一种低阶煤绝热热解装置的制造方法

一种低阶煤绝热热解装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低阶煤热解反应器，具体说是一种包括装料斗、绝热干燥室、绝热干馏室和熄焦罐构成的气体载热式煤热解装置。
【背景技术】
[0002]低阶煤在热解过程中，采用气体载热进行煤的热解，能够提高煤与热载体的换热效率，因此保证热解过程中反应器中气体温度恒定是提高绝热反应器低阶煤气体载热热解反应效率的重要途径。
[0003]现有煤热解反应器的绝热结构主要是在反应器外围包裹有高温耐火纤维材料、以及在反应器外壁缠饶有电阻丝构成保温结构。
[0004]能够获得的现有技术，如公开号为102559222A公开了 “一种低温干馏炉”提供了一种结构简单、能耗低、操作方便的低温干馏炉，炉体内部设有炉管，炉管与所述炉体的冷却系统相连，最终连接集气系统，所述炉体和密封的炉管均为卧式结构，用于物料热解过程。但该低温干馏炉保温层采用耐火纤维作保温材料，降低了整体热利用率。再如实用新型专利公开了“一种内热立式干馏炉”。它由加料机、炉体及排渣装置构成，其特点是炉体为立式结构，颅腔内被中间腰部的拱台分为上部的干馏段和下部的气化段，拱台上设有与循环热煤气入口相通的环形混合室，在炉腔内干馏段的炉顶装料口的下方设有阵伞，阵伞设置通往炉体外的干馏产物导出通道；炉体底部的炉盘上设有传动机构带动的排渣设备，排渣装置中风头直接通入炉体的气化段内。该专利结构简单，设计合理，维修方便，能处理含油率低、固定碳含量低的粒径在8?75mm的贫矿油页岩。其炉体外壳为钢板焊接的圆筒，外径为3?4m,需内称150?250mm厚的耐火层,耐火层和钢制外壳之间用矿洛棉或沙子填充保温和承受膨胀，但是耐火层增加热损耗，降低热利用率，不能保证炉体内温度分布更均勻、稳定。
[0005]还有一些公开的绝热反应器是通过控制反应器外壁的多段电炉加热，使得反应器的外壁温度跟踪反应器的内部温度，降低反应器的内外温差，从而减少热损失，达到绝热的效果。例如戴迎春等发表的《实验室绝热反应器的开发与设计[J].化学反应工程与工艺，1994,10(3): 261- 265》提到过一种绝热反应器的结构，反应器为管径Φ57mmX 3.5mm的不绣钢管，反应管中心装有Φ3πιπιΧ0.5mm的不锈钢套管，内插可上下移动的Φ Imm热电偶，测定反应床层轴向分布温度。反应管外有一 Φ300πιπι的同心筒状管，内装绝热保温材料。在筒外分别缠上三段或多段电阻丝，调节电压控制保温层温度，保证同截面反应器内部与保温层内的温度近似，保证绝热效果。这种绝热反应器的不足之处是电炉的温控是受反应器温度变化进行调节，温度跟踪存在滞后问题，外围向内部传热慢，耗费时间长，操作复杂，维修困难。
[0006]还有公开号为CN101961628A公开了 “一种中小型绝热反应器”，其特征在于反应器外层设有可抽真空的隔热夹套；夹套的上部和下部分别设有上下等温体及上下保温层，夹套的外侧设有侧壁加热器和保温层，隔热夹套与反应管上下焊接处分别设置测温元件，分别串联控制上下等温体中的加热器，进行反应管进出物料处内外的温度跟踪。该发明中维持真空套层真空状态能耗高，反应器材料强度要求高，易损耗，不利于大规模工业化利用。

