一种带均料结构的粉煤热解炉的制作方法

本发明涉及热解技术领域，具体涉及一种带均料结构的粉煤热解炉。

背景技术：

传热（或作热传、热传递）是物理学上的一个物理现象，是热能从高温向低温部分转移的过程，传热有三种方式：热传导、热对流和热辐射；其中，热传导指在物质在无相对位移的情况下，物体内部具有不同温度、或者不同温度的物体直接接触时所发生的热能传递现象；对流传热，又称热对流，是指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程；热辐射，是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的传热方式，它不依赖任何外界条件而进行，是在真空中最为有效的传热方式。在无热载体辐射管式快速热解设备中，下落颗粒物料（粉煤）在下落的过程中被加热到反应温度，其加热过程为无热载体加热，主要传热方式为热传导和热辐射，下落物料在下落过程中不与炉壁或辐射管接触时主要受到热辐射传热，当下落碰触炉壁或辐射管时受热传导传热。

参照图1和2所示，颗粒物料（粉煤）直接下落到辐射管上表面或碰触冲刷辐射管被加热到反应温度，从而发生热解反应，过程中主要传热方式为热传导和热辐射。由于炉体设计特点，辐射管在炉膛内局部区域的水平间隔突然增大，存在着很大的空档区，使得落至此处的粉煤无法与辐射管很好地发生碰撞接触，将带来以下问题：1、由于粉煤不能很好地与辐射管发生碰撞，下落速度无法得到辐射管的缓冲，使得粉煤通过加热炉的时间加快，远小于粉煤最佳停炉时间（5～10s）；其次，由于无法与辐射管接触，该区域内粉煤加热效果变差，最终使得热解反应无法充分的进行，产品质量不好；2、由于粉煤不能与辐射管很好地发生碰撞接触，下落速度无法得到有效的缓冲，下降速度变快，对碰撞到的设备和炉体冲击作用增大，加大了设备和炉体的耗损。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种带均料结构的粉煤热解炉，通过在空档区中设置分料结构，不但对粉煤起到了一定的均分作用，而且对粉煤的下降过程起到了一定的缓冲作用，同时减轻了粉煤对碰撞到的设备和炉体的冲撞耗损情况；加长了空档区粉煤的停炉时间，使其在最佳停炉时间之内；此外，使得空档区粉煤能被有效的均分并与辐射管发生很好的接触，增强了该部分粉煤的热解效果，使得产品质量得到了保证。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种带均料结构的粉煤热解炉，包括：炉体、辐射管和均料结构，其中，多层所述辐射管设置于炉腔内，并形成空档区，所述均料结构设置于所述空档区，延长所述空档区内粉煤的停炉时间，所述均料结构包括：分料帽和连接部，其中，所述分料帽的头部为圆弧状，用于减少粉煤的冲击磨损和防止粉煤堆积；所述连接部设置于所述分料帽的翼板上，且与炉壁相连，将所述分料帽固定于所述炉壁上。

