一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置的制作方法

本發明屬于煤化技術領域，具體涉及一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置。

背景技術：

在許多的現代煤熱解工藝系統中，由熱解設備排出的半焦溫度可在400~600℃，為安全存放半焦，同時高效回收或利用半焦所含顯熱，多年來人們進行了多種方法的探索和研究，如采用流化床的回收熱風法、采用立式結構的水冷卻法及半焦和煤直接混合法等。其中回收熱風法和水冷卻法均存在回收效率不高，回收熱能品位低而不便利用，以及冷卻和熱回收系統過于龐大、復雜等問題。利用熱半焦直接和煤混合，先提升煤的溫度，然后再進入熱解設備進行煤的熱解。該方法雖然直接利用半焦余熱，熱利用效率高，但同時總有一部分半焦與熱解煤一起參與工藝循環，因而加大了熱解窯爐的負擔，影響了熱解設備的處理量。綜上述，為降低煤熱解過程中的綜合能耗，提升煤熱解工藝系統的能效，應尋求更為經濟、高效利用熱半焦余熱的新方法。

技術實現要素：

為了克服為降低煤熱解過程中的綜合能耗，提升煤熱解工藝系統的能效，本發明提出了一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，采用多腔回轉式結構，熱半焦和煤分別由不同通道通過，實現間壁換熱。經過該設備后，半焦得到了冷卻并降溫，煤則脫除了一部分水分，實現了部分干燥，同時溫度也會有一定的升高。

本發明采用的技術方案為：

一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，包括回轉筒體，所述回轉筒體傾斜放置，所述回轉筒體的進料端高于其出料端；

所述回轉筒體的進料端依次連接有半焦布料箱、窯頭箱和進料螺旋器，所述進料螺旋器穿過窯頭箱與半焦布料箱相聯，所述半焦布料箱位于回轉筒體內，所述窯頭箱上設置有下料溜槽；

所述回轉筒體的出料端依次連接有窯尾箱和半焦集料箱，所述半焦集料箱位于回轉筒體內穿過窯尾箱且向外延伸，所述半焦集料箱伸出回轉筒體的部位連接有半焦出料箱；所述回轉筒體上還設置有傳動器。

所述回轉筒體包括筒體本體、換熱管、分腔板和支撐管；所述支撐管橫穿過筒體本體，且位于筒體本體正中間，所述分腔板為多個，且均勻位于筒體本體內表面與支撐管之間；所述的換熱管為多個，且位于筒體本體內，所述換熱管的兩端分別與半焦集料箱和半焦布料箱相聯。

所述的分腔板為四個，分腔板沿筒體本體長度方向設置，且互相呈90°位于筒體本體內表面與支撐管之間。

所述換熱管為20個且均勻分布在筒體本體內。

所述換熱管為20個且沿筒體本體內腔壁周邊分層布置。

所述的換熱管壁厚為2～5mm。

所述半焦進料螺旋器與回轉筒體的中心線一致。

所述煤下料溜槽位于窯頭箱的上部，所述下料溜槽穿過窯頭箱延伸至回轉筒體，并與回轉筒體連通。

所述回轉筒體的進料端與出料端的水平夾角為1～8°

所述回轉筒體的進料端及出料端還分別設有載氣的進口和出口，所述的載氣為氮氣或貧氧煙氣。

本發明的有益效果是：

（1）利用熱半焦的顯熱，直接進行煤的干燥，熱利用率高，不僅實現了煤的干燥，也實現了對半焦的冷卻降溫。

（2）半焦和煤走不同通道，避免了兩者的直接混合，降低了著火的危險，同時也無需考慮兩者的分離和對熱解窯處理量的影響。

以下將結合附圖進行進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為I-I結構示意圖。

圖3為Ⅱ-Ⅱ結構示意圖。

圖中，附圖標記：1—進料螺旋器；2—窯頭箱；3—下料溜槽；4—半焦布料箱；5—支承裝置；6—傳動器；7—回轉筒體；701—筒體本體；8—窯尾箱；9—半焦出料箱；10—半焦集料箱；11換熱管；12—分腔板；13—支撐管。

具體實施方式

實施例1：

為了克服為降低煤熱解過程中的綜合能耗，提升煤熱解工藝系統的能效，本發明提供了如圖1所示的一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，本裝置采用多腔回轉式結構，熱半焦和煤分別由不同通道通過，實現間壁換熱。經過該設備后，半焦得到了冷卻并降溫，煤則脫除了一部分水分，實現了部分干燥，同時溫度也會有一定的升高。

