专利名称：新型卧置外热式回转炭化半焦炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于热裂解原煤制备兰炭(半焦)的卧置外热式回转炭化半 焦炉。
背景技术：
目前国内用于工业化生产兰炭(半焦)的方法主要有内热式直立炭化炉热裂解制 备兰炭、外热式直立炭化炉以及固体热载体流化床干馏技术。内热式直立炭化炉是目前运 用最广泛，规模最大、最多的一种裂解原煤制备兰炭的设备，该设备投资少，主体设备结构 简单，紧凑，便于操作、维护，不足之处为该设备通用的原煤的粒度在20 80mm，实际煤矿 生产中，这样的块煤只有30%到40%，将面临原料供应问题；由于采用内热式干馏，煤气热 值较低，含氢气、甲烷较低，氮气含量过高，达不到化工利用最佳条件，只能当作燃料。要解 决以上问题，就需要一种不受物料粒度影响，生成煤气纯度高的设备。
实用新型内容本实用新型提供了一种在生产兰炭(半焦)过程中集脱水干燥、脱吸、干馏于一体 的全密封的新型卧置外热式回转炭化半焦炉。本实用新型在生产时不受物料粒度限制，集 煤的干燥、脱吸、干馏于一体；物料的加热为外热式间接加热，热风不需进入筒体内与物料 接触，因而没有大量惰性气体混入，因此生成的煤气纯度较高，提高了煤气利用价值。本实用新型的技术解决方案是一种外热式回转炭化半焦炉，包括传动装置(1)、 进料装置(2)、大齿圈(5)、筒体(6)、滚圈1(7)、夹套密封1(8)、夹套密封11(50)、夹套 I (9)、夹套II (49)、滚圈II (12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、托轮装置(17)、挡 托轮装置(20)，筒体(6)两端设有挡托轮装置(20)和托轮装置(17)，筒体(6)上设有设有 两个或多个滚圈1、11(7、12)，筒体(6)两端的滚圈1(7)和滚圈11(12)分别由挡托轮装置 (20)和托轮装置(17)支撑，传动部分包括传动装置(1)和大齿圈(5)，大齿圈(5)设置在筒 体(6)前端，大齿圈(5)与传动装置(1)上的小齿轮(42)啮合传动；筒体(6)分为干燥段 (46)和干馏段(47)，筒体(6)前端设有进料装置(2)，进料装置(2)上设有进料溜管(4)、 出气口(3)和进料密封(45)，筒体(6)内前端设有一组导料螺旋板(44)，筒体(6)内干燥 段(46)和干馏段(47)之间设有隔板(48)，筒体(6)后端设有出料箱(14)，出料箱(14)上 设有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撑，出料箱(14)与筒体(6)之间设有出料密 封(13)，筒体(6)外部设有由夹套密封I、II (8、50)和夹套I、II(9、49)组成的加热装置。筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)内设有交错布置的高低两种升举式抄板I、 11(21、22)，抄板1、11(21、22)的折边方向与筒体(6)旋转方向相反，抄板I、II (21、22)与 筒体(6)之间设有加强筋板(23)。筒体(6)的出料端设有出料短节(26)，出料短节(26) —部分伸入筒体(6)内，出 料短节(26)在筒体(6)外部分通过出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒体(6)与出料短 节(26)之间设有抄料板I (24)和抄料板II (34)，出料短节(26)内设有多头螺旋(25)。[0007]筒体(6)内的干燥段(46)和干馏段(47)设置有一排多个高敏感热电偶(39)，通 过陶瓷纤维导线(40)连接至筒体(6)上的无线信号发射器(41)上，无线信号发射器(41) 连接中控系统。所述的进料密封(45)和出料密封(13)由下述部分构成筒体(6)的尾部端板 (39)上设有动环支撑架(33)，动环支撑架(33)上设有动环(32)，静环支撑架(30)上设有 静环(31)，动环(32)与静环(31)构成机械密封，静环(31)和动环(32)均为双密封面，在 两密封面之间设有沟槽，静环(31)和动环(32)贴合后形成气腔(37)，静环(31)上设有充 气孔(35)，气腔(37)内通入惰性气体，静环(31)两侧设有加油孔(36)，静环(31)端面设有 油槽(38)，静环支撑架(30)上设有用来压紧静环(31)的多个气缸(28)，静环支撑架(30) 和出料箱(14)间设有波纹膨胀节(29)来调整因筒体受热产生的轴向伸长；出料密封(13) 与出料短节(26)间设有隔热层(27)。