一种管程式干馏热解装置的制作方法

本发明属于粉煤热解技术领域；涉及一种管程式干馏热解装置。

背景技术：

粉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粉煤的产量。而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。

在目前已公开的技术中，如煤制油，煤制天然气，煤制甲醇等技术，还是采用低温、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以下粉煤较难处理。同时现有干馏技术设备处理能力小，无法满足大工业化生产，经济效益及环保性差，社会效益不显著。由于上述原因造成粉煤大量堆积，无法产生经济效益，同时造成新的环保问题，因此，粉煤的清洁利用已成为一个亟需解决的难题。

粉煤热解能实现粉煤的清洁高效利用，其热解产物有焦油，热解煤气，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，目前单台设备产能不超过15万吨/年；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，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，目前已知的最大处理量30万吨/年。

技术实现要素：

本发明提供了一种管程式干馏热解装置，通过多个物料流通管实现了增大物料与热烟气的接触面积，提高了热能利用率，提高了产能，保证了物料充分热解。

本发明的技术方案是：一种管程式干馏热解装置，包括能够旋转的旋转筒体，旋转筒体的一端密封连接有头部罩体，旋转筒体的另一端密封连接有尾部罩体，尾部罩体与进料器连接；其中头部罩体上设置有半焦出口、荒煤气出口和烟气入口；其中旋转筒体包括筒体外层和筒体内层；其中筒体内层内部设置有保温层，保温层的内部设置有多个物料流通管，多个物料流通管组成圆环形，且物料流通管的外表面与保温层的内表面之间为烟气通道；物料通道管内部设置有导料机构；其中烟气通道与烟气入口相通，且对应的尾部罩体一端设置有烟气出口；进料器与物料流通管连通。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中头部罩体上还设置有半焦出口和荒煤气出口，且半焦出口设置在头部罩体的正下方，荒煤气出口设置在头部罩体的上方或者侧方。

其中旋转筒体为水平或斜度小于4％倾斜放置。

其中保温层的内部设置有金属耐磨内胆。

其中物料流通管为圆环形或多边管结构。

其中旋转筒体内物料流通管至少为1个。

其中导料机构为多个均匀设置在物料流通管内壁上的导料片。

其中导料片为三角形、半圆形、半椭圆形或螺旋片状。

其中烟气入口上还连接有供热设备，供热设备为半焦热风炉或燃气热风炉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置通过设置旋转筒体，并且在旋转筒体内设置多个物料流通管，物料流通管内设置有提供物料移动的导料结构，多个物料流通管能够提高物料与热烟气的接触面积，提高热交换效率，该热解方法为间接加热方式，多个物料流通管能够保证物料充分热解，煤气热值高，半焦质量稳定，焦油品质高，并且相对于外热式转窑或转炉，该装置换热面积大，且具有保温层，降低了热损，该装置结构紧促，布局合理，能够实现煤、油、气的多联产工艺创造条件。

更进一步的，旋转筒体倾斜设置能够进一步提高物料流通管内物料的流通速度。

更进一步的，筒体外层在转动的过程中，金属耐磨内胆能够提高保温层的耐磨性。

更进一步的，物料流通管在转动过程中，导料机构能够使物料在物料流通管内移动，并且导料机构能够使物料进行翻转等，使物料受热均匀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中旋转筒体的截面示意图；

图3为本发明中旋转筒体的截面示意图；

图4为本发明中旋转筒体的截面示意图。

图中：1为进料器；2为尾部罩体；3为头部罩体；4为旋转筒体；5为保温层；6为物料流通管；7为筒体外层；8为筒体内层；9为烟气通道；10为导料机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。

本发明提供了一种管程式干馏热解装置，如图1所示，包括能够旋转的旋转筒体4，旋转筒体4的一端通过尾部罩体2与进料器1连接，旋转筒体4的另一端设置有头部罩体3；其中进料器1为螺旋进料器，进料器1的进口与尾部罩体2连接，且进料器1将物料通过尾部罩体2送入旋转筒体4内，尾部罩体2为进料器1与旋转筒体4之间的连接件；头部罩体3用于收集半焦产物和排出荒煤气，其中头部罩体3的正上方设置有荒煤气出口，头部罩体3的下方设置有半焦出口。

