内热式低阶煤热解提质回转窑

本发明涉及燃烧设备，特别是涉及一种内热式低阶煤热解提质回转窑。

背景技术：

1、煤炭是我国的基础和主体能源。目前我国煤炭可开采储量为1145亿吨，其中低阶煤储量为635亿吨，占比55％以上。随着国民经济的快速发展，年消耗煤炭资源30亿吨以上，导致无烟煤和炼焦煤等优质煤资源日益匮乏，因而低阶煤的开发利用已成为必然趋势。然而，低阶煤大规模利用过程所引发的环境污染已上升为全社会关注的热点问题。

2、目前，采用回转窑热解技术，对低阶煤进行提质，可将低阶煤分级、分质转化为优质提质煤、轻质煤焦油和高热值煤气，实现低阶煤的高效清洁利用，可大量减少传统燃煤过程中产生的nox、so2、粉尘等大气污染物排放，从而实现低阶煤的洁净利用。但是，采用回转窑进行低阶煤热解提质过程中存在回转窑内部热解环境不稳定、温度低，难以保持高温且稳定的热解环境的问题，影响低阶煤的提质，进而影响低阶煤的大规模应用。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对目前采用回转窑对低阶煤进行热解提质利用过程中存在的热解环境不稳定、温度低等问题，提供一种能够提供高温且稳定的热解环境的内热式低阶煤热解提质回转窑。

2、一种内热式低阶煤热解提质回转窑，包括：

3、筒体结构，所述筒体结构具有独立的热解腔与储热腔，所述储热腔用于储存高温烟气的热量，并利用该热量对所述热解腔中的低阶煤进行热解；

4、入料盘，密封设置于所述筒体结构的入料端；

5、出料盘，密封设置于所述筒体结构的出料端；

6、燃烧结构，密封设置于所述筒体结构的外侧，并连通所述储热腔的进气端与所述出料盘的出气口；以及

7、排气结构，密封设置于所述筒体结构的外侧，并连通所述储热腔的出气端，所述筒体结构可相对于所述燃烧结构、所述排气结构、所述入料盘及所述出料盘转动；

8、低阶煤通过所述入料盘输送到热解腔后，储热腔中的热量对所述热解腔中的低阶煤进行高温热解，使低阶煤提质分解为热解气与固液产物，所述固液产物包括焦油和煤焦，通过所述出料盘输出并进行储存，所述热解气通过所述出气口，其中的一部分进入所述燃烧结构中，并在所述燃烧结构中燃烧形成高温烟气，所述高温烟气流经所述储热腔中释放热量，并通过所述排气结构排出，剩余的另一部分热解气输出后进行储存。

9、在其中一个实施例中，所述筒体结构包括内筒体、外筒体、储热件以及环形端盖，所述外筒体同轴且套设于所述内筒体的外侧，所述环形端盖分别连接所述内筒体与所述外筒体的两端，并与所述内筒体及所述外筒体围设成所述储热腔，所述储热件设置于所述储热腔，并连通至所述燃烧结构；

10、所述筒体结构与水平面之间存在预设夹角的范围为3°～10°。

11、在其中一个实施例中，所述储热件包括相变储热材料以及多个内热管，各所述内热管呈中空设置，并均匀分布于所述储热腔中，所述内热管的进气端连通所述燃烧结构，所述内热管的出气端连通所述排气结构，所述相变储热材料位于各所述内热管的外侧。

12、在其中一个实施例中，所述筒体结构还包括环形固定板，所述环形固定板分设于所述内热管的两端，并连接所述内筒体与所述外筒体，所述环形固定板具有通孔，用于连通所述内热管，所述环形固定板将所述热解腔分隔成依次设置的第一腔室、第二腔室以及第三腔室，所述第一腔室连通所述燃烧结构与所述内热管，所述第三腔室连通所述内热管与所述排气结构，所述内热管及所述相变储热材料位于所述第二腔室；

13、所述外筒体具有第一开孔，所述第一开孔连通所述燃烧结构与所述储热腔的所述第一腔室，所述外筒体还具有第二开孔，所述第二开孔连通所述热解腔的所述第二腔室与所述排气结构。

