒体内，辐射管束上设置有热烟气入口203和热烟气出口204。
在实际操作过程中，原料煤进入料仓，在重力作用下或卸料机作用下，进入到原料输送机10和热半焦混合，并通过原料输送机10进入转式辐射床20的旋转筒体内，并在旋转筒体的转动过程中向前移动，移动过程中与来自热烟气入口203的热烟气进行换热，煤吸热后发生一系列热解反应，生成半焦和荒煤气。高温荒煤气从荒煤气出口205去往除尘系统，高温热半焦从热半焦出口202下落到分料器50内，进而部分半焦从外部返回，同时其余半焦输送到半焦输送冷却装置60。热烟气从辐射管束的尾部出来后，在烟气拉动作用下从热烟气出口204去往烟气处理系统或干燥系统。
优选地，转式辐射床20采用卧式倾斜布置，按煤运动方向由低到高，斜度在1～4％之间，旋转筒体呈圆筒状结构，其旋转转速约0.5～5r/min。
在一种优选的实施例中，干馏装置还包括烟气罩，第一出气罩和第二出气罩，烟气罩与热烟气入口203连通；第一出气罩与热烟气出口204连通；第二出气罩与荒煤气出口205连通。烟气罩即热风分配室，与辐射管束中的至少一个辐射管连接，其温度为800～1000℃。烟气罩布置在转式辐射床20的正下方(与水平面垂直)或侧边(与水平面平行)，且与热风炉连接。第一出气罩和第二出气罩分别作为烟气和荒煤气的汇集箱。
在一种优选的实施例中，干馏装置还包括第一保温层，设置在烟气罩的内壁上；第二保温层，设置在第一出气罩的内壁上；以及第三保温层，设置在第二出气罩的内壁上。保温层包括保温棉及设置在保温棉内层的耐磨金属内胆。
在具体的操作过程中，本发明中的干馏装置具有两种状态：当原料煤的升温速率足够时，外部可以不循环半焦。而当原料煤的升温过慢时，可以利用外部循环半焦进行改善。具体地，本领域技术人员可以通过本发明上述的教导进行操作，在此不再赘述。
由上述描述可知，采用本发明所提供的干馏装置，能够有效提高原料煤的换热效率，以使转式辐射床能够在较小的换热面积下就能够完成热解反应。同时，原料煤与热半焦的接触还能够使油气快速挥发，从而能够避免油气在慢速升温过程中二次裂解。此外，采用外循环的方式将热半焦返回原料输送机中与原料煤进行快速换热，热半焦的返回量可以得到更有效地控制，从而能够更有效地控制原料煤的升温速率，以更有效地控制其热解反应。
除此以外，上述干馏装置系统简单，设备稳定，可独立操作；采用电气手段，可达到精确自动化操作；能提高焦油产率，提高焦油品质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。