【发明内容】

[0007]本发明要解决的具体技术问题是如何在干燥室和干馏室的外围设置相同温度的保温层，以保证反应器中心的气体热载体的温度，进一步提高绝热热解效率，并提供一种低阶煤绝热热解装置。
[0008]所提供的一种低阶煤绝热热解装置，包括装料斗、绝热干燥室、绝热干馏室、熄焦罐依次连通构成，其特征在于:所述绝热干燥室与绝热干馏室的直径大小相同，在外围分别设置有和绝热干燥室与绝热干馏室温度相同的气体保温层，在气体保温层的外围设置有外保温层。
[0009]上述技术方案的附加技术特征如下。
[0010]所述绝热干燥室与绝热干馏室的直径分别与气体保温层的直径比是149:261。
[0011]所述绝热干燥室与绝热干馏室的直径分别与外保温层的直径比是149:500。
[0012]所述绝热干燥室与绝热干馏室的结构是圆柱上端面连通有圆台，所述圆台的角度是55?60°。
[0013]所述圆柱与圆台的高度比是6:1?7:1。
[0014]所述绝热干燥室与绝热干馏室底部分别设置有出料下转盘与出料上转盘；其中的出料上转盘上设置有气体分布器，在气体分布器外周的出料上转盘上设置有上扇环形排料孔；所述气体分布器是由上部锥体部分和下部圆筒部分构成；所述上部锥体表面均设有小于煤料粒度的小孔，下部圆筒一侧设有气体进气口连通有高温气体进口；其中的出料下转盘开设有与出料上转盘上相应的下扇环形排料孔，并在出料下转盘上连接转轴通过伞齿轮由电机带动转动排料。
[0015]所述上部锥体的锥面与气体分布器的轴向夹角是36?45°。
[0016]所述上扇环形排料孔之间设置有η或Λ型结构。
[0017]所述绝热干燥室的高温气体进口与保温气体进口的通入载热气体温度是100?350。。。
[0018]所述绝热干馏室的高温气体进口与保温气体进口的通入载热气体温度是100?750。。。
[0019]上述的一种低阶煤绝热热解装置，与现有技术相比的优点与积极效果如下。
[0020]本装置结构将干燥过程和干馏过程分别设置，保证了脱水过程中的水分和热解过程中的热解气分开处理，从而避免了水蒸气对焦油产率的影响，进一步提高了产品的纯度。
[0021]本装置结构采用绝热干燥室与绝热干馏室直径大小相等的结构设计，保证了绝热干燥室和绝热干馏室的空塔速度和煤料处理量相同，合理地进行了煤的热解过程，最大程度地利用了干燥和干馏设备。
[0022]本装置结构在绝热干燥室和绝热干馏室外围分别设置有与其能到达相同温度的气体保温层，从而保证进气温度与反应器中心温度基本一致，有效的降低了煤干馏过程中气体载热体与外界的热量传递问题。
[0023]本装置结构在绝热干燥室和绝热干馏室外围分别设置有外保温层，进一步降低了煤在干馏过程中气体载热体与外界的热量传递。
[0024]本装置结构采用绝热干燥室与绝热干馏室的直径分别与气体保温层的直径比是149:261结构，是通过化工热力学理论计算得出，此时绝热效果达到最佳；采用绝热干燥室与绝热干馏室的直径分别与外保温层的直径比是149:500结构，保温效果最佳。
[0025]本装置结构采用绝热干燥室和绝热干馏室的结构是圆柱上端面连通有圆台，所述圆台的角度是55?60°，这种结构有利于载热气体在反应装置顶部聚集，有利于排出，减少对装置的耗损。
[0026]本装置结构在绝热干燥室和绝热干馏室中采用圆柱与圆台的高度比是6:1?7:1，保证了反应装置的反应室相对较大，进而保证了煤料的处理量，提高了反应装置的空间利用率。
[0027]本装置结构在绝热干燥室与绝热干馏室底部分别设置有气体分布器，该气体分布器的结构保证了煤料的均匀受热；在气体分布器的底部设置有出料转盘，实现了煤料的控制排放；在出料转盘上设置有η或Λ型结构，保证了煤料在出料上转盘上不会堆积，有利于物料排料孔排出。
[0028]本装置与现有的煤绝热热解反应器相比，本装置结构简单，绝热效果好，煤料依靠重力下行，干燥过程产生尾气与热解过程尾气分开处