夹套密封I⑶和夹套I (9)构成干燥段(46)加热装置，夹套密封I⑶设在夹套 1(9)两端，夹套密封II (50)和夹套II (49)构成干馏段(47)加热装置，夹套密封II (50)设 在夹套11(49)两端，在两种夹套I9、II49内设置多个挡风板(10)将各夹套19、1149分成 数个加热段，在每段上均设有进风口(19)和出风口(11)，两种夹套I9、II49底部均设有多 组支座(18)支撑。本实用新型在炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具 有良好的密封性；加热系统根据物料不同阶段加热的温度、风量不同采用分段内保温夹套， 具有较高的热利用率；筒体根据加热温度和所受弯曲应力的不同采用不同材料和不同厚 度，筒体内采用与筒体旋转方向相反的高低两种抄板，搅动物料，以增大换热面积，使物料 均勻受热升温，同时保证物料不被扬起，减低破碎率。本实用新型具有以下优点1)外热式回转炭化半焦炉在生产时不受物料粒度限制，大大扩大了半焦(兰炭) 生产中原料的来源，使煤的利用率大大提高。2)外热式回转炭化半焦炉的加热为外热式间接加热，因而没有大量惰性气体混 入，生成的煤气纯度较高，提高了煤气利用价值。3)加热系统采用分段内保温夹套，同时配以结构合理的夹套密封，大大提高了热 利用率。4)筒体内抄板的折边方向与筒体旋转方向相反，即可起到翻动物料的作用，以保 证物料受热升温均勻，还可以防止由于抄板扬料太高，物料下落后破碎。5)在设备炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具有良 好的密封性，减少了环境污染，保证了设备运行的安全性。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1的A-A剖视结构示意图，即抄板布置结构示意图。图3为筒体尾部出料及密封结构示意图。图4为图3局部B放大结构示意图。图5为筒体前端导料螺旋板分布示意图。
具体实施方式
新型卧置外热式回转炭化半焦炉包括传动装置1、进料装置2、大齿圈5、筒体6、滚 圈I 7、夹套密封I 8、夹套密封II 50、夹套I 9、夹套II 49、滚圈II 12、出料密封13、出料 箱14、支架16、托轮装置17、挡托轮装置20等部件组成。本实用新型的主体为筒体6，筒体6分为干燥段46和干馏段47，根据筒体长度及 所受弯曲应力，在筒体6上设置两个或多个滚圈17、1112，为了尽可能大的增大加热面积， 并使物料加热能连续进行，滚圈I 7和滚圈II 12中的一个设置在筒体6两端，滚圈I 7和 滚圈II 12分别由挡托轮装置20和托轮装置17支撑；大齿圈5设置在滚圈I 7前端，其通 过与传动装置1上的小齿轮42啮合传动，带动筒体6及其上部件转动；筒体6前端为进料 装置2，其上设有进料溜管4、出气口 3、进料密封45等；筒体6后端为出料箱14，其上设有 出料口 15 ；出料箱14由支架16支撑；出料箱14与筒体6之间为出料密封13 ；筒体6外部 为由夹套密封18、1150和夹套19、1149组成的加热装置。由于筒体6根据工艺要求分为干燥段46和干馏段47，且各段物料所需加热温度、 风量不同，因而筒体6根据不同区段的温度要求采用不同材料制造，在温度较高处采用耐 高温的特殊材料制造，可以承受800°C的高温加热，同时在筒体最大弯曲应力段对筒体厚度 进行适当的加厚，筒体6采用不等厚设计；在筒体6内的前端设置有一组导料螺旋板44，用 来将从进料溜管4送入物料迅速推入干燥段46，避免物料在筒体6前端堆积，在筒体6干燥 段46和干馏段47内设置两种升举式抄板I 21、II 22，一种为高度较高的抄板I 21，一种 为高度较低的抄板II 22，两种抄板I 21、11 22交错布置，抄板I 21、11 22的折边方向与 筒体6旋转方向相反，在抄板I 21、抄板II 22与筒体6之间均布置有加强筋板23，以保证 抄板I 21、II 22不变形、不脱焊；筒体6内干燥段46和干馏段47之间由隔板48分开，以 保证物料在干燥段46的高度；在筒体6的出料端设置出料短节26，其一部分伸入筒体6内， 筒体6外部分通过出料密封13伸入出料箱14，在筒体6与出料短节26之间设有抄料板I 24和抄料板II 34，出料短节26内设有多头螺旋25 ；为了准确测量筒体6内物料的温度， 在每个加热段均设置有一排多个高敏感热电偶39，通过与其连接的陶瓷纤维导线40，将温 度信号送至安装在大齿圈5和滚圈I 7之间的无线信号发射器41上，由无线信号发射器41 将温度值送至中控系统。进料密封45和出料密封13均采用以波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合结构， 其中机械密封为动静环式的双密封面结构。