如图1和2所示，旋转筒体4包括筒体外层7和筒体内层8，其中筒体内层8的内表面设置有保温层5，保温层5为选用轻型纤维棉、纤维模块、陶瓷纤维喷涂或纤维棉搭配组成；保温层5的内侧还设置有一个或多个物料流通管6，其中进料器1将物料通过尾部罩体2输送至物料流通管6内；多个物料流通管6排列成环形分布在保温层5内侧，且保温层5的内表面与物料流通管6的外表面之间设置为烟气通道9，物料流通管6内部设置有导料机构10。

更进一步的，旋转筒体4为水平设置，或为斜度小于4％倾斜设置，旋转筒体4为圆筒状结构，其旋转速度为0.5-4r/min；旋转筒体4的两端分别设置有与头部罩体3的烟气入口连通的烟气通道和与尾部罩体2烟气出口相同的烟气通道，从而使烟气流向与物料流向为逆向流动；即实现物料从尾部罩体2一端通过物料流通管6流通至头部罩体3一端，烟气从头部罩体3一端通过烟气通道9流通至尾部罩体2一端；其中当旋转筒体4倾斜设置时，使尾部罩体2的一端高于头部罩体3的一端，或头部罩体3的一端高于尾部罩体2的一端。

更进一步的，物料流通管6为圆环形结构或多边管结构，其材质根据温度的变化，高温端优选高温不锈钢材料，低温端选用碳钢材料；其中物料流通管6内的导料机构10为多个导料片，导料片为三角形、半圆形或椭圆形，多个导料片在物料流通管6内均匀排布，物料流通管6为圆环形结构时，导料机构10为螺旋片状结构。其中多个物料流通管6可以为圆环形结构和多边管的组合。

更进一步的，进料器1为螺旋进料器，螺旋进料器进口段物料填充率高，出料端填充率低，能够对尾部罩体2和旋转筒体4的连接处封住，具有一定的密封性。

更进一步的，保温层5的内部设置有一层金属耐磨内胆。

更进一步的，头部罩体3的烟气入口处连接有供热，供热设备为半焦热风炉或燃气热风炉，其为本旋转筒体4提供高温热烟气。

优选地，如图3所示，旋转筒体4内设置有一个物料流通管6，物料流通管6内均匀排布有多个三角形导料片组成的导料机构10。

优选的，如图4所示，旋转筒体4内设置有多个物料流通管6，且多个物料流通管6围绕中间一个物料流通管设置，且物料流通管6内均匀排布有多个三角形导料片组成的导料机构10。

本发明的工作原理是：将25mm以下颗粒的煤粉物料输送至进料器1内，其中可采用上料系统进行输送；煤粉物料通过进料器1和尾部罩体2进入到旋转筒体4内，并且旋转筒体4在0.5-4r/min的转速下运行，煤粉物料从尾部罩体2一端缓慢向头部罩体3一端移动。

煤粉物料在物料流通管6通过导料机构10的作用下移动的过程中，烟气通道9通过头部罩体3的烟气入口通入800-1000℃的高温烟气，煤粉物料在物料流通管6内与高温烟气进行热交换，并且发生干燥，预干馏、干馏和闪速热解等反应，最后生成450-550℃的荒煤气和550-650℃的高温半焦产品，半焦产品同样在导料机构10的作用下向头部罩体3一端移动，并且最终通过重力作用通过半焦出口排出；荒煤气通过头部罩体3上的荒煤气出口排出。

其中旋转筒体4在旋转过程中控制煤粉物料在30-60min之内从尾部罩体2一端运送至头部罩体3一端。

该装置能够适用于工业化热解生产，能够达到单机年处理100万吨，能够适用于大型工业化生产。