一種可拆卸板式間接加熱煤熱解裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤的熱解裝置，屬于煤提質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種可拆卸板式間接加熱煤熱解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界產(chǎn)煤大國(guó)，也是煤炭消費(fèi)大國(guó)。2010年我國(guó)煤炭資源探明儲(chǔ)量占我國(guó)化石能源的93.3%，中國(guó)的能源儲(chǔ)量、生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了煤炭在今后一段時(shí)期內(nèi)依然是我國(guó)的主要能源。
[0003]目前，我國(guó)的煤炭行業(yè)存在的環(huán)境污染嚴(yán)重、煤炭利用率不高，能量利用不合理等問(wèn)題。隨著煤炭資源利用技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，煤炭分質(zhì)利用技術(shù)由于其環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)性好，越來(lái)越成為技術(shù)發(fā)展的方向以及煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)的熱點(diǎn)，煤炭分質(zhì)利用技術(shù)中最為關(guān)鍵的就是煤炭熱解技術(shù)。煤熱解通常是指原煤在隔絕空氣或惰性氣氛條件下，進(jìn)行持續(xù)的加熱升溫并且保證沒(méi)有催化作用，在這一過(guò)程中發(fā)生的一系列物理和化學(xué)的變化。煤經(jīng)過(guò)熱解反應(yīng)，生產(chǎn)的化工產(chǎn)品包括熱解的煤氣、焦油或酚類產(chǎn)物、焦炭或者半焦(蘭炭)。
[0004]煤熱解過(guò)程比較復(fù)雜，產(chǎn)物眾多，該過(guò)程中煤炭極易破碎粉化，形成粉狀半焦。焦油、半焦(粉)在一定的條件下有粘附在換熱裝置表面的趨勢(shì)，特別是煤中有較為復(fù)雜鹽份與堿組分，在高溫熔融狀態(tài)下極易粘附，從而造成煤熱解裝置換熱結(jié)構(gòu)的沾污，煤粉聚集甚至堵塞，且影響換熱過(guò)程。
[0005]煤熱解的溫度較高，一般處于600?1000°C，在高溫下，金屬材料的組織穩(wěn)定性、耐腐蝕性能急劇下降。間接式煤熱解工藝需要高效的換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)對(duì)材料的耐高溫、耐磨、耐壓、傳熱系數(shù)等有較高要求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求換熱性能穩(wěn)定，方便拆裝，便于清洗和更換。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中，間接式煤熱解換熱系統(tǒng)通常采用列管式換熱結(jié)構(gòu)，由于大量的焊接連接，導(dǎo)致?lián)Q熱結(jié)構(gòu)不易拆卸，管易堵，維護(hù)周期短，維護(hù)成本高。
[0007]公開(kāi)號(hào)為CN102911677A公開(kāi)了一種載熱氣體用于煤的熱解裝置，該裝置采用載熱氣體通過(guò)金屬傳熱管間接加熱煤料進(jìn)行熱解，其不足之處在于:(1)傳熱管內(nèi)的擋板僅僅增加了載熱氣體的湍流，但氣固傳熱系數(shù)是由管外固相介質(zhì)的傳熱決定的，煤料側(cè)吸熱效率沒(méi)有得到改善，整個(gè)系統(tǒng)傳熱效率提升不明顯；(2)載熱氣體傳熱系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，焊點(diǎn)太多，對(duì)運(yùn)行安全造成很大隱患；(3)煤料從裝煤孔進(jìn)入干餾室較困難，且在室內(nèi)分布不均，影響換熱效率；(4)裝置僅適用于常壓熱解，高溫半焦聯(lián)產(chǎn)天然氣、合成氣等還需提壓，影響整個(gè)工藝裝置的經(jīng)濟(jì)性。(5)該裝置實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可拆很困難，用螺栓密封漏點(diǎn)多不好檢測(cè)。
[0008]公開(kāi)號(hào)為CN203048876U公開(kāi)了一種粉煤熱解爐，通過(guò)布料器和氣體分布器配合使用，使粉煤和熱解氣充分直接接觸換熱，提高換熱效率。該熱解爐的不足在于:(1)對(duì)管內(nèi)的氣體熱載體純凈度有一定要求，否則氣體分布器上的氣孔易堵；(2)高溫氣體與煤直接接觸，隨熱解氣一起排出，加大下游氣體凈化量，增加除塵能耗和難度，影響產(chǎn)品品質(zhì)；(3)所述布料器中錐形面下可能無(wú)煤粉，存在換熱死區(qū)，且可能會(huì)使熱解氣壓降很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]基于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的是，提供一種高效環(huán)保，可拆卸板式間接換熱的煤熱解裝置。
[0010]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種帶新型布料器的煤熱解裝置，使原料煤在熱解裝置中均勻分布，使粉煤和熱解氣充分換熱，以提高系統(tǒng)的換熱效率。
[0011]本發(fā)明的第三個(gè)目的在于，提供一種帶飛灰分離器的煤熱解裝置，初步實(shí)現(xiàn)熱解氣的氣固分離。
[0012]本發(fā)明的第四個(gè)目的在于，提供一種高溫高壓的煤熱解裝置，方便與其它煤的轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)物的互相銜接和能量的合理利用。
[0013]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案:
[0014]一種可拆卸板式間接加熱煤熱解裝置，包括殼體，所述殼體的頂部設(shè)有煤進(jìn)料口和熱解氣出口，底部設(shè)有半焦出料口，所述殼體內(nèi)煤進(jìn)料口下方設(shè)有可拆卸模塊化的換熱系統(tǒng)，所述可拆卸模塊化的換熱系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)依次串聯(lián)的換熱模塊，每個(gè)換熱模塊包括板束、管板、支持板，板束圓周上沿軸向設(shè)有至少一個(gè)支持板，板束的兩端固定在管板上。優(yōu)選多個(gè)換熱模塊，例如2個(gè)或3個(gè)，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)換熱；每一個(gè)換熱模塊做為換熱系統(tǒng)的單元都是可以單獨(dú)更換的。