在出料密封13中动环支撑架33焊接在筒体6 尾部端板43上，动环32通过螺栓连接到动环支撑架33上，静环31通过螺栓连接在静环支 撑架30上；静环31和动环32均为双密封面，在两密封面之间有一沟槽，静环31和动环32 贴合后形成气腔37，在静环31两侧开有加油孔36，密封面上开有一圈油槽38，以保证由润 滑系统自动供给的润滑脂使静环31与动环32两密封面之间具有良好的润滑，同时在静环 31上开设充气孔35，可向气腔37内通入惰性气体；静环支撑架30上装有用来压紧静环31 的多个气缸28，静环支撑架30和出料箱14间有波纹膨胀节29来调整因筒体受热产生的轴 向伸长；由于出料温度过高，在出料密封13与出料短节26间设有隔热层27。夹套密封I 8和夹套I 9构成干燥段46加热装置，夹套密封I 8设在夹套I 9两 端，夹套密封II 50和夹套II 49构成干馏段47加热装置，夹套密封II 50设在夹套II 49两端。两种夹套18、119均采用内保温结构，由于干燥段46和干馏段47温度要求不同，夹 套I 9保温层和衬层选用耐温度较低的材料，夹套II 49保温层和衬层选用耐温度较高的 材料；在两种夹套18、119内设置多个挡风板10将各夹套18、119分成数个加热段，在每段 上均设有进风口 19和出风口 11，该结构极大地方便了对每个加热段温度、风量的控制；两 种夹套18、119底部均设有多组支座18支撑。两种夹套密封18、1150均采用双层石墨块、 双道盘根的多重密封，根据温度不同盘根选用不同材料。本实用新型工作原理如下本实用新型运转时由传动装置1上的小齿轮42与筒体6上的大齿圈5啮合，带动 筒体6在挡托轮装置20和托轮装置17上连续运行，传动装置1中的主电机采用变频调速 电机，可以适应不同工况条件下对转速要求。其具体工作原理如下当外热式回转炭化半焦炉开始运行，筒体6各区段加热到要求温度后，原料煤由 进料溜管4直接送入筒体6前端，在螺旋导料板44的推动下迅速到达干燥段46，物料在干 燥段46中经干燥、脱吸后直接进入干馏段47，物料在干馏段47经过一系列复杂的分解、解 聚、缩聚、固化后，生成半焦(兰炭)，在干燥、干馏过程中为了防止由于抄板扬料太高，物料 下落后破碎，筒体6内的抄板I 21、抄板II 22的折边方向与筒体6旋转方向相反，抄板I 21,11 22此时只起到翻动物料的作用，以保证物料受热升温均勻，生成的半焦(兰炭)在筒 体6尾部由抄料板I 24、抄料板II 34抄起送入出料短节26，在出料短节26内螺旋25的 推动下进入出料箱14由出料口 15排出进入熄焦工序；干馏过程中生成的煤气通过进料装 置2上的出气口 3排出进入后序煤气分离工序。设备在运行时，物料与每个加热段上的热电偶39接触，热电偶39受热后，温度通 过与其连接的陶瓷纤维导线40，将信号送至安装在筒体6上的无线信号发射器41上，由无 线信号发射器41将温度值送至中控系统。在干馏过程中，生成大量易燃易爆的高温气体，因而必须将炉内气体与空气隔绝， 本实用新型在炉头和炉尾均采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合结构。当设备运转 时，筒体6受热膨胀，动环32随着筒体膨胀压紧静环31，使动环32和静环31两密封面紧密 贴合，同时波纹膨胀节29受压收缩，来调整补偿筒体6受热伸长的变化量。在筒体稳定后， 静环支撑架30上气缸37给静环31 —定的反方向推力，使静环31与动环32始终紧贴，在 静环31两侧开的加油孔36和密封面开的油槽38，保证了由润滑系统自动供给的润滑脂在 静环31与动环32两密封面之间形成良好的润滑和密封，同时可通过充气孔36向气腔37 内充入一定压力的惰性气体(如氮气)，以保证密封的安全可靠。外部加热筒体6内物料的热风，由每段夹套I9、II49上的进风口 19进入筒体6与 夹套I9、II49之间的热风通道，随后由出风口 11排出，进入热循环系统，由于滚圈I 7和滚 圈II 12分布各加热段两端，夹套I9、II49为连续夹套，因而可以保证热风对物料加热的连续性。