一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，包括回轉筒體7，所述回轉筒體7傾斜放置，所述回轉筒體7的進料端高于其出料端；

所述回轉筒體7的進料端依次連接有半焦布料箱4、窯頭箱2和進料螺旋器1，所述進料螺旋器1穿過窯頭箱2與半焦布料箱4相聯，所述半焦布料箱4位于回轉筒體7內，所述窯頭箱2上設置有下料溜槽3；

所述回轉筒體7的出料端依次連接有窯尾箱8和半焦集料箱10，所述半焦集料箱10位于回轉筒體7內穿過窯尾箱8且向外延伸，所述半焦集料箱10伸出回轉筒體7的部位連接有半焦出料箱9；所述回轉筒體7上還設置有傳動器6。

本實施例中，回轉筒體7的回轉是由傳動器6實現的。回轉筒體7的進料端連接有半焦布料箱4、窯頭箱2和下料溜槽3。下料溜槽3穿過窯頭箱2延伸至回轉筒體7，將粉煤送入回轉筒體7內的各個腔。進料螺旋器1穿過窯頭箱2與半焦布料箱4相聯。

回轉筒體7的出料端還聯接有窯尾箱8、半焦出料箱9及半焦集料箱10。半焦集料箱10伸出回轉筒體7與半焦出料箱9相聯。

本裝置的工作原理如下：

工作時，來自熱解窯的熱態半焦，由進料螺旋器1送至回轉筒體7頭部的半焦布料箱4內，然后再分別進入各換熱管11內。待干燥的煤則經由窯頭箱2上部的下料溜槽3，送至回轉筒體7的各個分割區域中。

在傳動器6的驅動下回轉筒體7旋轉。由于回轉筒體7的進料端高于出料端，在其旋轉過程中，半焦和煤在各自的通道中逐步向出料端移動。同時，在此過程中，熱半焦通過換熱管11表面將熱量傳導至待干燥的煤，使其受熱升溫，并使其所含水分蒸發脫除。

脫除的水蒸汽通過由進料端A端口進入的載氣由出料端C端口，即窯尾箱8的上出口排出帶走。到達出料端的半焦先匯集于半焦集料箱10，然后經由半焦出料箱9的下部出口排出至堆場。到達出料端的干燥煤則由窯尾箱8下部的出料口導出，并送至下步工序。

通過上述裝置，可使熱解工藝系統中的半焦顯熱得以直接利用，不僅實現了半焦的冷卻降溫，也實現了對煤的干燥脫水，可有效提高工藝系統的能效。

本發明提出了一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，采用多腔回轉式結構，熱半焦和煤分別由不同通道通過，實現間壁換熱。經過該設備后，半焦得到了冷卻并降溫，煤則脫除了一部分水分，實現了部分干燥，同時溫度也會有一定的升高。

實施例2：

基于實施例1的基礎上，如圖2所示，本實施例中，所述回轉筒體7包括筒體本體701、換熱管11、分腔板12和支撐管13；所述支撐管13橫穿過筒體本體701，且位于筒體本體701正中間，所述分腔板12為多個，且均勻位于筒體本體701內表面與支撐管13之間；所述的換熱管11為多個，且位于筒體本體701內，所述換熱管11的兩端分別與半焦集料箱10和半焦布料箱4相聯。

本實施例中采用所述的分腔板12為四個，分腔板12沿筒體本體701長度方向設置，且互相呈90°位于筒體本體701內表面與支撐管13之間。

本實施例中采用的所述換熱管11為20個且均勻分布在筒體本體701內。

所述的換熱管11壁厚為2～5mm。本實施例中采用的換熱管11的壁厚為4mm。

本發明提供的一種熱半焦和煤的多腔回轉式間壁換熱裝置，采用多腔回轉式結構，熱半焦和煤分別由不同通道通過，實現間壁換熱。經過該設備后，半焦得到了冷卻并降溫，煤則脫除了一部分水分，實現了部分干燥，同時溫度也會有一定的升高。

實施例3：

基于上述實施例的基礎上，本實施例中，所述換熱管11為20個且沿筒體本體701內腔壁周邊分層布置。與實施例2不同的是其換熱管11的分布情況不同，這兩種分布方法均能滿足本發明中的換熱需要。多個換熱管11在回轉筒體7的旋轉中一起旋轉，這樣就形成了多腔回轉式結構，能很好且有效的對煤進行干燥。

