一种热解炉的制作方法

本技术涉及煤热解，具体涉及一种热解炉。

背景技术：

1、现阶段，在煤中温热解领域内最成熟的热解炉为内热型直立兰炭炉，在我国陕西榆林、新疆哈密、内蒙古锡林浩特等地大量的直立兰炭炉为，因其热解煤气氮气含量高(45％左右)、含焦油、酚的废水难以处理、无组织排放大、能量利用差等原因，国家环保部多次对直立兰炭炉的环保问题进行通报，要求整改，但是目前，仍然没有一种炉型可以替代直立兰炭炉，如果强行取缔，将造成兰炭的短缺，研发一种可以没有环保问题、能量利用高的热解炉为当务之急。

2、回转窑干馏技术，因其投资过大，技术保密等原因，一直没有进行推广。

3、陕煤集团、大连理工、华东理工等单位一直在进行有关方面的研究，但一直没有一种可以市场化的中温热解技术。

4、陕煤乾元公司将直立兰炭炉进行改造，将其由内热式改为外热式，将半焦冷却方式由水激冷改为烟气冷却，解决了煤气中的氮气含量问题和半焦冷却问题，但存在以下问题：

5、1、采用烟气对半焦进行冷却、对煤进行干燥，致使大量煤气和烟气汇合，烟气中一氧化碳、氢气、甲烷含量高，造成烟气难以处理，能量利用率差；

6、2、采用多层布气结构，使热解炉内温度无法控制，布气管过于复杂，造成煤架桥严重，煤颗粒无法依靠重力向下移动；

7、3、我国因为煤、水的逆向分布，煤的利用首先必须考虑水的节约，干燥段的出来的部分烟气直接排放大气，水蒸气直接排放，造成水的浪费；

8、4、干燥段烟气含有大量煤气，直接排放大气，一方面造成有害气体一氧化碳的排放，另一方面造成能量的浪费。

技术实现思路

1、为此，本实用新型提供一种热解炉，以解决现有技术中的上述问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、根据本实用新型的第一方面，一种热解炉，包括煤仓、热解炉、冷却段下部气体分布器、冷却段上部集气管、热解段下部气体分布器、预热段上部集气管和加热炉；

4、所述热解炉包括预热段、热解段、冷却段和半焦仓，所述预热段的上部与所述煤仓相连，所述预热段的下部与所述热解段的上部相连，所述热解段的下部与所述冷却段的上部相连，所述冷却段的下部和所述半焦仓相连；

5、所述预热段的上部设置有所述预热段上部集气管，所述热解段的下部设置有所述热解段下部气体分布器，所述热解段下部气体分布器的进口与所述加热炉的煤气出口相连，所述冷却段的下部设置有所述冷却段下部气体分布器，所述冷却段的上部设置有所述冷却段上部集气管。

6、进一步地，所述冷却段采用膜式水冷壁作为外壳，所述膜式水冷壁上侧设置有膜式水冷壁上部集箱，所述膜式水冷壁下侧设置有膜式水冷壁下部集箱，所述膜式水冷壁由水冷壁管和鳍片焊接而成，内部设有多组水冷屏进行热量回收，将高温半焦的热量转化为高压蒸汽。

7、进一步地，所述热解炉上部的所述预热段和所述热解段的壳体均采用钢板焊接，所述预热段和所述热解段内衬耐火材料。

8、进一步地，还包括热解段上部集气管和煤气洗涤塔，所述热解段上部集气管设置在所述热解段的上部，所述热解段上部集气管的出口和所述煤气洗涤塔相连。

9、进一步地，还包括冷却段鼓风机，所述冷却段鼓风机的进口与所述预热段上部集气管的出口相连，所述冷却段鼓风机的出口与所述冷却段下部气体分布器的总管相连。

10、进一步地，还包括煤气引风机，所述煤气引风机的进口和所述冷却段上部集气管相连，所述煤气引风机的出口与所述煤气洗涤塔的进口相连。

11、进一步地，还包括煤气循环风机，所述煤气循环风机的进口与所述煤气洗涤塔的出口相连，所述煤气循环风机的出口与所述加热高温煤气的所述加热炉的煤气进口相连。

12、进一步地，所述预热段上部集气管、所述热解段上部集气管、所述冷却段上部集气管、所述热解段下部气体分布器以及所述冷却段下部气体分布器均采用单层鱼刺管结构，单层鱼刺管结构包括外壳、中心管和支管，所述中心管外接多个所述支管，在所述支管的两侧根据气量的大小开有不同的气体出口，所述支管下部为煤气进口。

13、进一步地，所述加热炉的燃料采用可燃气体、煤或半焦；所述加热炉采用直接加热煤气的方式，或所述加热炉采用蓄热砖、石英砂的热载体间接加热。

14、进一步地，所述煤气洗涤塔采用水洗工艺或采用油洗工艺，其中，水洗工艺是用水直接对煤气进行洗涤，油洗工艺是指用煤焦油中含有的重油、轻油对煤气进行洗涤。

15、本实用新型具有如下优点：

16、1、热解段气体分两部分，一部分直接去煤气洗涤塔，可以回收煤气中的热量，副产蒸汽，另一部分作为热源加热原煤，实现了煤气热量的充分利用；

17、2、预热段上部集气管、热解段上部集气管、冷却段上部集气管、热解段下部气体分布器、冷却段下部气体分布器均采用单层鱼刺管结构，结构简单，热解炉内温度易于控制，不会因为多层集气管造成煤的架桥和炉内温度的控制问题；