14、在其中一个实施例中，所述内热管呈锥形设置，且所述内热管的直径尺寸从所述进气端到所述出气端逐渐增加；或者，所述内热管包括多个拼接连接的连接管段，各所述连接管段的直径尺寸从所述进气端到所述出气端依次增加；

15、多个所述内热管在所述热解腔中至少处于同一圆周。

16、在其中一个实施例中，所述燃烧结构包括燃烧室以及设置于所述燃烧室的至少一只燃烧器，所述燃烧室呈环状且密封设置于所述外筒体，所述燃烧室连通所述热解腔，所述燃烧器设置于所述燃烧室，并与所述燃烧室连通，所述燃烧器连通所述出料盘的出气口与外界环境，并向所述燃烧室输送空气与热解气。

17、在其中一个实施例中，所述燃烧器包括切向管、中心管、外套管以及旋流管，所述外套管套设于所述中心管的外侧，所述旋流管套设于所述外套管的外侧，所述切向管沿切向方向连接所述旋流管，所述旋流管的端部连通至所述燃烧室，所述外套管及所述切向管分别向所述燃烧室输送空气，所述中心管连通所述出气口。

18、在其中一个实施例中，所述燃烧器还包括渐缩管与渐扩管，所述渐缩管与所述渐扩管连通，所述渐缩管还连接所述旋流管的端部，所述渐扩管连通所述燃烧室；

19、所述外套管中的气流量与所述旋流管中的气流量之比可调节。

20、在其中一个实施例中，所述排气结构包括排气室与排气管，所述排气室呈环形，并套设于所述内筒体，所述排气室连通所述内热管，所述排气管设置于所述排气室，用于将释热后的烟气从所述排气室排出。

21、在其中一个实施例中，所述内热式低阶煤热解提质回转窑还包括分离部件，所述分离部件设置于所述出气口，用于分离热解气中的固相携带物，并将一部分热解气输送进入所述燃烧结构中，另一部分热解气输出后进行储存；

22、所述内热式低阶煤热解提质回转窑还包括动密封结构，所述动密封结构分设于所述筒体结构与所述入料盘之间、所述筒体结构与所述出料盘之间、所述筒体结构与所述燃烧结构之间、所述筒体结构与所述排气结构之间。

23、采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

24、本发明的内热式低阶煤热解提质回转窑，其筒体结构的入料端设置入料盘，出料端设置出料盘，筒体结构具有储热腔与热解腔，热解腔实现低阶煤的热解提质，储热腔用于实现热量的存储，并使得该热量能够对热解腔中的低阶煤进行热解，燃烧结构与排气结构设置在筒体结构的外侧，并且，燃烧结构连通储热腔的进气端与出料盖的出气口，排气结构连通储热腔的出气端。

25、内热式低阶煤热解提质回转窑工作时，将低阶煤通过入料盘送入到筒体结构的热解腔中，储热腔中存储的热量对低阶煤进行热解，使得低阶煤热解呈热解气与固液产物如焦油和煤焦等，固液产物通过出料盘输出并进行存储，热解气通过出料盘的出气口，一部分输送到燃烧结构中，一部分输出后存储。热解气在燃烧结构中与空气混合燃烧形成高温烟气。高温烟气通过进气端进入到筒体结构的储热腔中，并与储热腔进行热交换，使得高温烟气在储热腔中释放热量，并存处于储热腔中，释热后的烟气流通过储热腔的出气端进入到排气结构中，通过排气结构排出。

26、该内热式低阶煤热解提质回转窑对低阶煤热解后产生的热解气进行回收利用，并利用热解气在燃烧结构中燃烧产生高温烟气的热量来对低阶煤进行热解，构建内热式低阶煤热解提质回转窑内部均匀稳定的高温热解环境，使得热解腔的高温环境直接由低阶煤的热解得到热解气燃烧进行供给，确保热解腔内部的热量分布均匀，热解环境稳定，从而提高低阶煤热解提质效率。而且，该内热式低阶煤热解提质回转窑还能够实现热量的循环利用，降低能耗，避免传统煤粉燃烧器燃烧煤粉造成的污染物生成以及生成的污染物与低阶煤的热解产物直接掺混和污染，利于低阶煤的提质，进而便于低阶煤的大规模推广应用。