所述半焦進料螺旋器1與回轉筒體7的中心線一致。

所述煤下料溜槽3位于窯頭箱2的上部，所述下料溜槽3穿過窯頭箱2延伸至回轉筒體7，并與回轉筒體7連通。

所述回轉筒體7的進料端及出料端還分別設有載氣的進口和出口，所述的載氣為氮氣或貧氧煙氣。

回轉筒體7通過2組支承裝置5作為支撐，回轉筒體7內安裝有多組換熱管11，換熱管11的兩端分別與半焦集料箱10和半焦布料箱4相聯。

本裝置的工作原理如下：

工作時，來自熱解窯的熱態半焦，由進料螺旋器1送至回轉筒體7頭部的半焦布料箱4內，然后再分別進入各換熱管11內。待干燥的煤則經由窯頭箱2上部的下料溜槽3，送至回轉筒體7的各個分割區域中。放置于支承裝置5上的回轉筒體7，在傳動器6的驅動下旋轉。由于筒體7的進料端高于出料端，在其旋轉過程中，半焦和煤在各自的通道中逐步向出料端移動。同時，在此過程中，熱半焦通過換熱管11表面將熱量傳導至待干燥的煤，使其受熱升溫，并使其所含水分蒸發脫除。脫除的水蒸汽通過由進料端A端口進入的載氣由出料端C端口，即窯尾箱8的上出口排出帶走。到達出料端的半焦先匯集于半焦集料箱10，然后經由半焦出料箱9的下部出口排出至堆場。到達出料端的干燥煤則由窯尾箱8下部的出料口導出，并送至下步工序。

本發明提供的這種裝置，可使熱解工藝系統中的半焦顯熱得以直接利用，不僅實現了半焦的冷卻降溫，也實現了對煤的干燥脫水，可有效提高工藝系統的能效。

實施例4：

基于上述實施例的基礎上，本實施例中，所述回轉筒體7的斷面形狀如圖3所示，它包括了筒體本體701、換熱管11、支撐管13及相應的分腔板12部件。在筒體本體701和支撐管13之間，由沿長度方向貫通的分腔板12將該區域分成4～10個小區域。在每一個區域內，均勻或沿腔壁周邊分層布置有5～20個換熱管，其壁厚可在2～5mm,長度為20～40m。根據需要，可在長度方向設置徑向支板，以增強換熱管的支撐剛性。

所述半焦進料螺旋器和半焦布料箱連接，半焦布料箱上分布有各個換熱管的入口。熱半焦先由螺旋送入半焦布料箱，之后再分別進入各個換熱管。

所述回轉筒體放置于支承裝置上，且由傳動器驅動旋轉，回轉筒體沿半焦和煤的運行方向分為進料端和出料端，其中進料端高于出料端，回轉筒體和水平面的傾角為1～8°。本實施例中選取其傾斜的角度為5°。

所述換熱管11內為半焦的通道，筒體本體701和支撐管13之間分割的區域，且在換熱管11外部分則為煤的通道。在筒體本體701回轉過程中，由于回轉筒體7的傾斜和旋轉作用，半焦和煤分別在各自的通道內均由進料端向出料端移動。

所述進料端包括了進料螺旋器1和下料溜槽3，其中進料螺旋器1與回轉筒體7的中心線一致，下料溜槽3則位于窯頭箱2的上部。

所述出料端連接有半焦出料裝置和煤出料裝置，其中半焦出料裝置沿中心線外延，半焦出料裝置包括了半焦集料箱10和半焦出料箱9。煤出料裝置則位于出口端窯尾箱8的下部，利用端部回轉筒體7沿周向上間隔設置且位于窯尾箱8內的開孔向外排料。

所述進料端及出料端還設有載氣的進口和出口，載氣由進料端的A端口進入煤的干燥通道，并由出料端C端口，即窯尾箱8的上出口排出，以此實現對干燥水分的帶出。載氣可為氮氣或貧氧煙氣。

所述回轉筒體7進、出料端的各個連接處設置有密封裝置，以防止系統漏風、漏料。密封裝置為現有技術，這里不再詳細敘述。

上述實施例中沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構，這里不再一一敘述。

以上實施例僅僅是對本發明的舉例說明，并不構成對本發明的保護范圍的限制，凡是與本發明相同或相似的設計均屬于本發明的保護范圍之內。