18、3、冷却段采用水冷壁和水冷屏回收热量，副产蒸汽，提高能量利用率；

19、4、用来自预热段的含有水蒸气的煤气进入冷却段冷却半焦，将高温半焦上黏附的部分胶质体气体带入热解段，提高焦油的产量；

20、5、煤中的水分部分用于反应，其余全部进入煤气洗涤塔进行回收，将煤中的水分全部回收，节约水资源；

21、6、原煤进入热解炉，和高温煤气换热后加热到900℃左右，半焦经过间接换热约100℃进入半焦仓，实现能量的梯级利用，能量利用率提高；

22、7、热解炉无组织气体排放，正常生产过程中也没有煤气放空；

23、8、采用煤气和水冷壁、水冷屏对半焦进行冷却，不用水激冷，环境友好。

技术特征：

1.一种热解炉，其特征在于，包括煤仓(1)、热解炉(2)、冷却段下部气体分布器(8)、冷却段上部集气管(9)、热解段下部气体分布器(10)、预热段上部集气管(12)和加热炉(15)；

2.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述冷却段采用膜式水冷壁(4)作为外壳(16)，所述膜式水冷壁(4)上侧设置有膜式水冷壁上部集箱(3)，所述膜式水冷壁(4)下侧设置有膜式水冷壁下部集箱(5)，所述膜式水冷壁(4)由水冷壁管(20)和鳍片(21)焊接而成，内部设有多组水冷屏(23)进行热量回收，将高温半焦的热量转化为高压蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述热解炉(2)上部的所述预热段和所述热解段的壳体均采用钢板焊接，所述预热段和所述热解段内衬耐火材料(17)。

4.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，还包括热解段上部集气管(11)和煤气洗涤塔(13)，所述热解段上部集气管(11)设置在所述热解段的上部，所述热解段上部集气管(11)的出口和所述煤气洗涤塔(13)相连。

5.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，还包括冷却段鼓风机(7)，所述冷却段鼓风机(7)的进口与所述预热段上部集气管(12)的出口相连，所述冷却段鼓风机(7)的出口与所述冷却段下部气体分布器(8)的总管相连。

6.根据权利要求5所述的一种热解炉，其特征在于，还包括煤气引风机(22)，所述煤气引风机(22)的进口和所述冷却段上部集气管(9)相连，所述煤气引风机(22)的出口与所述煤气洗涤塔(13)的进口相连。

7.根据权利要求6所述的一种热解炉，其特征在于，还包括煤气循环风机(14)，所述煤气循环风机(14)的进口与所述煤气洗涤塔(13)的出口相连，所述煤气循环风机(14)的出口与加热高温煤气的所述加热炉(15)的煤气进口相连。

8.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，所述预热段上部集气管(12)、所述热解段上部集气管(11)、所述冷却段上部集气管(9)、所述热解段下部气体分布器(10)以及所述冷却段下部气体分布器(8)均采用单层鱼刺管结构，单层鱼刺管结构包括外壳(16)、中心管(18)和支管(19)，所述中心管(18)外接多个所述支管(19)，在所述支管(19)的两侧根据气量的大小开有不同的气体出口，所述支管(19)下部为煤气进口。

9.根据权利要求1所述的一种热解炉，其特征在于，所述加热炉(15)的燃料采用可燃气体、煤或半焦；所述加热炉(15)采用直接加热煤气的方式，或所述加热炉(15)采用蓄热砖、石英砂的热载体间接加热。

10.根据权利要求4所述的一种热解炉，其特征在于，所述煤气洗涤塔(13)采用水洗工艺或采用油洗工艺，其中，水洗工艺是用水直接对煤气进行洗涤，油洗工艺是指用煤焦油中含有的重油、轻油对煤气进行洗涤。

技术总结
本技术公开了一种热解炉，该热解炉利用高温煤气的显热，将煤加热到一定温度，得到煤气、煤焦油和半焦。高温煤气在热解段的下部和煤进行换热，煤气和气态焦油向上穿过热解段和向下的移动煤进行换热，部分热解气从热解段出口排出，此部分煤气中含有大量的焦油，剩余部分热解气继续上行和向下移动的煤进行换热，实现煤的干燥预热，此部分煤气中含有大量的水蒸气，含有大量水蒸气的煤气在煤气引风机的作用下，进入下部冷却段，回收部分热量后，部分煤气在煤气引风机的作用下从冷却段上部排出，部分煤气继续上行进入热解段，有利于提高煤气和焦油的产量。

技术研发人员：马东钰,王小强
受保护的技术使用者：北京清创晋华科技有限公司
技术研发日：20230530
技术公布日：2024/1/15