进一步的，每层所述辐射管为多个，所述空档区为每层所述辐射管的水平间隔区域。

进一步的，所述分料帽的宽度b为l/8<b<l/3，其中，l表示相邻两辐射管的水平间隔，增强分料效果和减少粉煤的冲击磨损。

进一步的，所述分料帽的主体为锥形，所述锥形的锥角为40-120°，防止粉煤堆积；所述分料帽在长度方向上与所述炉壁具有一定间隙，便于安装和避免高温膨胀产生的影响。

进一步的，所述均料结构还包括：筋板，其与所述分料帽焊接，且所述筋板与所述分料帽均为耐热钢材质。

进一步的，所述筋板在所述分料帽的长度方向上间隔均布,间距为0.2-0.6m。

进一步的，所述连接部为角钢，所述角钢设置于所述分料帽的长度方向上的两个端口位置，端口两侧的翼板上连接所述角钢。

进一步的，所述角钢与分料帽的翼板通过螺栓连接，所述角钢与炉壁通过螺栓连接。

进一步的，所述角钢上设有与所述螺栓相配合的长圆螺栓孔，便于安装和避免高温膨胀产生的影响。

进一步的，在所述炉体上设有下料口、出料口和热解油气出口，其中，从所述下料口进料，从所述出料口出料，热解产生的热解油气经所述热解油气出口排出。

本发明的有益效果至少包括：

1、缓冲了空档区粉煤物料的下降速度，减轻甚至避免所述物料下落过程中对冲撞到设备的冲刷磨损，从而提高了热解炉的整体寿命；

2、空档区粉煤物料接触分料帽后，被分料帽均分向两侧滑落，能使物料很好的与辐射管发生接触，增强其传热效果；

3、粉煤物料接触分料帽后滑落，避免物料在分料帽上表面堆积后影响产品质量和加分料帽负荷的情况；

4、延长了空档区内粉煤物料的停炉时间，加强了空档区物料的传热过程，从而使得空档区内物料热解反应加强，得到的产品质量更好；

5、本发明分料结构吸收热膨胀，不会受到高温膨胀带来的影响。

附图说明

图1为现有技术的热解炉结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本发明粉煤热解炉的结构示意图。

图4为图3的局部放大图。

图5为本发明均料结构示意图。

图6为图5的a向放大图。

其中，炉体1；炉膛2；角形帽3；辐射管4；粉煤下落轨迹5；分料帽6；筋板7；角钢8；炉壁9。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1为现有技术的热解炉结构示意图，图2为图1的局部放大图，参照图1和2所示，多层所述辐射管具有间距的设置在所述炉腔内，并形成空档区，可以理解的是，每层所述辐射管为多个，所述空档区为每层所述辐射管的水平间隔区域，即所述空档区为没有安装所述辐射管的区域；在每个所述辐射管的顶部设有角形帽，用于分料和减小粉煤的冲击力。由于炉体设计特点，辐射管在炉膛内局部区域的水平间隔突然增大，存在着很大的所述空档区，使得落至此处的粉煤无法与辐射管很好地发生碰撞接触，将带来以下问题：1、由于粉煤不能很好地与辐射管发生碰撞，下落速度无法得到辐射管的缓冲，使得粉煤通过加热炉的时间加快，远小于粉煤最佳停炉时间（5～10s）；其次，由于无法与辐射管接触，该区域内粉煤加热效果变差，最终使得热解反应无法充分的进行，产品质量不好；2、由于粉煤不能与辐射管很好地发生碰撞接触，下落速度无法得到有效的缓冲，下降速度变快，对碰撞到的设备和炉体冲击作用增大，加大了设备和炉体的耗损。

根据本发明的实施例，图3为本发明粉煤热解炉的结构示意图，图4为图3的局部放大图，参照图3和4所示，本发明所述带均料结构的粉煤热解炉，包括：炉体、辐射管和均料结构，其中，所述均料结构设置于所述空档区，更具体的，由于炉体设计特点，辐射管在炉膛内局部区域的水平间隔突然增大，存在着很大的所述空档区，当炉膛内中部区域存在很大的空挡区时，优选的，将本发明所述均料结构设置于每层所述辐射管的中部空挡区，所述空档区粉煤物料接触分料帽后，被分料帽均分向两侧滑落，能使物料很好的与辐射管发生接触，增强其传热效果；同时延长所述空档区内粉煤的停炉时间，加强了空档区物料的传热过程，从而使得空档区内物料热解反应加强，得到的产品质量更好。

根据本发明的一些实施例，在所述炉体上设有下料口、出料口和热解油气出口，其中，从所述下料口进料，从所述出料口出料，热解产生的热解油气经所述热解油气出口排出。

根据本发明的实施例，图5为本发明均料结构示意图，图6为图5的a向放大图，参照图5和6所示，所述均料结构包括：分料帽、连接部和筋板，其中，所述分料帽在长度方向上与所述炉壁具有一定间隙，具有安装余量和避免所述分料帽高温膨胀产生的影响。

根据本发明的实施例，参照图6所示，本发明所述分料帽的头部为圆弧状，既可以减少粉煤的冲击磨损又可以有效的防止煤粉堆积；所述分料帽的主体为锥形，所述锥形的锥角为40-120°，该角度与粉煤物料的安息角有关，保证粉煤不在所述分料帽上堆积。

更具体的，本发明合理设计所述分料帽的宽度b，所述宽度b优选为l/8<b<l/3，其中，l表示相邻两辐射管的水平间隔；所述宽度b太小，将影响分料帽的使用效果，使得均分效果不理想，使得粉煤无法很好地向两侧分散至辐射管上；所述宽度b太大，会加大下落物料对分料帽的冲击，加重分料帽自身负荷，影响寿命。

根据本发明的实施例，参照图5和6所示，本发明所述连接部为角钢，所述角钢设置于所述分料帽的长度方向上的两个端口位置，端口两侧的翼板上连接所述角钢，更具体的，所述角钢与分料帽的翼板通过螺栓连接，所述角钢与炉壁通过螺栓连接，将所述分料帽固定于所述炉壁上。

根据本发明的一些实施例，考虑到高温膨胀性和安装余量，所述角钢上开有与所述螺栓相配合的长圆螺栓孔。

根据本发明的实施例，参照图6所示，所述筋板与所述分料帽焊接，所述筋板在所述分料帽的长度方向上间隔均布,间距优选为0.2-0.6m，用于对所述分料帽的强度起到强化作用，延长分料帽的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，所述筋板与所述分料帽均为耐热钢材质，且所述分料帽的钢板厚度留有腐蚀磨损余量。

发明人发现，本发明缓冲了空档区粉煤物料的下降速度，减轻甚至避免所述物料下落过程中对冲撞到设备的冲刷磨损，从而提高了热解炉的整体寿命；并且空档区粉煤物料接触分料帽后，被分料帽均分向两侧滑落，能使物料很好的与辐射管发生接触，增强其传热效果；并且粉煤物料接触分料帽后滑落，避免物料在分料帽上表面堆积后影响产品质量和加分料帽负荷的情况；同时延长了空档区内粉煤物料的停炉时间，加强了空档区物料的传热过程，从而使得空档区内物料热解反应加强，得到的产品质量更好；此外，本发明分料结构吸收热膨胀，不会受到高温膨胀带来的影响。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。