权利要求一种新型卧置外热式回转炭化半焦炉，包括传动装置(1)、进料装置(2)、大齿圈(5)、筒体(6)、滚圈I(7)、夹套密封I(8)、夹套密封II(50)、夹套I(9)、夹套II(49)、滚圈II(12)、出料密封(13)、出料箱(14)、支架(16)、托轮装置(17)、挡托轮装置(20)，筒体(6)两端设有挡托轮装置(20)和托轮装置(17)，筒体(6)上设有两个或多个滚圈I、II(7、12)，筒体(6)两端的滚圈I(7)和滚圈II(12)分别由挡托轮装置(20)和托轮装置(17)支撑，传动部分包括传动装置(1)和大齿圈(5)，筒体(6)前端设有大齿圈(5)，大齿圈(5)与传动装置(1)上的小齿轮(42)啮合传动；其特征在于筒体(6)分为干燥段(46)和干馏段(47)，筒体(6)前端设有进料装置(2)，进料装置(2)上设有进料溜管(4)、出气口(3)和进料密封(45)，筒体(6)内前端设有一组导料螺旋板(44)，筒体(6)内干燥段(46)和干馏段(47)之间设有隔板(48)，筒体(6)后端设有出料箱(14)，出料箱(14)上设有出料口(15)，出料箱(14)由支架(16)支撑，出料箱(14)与筒体(6)之间设有出料密封(13)，筒体(6)外部设有由夹套密封I、II(8、50)和夹套I、II(9、49)组成的加热装置。
2.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于筒体(6)内干 燥段(46)和干馏段(47)内设有交错布置的高低两种升举式抄板I、11(21、22)，抄板I、 11(21,22)的折边方向与筒体(6)旋转方向相反，抄板I、11(21,22)与筒体(6)之间设有 加强筋板(23)。
3.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于筒体(6)的出 料端设有出料短节(26)，出料短节(26) —部分伸入筒体(6)内，出料短节(26)在筒体(6) 外部分通过出料密封(13)伸入出料箱(14)，在筒体(6)与出料短节(26)之间设有抄料板 1(24)和抄料板II (34)，出料短节(26)内设有多头螺旋(25)。
4.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于筒体(6)内的 干燥段(46)和干馏段(47)设置有一排多个高敏感热电偶(39)，通过陶瓷纤维导线(40)连 接至筒体(6)上的无线信号发射器(41)上，无线信号发射器(41)连接中控系统。
5.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于所述的进料密 封(45)或出料密封(13)由下述部分构成筒体(6)的端板(43)上设有动环支撑架(33)， 动环支撑架(33)上设有动环(32)，静环支撑架(30)上设有静环(31)，动环(32)与静环 (31)构成机械密封，静环(31)和动环(32)均为双密封面，在两密封面之间设有沟槽，静环 (31)和动环(32)贴合后形成气腔(37)，静环(31)上设有充气孔(35)，气腔(37)内通入惰 性气体，静环(31)两侧设有加油孔(36)，静环(31)端面设有油槽(38)，静环支撑架(30) 上设有用来压紧静环(31)的多个气缸(28)，静环支撑架(30)和出料箱(14)间设有波纹膨 胀节(29)来调整因筒体受热产生的轴向伸长；出料密封(13)与出料短节(26)间设有隔热 层(27)。
6.如权利要求1所述的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其特征在于夹套密封1(8) 和夹套I (9)构成干燥段(46)加热装置，夹套密封I (8)设在夹套I (9)两端，夹套密封 II (50)和夹套II (49)构成干馏段(47)加热装置，夹套密封II (50)设在夹套II (49)两端， 在两种夹套I、II(9、49)内设置多个挡风板(10)将各夹套Ι、ΙΙ(9、49)分成数个加热段，在 每段上均设有进风口(19)和出风口(11)，两种夹套1、11(9、49)底部均设有多组支座(18) 支撑。
专利摘要本实用新型涉及一种用于热裂解原煤制备兰炭(半焦)的新型卧置外热式回转炭化半焦炉，其由下述部分构成，筒体分为干燥段和干馏段，筒体前端设有进料装置，筒体后端设有出料箱。出料箱与筒体之间设有出料密封，筒体外部设有由夹套密封I、II和夹套I、II组成的加热装置。本实用新型在炉头和炉尾采用波纹膨胀节、机械密封等多种密封组合，使设备具有良好的密封性；加热系统根据物料不同阶段加热的温度、风量不同采用分段内保温夹套，具有较高的热利用率；筒体根据加热温度和所受弯曲应力的不同采用不同材料和不同厚度，筒体内采用与筒体旋转方向相反抄板，搅动物料使物料均匀受热升温，同时保证物料不被扬起，减低破碎率。
文档编号C10B53/04GK201665655SQ20102016133
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者何建祥, 刘明会, 许泽华 申请人:西安三瑞实业有限公司