[0015]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，板束由至少一個(gè)板管按一定的間距平行疊放，板管由兩片有凹槽的金屬板構(gòu)成，其凹槽相對(duì)應(yīng)，以兩片金屬板間形成空腔的方式對(duì)扣焊接，其中一片金屬板的凹槽內(nèi)點(diǎn)焊有筋板。
[0016]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，板管之間的間距和板管內(nèi)間距可根據(jù)殼體尺寸，換熱量和煤顆粒大小調(diào)節(jié)。
[0017]本發(fā)明米用板式作為傳熱方式，與現(xiàn)有技術(shù)中的管式傳熱相比，具有熱量利用率高，可拆卸，結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小，重量輕防污垢性能好，成本低等特點(diǎn)，筋板不僅增加了板管的耐壓能力，也對(duì)板管內(nèi)的煤起到了擾動(dòng)作用，增強(qiáng)了煤的湍動(dòng)程度，顯著增加了間接換熱系統(tǒng)的整體換熱效率，提高煤的轉(zhuǎn)化效率。
[0018]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，板管中一片金屬板片的凹槽內(nèi)點(diǎn)焊有至少一列筋板，例如3或5列；優(yōu)選每列為折線形布置，增加煤在板管中流道的長(zhǎng)度，提高換熱效率。
[0019]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，板束兩端與和管板的固定方式也是可拆卸式的，板束兩端涂有耐高溫膨脹材料，所述管板上開(kāi)有與板束端面相對(duì)應(yīng)的孔，板束插入到管板中。優(yōu)選地，所述耐高溫膨脹材料為高溫?zé)o機(jī)材料，其PH值為中性，粘合強(qiáng)度高，耐壓抗沖刷能力強(qiáng)，而且對(duì)涂刷物體沒(méi)有任何腐蝕，可以在高溫下保持良好的粘接性能和抗腐蝕性，硬度高，無(wú)任何揮發(fā)物產(chǎn)生，線膨脹率高，隨環(huán)境溫度的變化，板束和管板實(shí)現(xiàn)緊固和分開(kāi)。綜上可知，除了換熱模塊可單獨(dú)拆卸和更換外，換熱模塊中的零件板束和管板也可方便的實(shí)現(xiàn)拆卸和更換。
[0020]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，殼體上部具有筒體擴(kuò)大段，擴(kuò)大段上具有設(shè)備拆卸法蘭和熱解氣出口，可拆卸模塊化換熱系統(tǒng)能整體地從設(shè)備拆卸法蘭處吊裝進(jìn)出殼體。
[0021]綜上可知，換熱系統(tǒng)中，從板束和管板這樣的零件，到換熱模塊部件，再到整個(gè)換熱系統(tǒng)都是可拆卸和更換的。因?yàn)槊簾峤膺^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生焦油、粉塵等物質(zhì)沾污換熱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致?lián)Q熱系統(tǒng)的換熱效率降低，需要定期清理，同時(shí)換熱系統(tǒng)長(zhǎng)期在氣固兩相較高溫度下工作，局部零部件需要檢測(cè)與更換。本發(fā)明拆裝方便，制造、維護(hù)成本低，便于清洗與更換，能保證該熱解裝置換熱性能的高效性和可持續(xù)性。另外，熱解氣的出口設(shè)在筒體的擴(kuò)大段上，熱解氣自下而上的流動(dòng)過(guò)程中，流通面積增大，氣流速度變緩，有利于氣流中攜帶的粉塵重力沉降回落。
[0022]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述煤進(jìn)料口下方設(shè)置有用于煤分流和均布的煤布料器。
[0023]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，煤布料器結(jié)構(gòu)外形為金字塔式，由至少一層不同半徑的圓形角板構(gòu)成，每一層由不同半徑的至少一個(gè)角板圈組成，層與層之間的角板圈相互錯(cuò)開(kāi)，自上而下，相鄰兩層，下層角板的半徑大于上層角板的半徑。煤從布料器頂部先經(jīng)過(guò)角板頂部打散，隨重力下移層層分散和分流，并消除堆積角，最后達(dá)到均布于殼體內(nèi)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中用錐形面和漏斗面組合布料器達(dá)不到煤均布的缺點(diǎn)。
[0024]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，熱解氣出口處殼體內(nèi)設(shè)有飛灰分離器，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣初步氣固分離。
[0025]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，飛灰分離器內(nèi)有一系列平行排列且與來(lái)流氣體呈一定角度的葉柵。煤熱解氣氣流繞流過(guò)葉片時(shí)，氣流中的塵料因慣性作用撞在葉柵表面并反彈與氣流脫離，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣初步氣固分離。
[0026]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，殼體內(nèi)襯耐火料，所述殼體為壓力殼，可承受0?6Mp的壓力。
[0027]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述殼體上對(duì)應(yīng)于可拆卸板式換熱系統(tǒng)處設(shè)有人孔，用于換熱模塊的檢修。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明煤熱解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明煤熱解裝置中板束結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明板束結(jié)構(gòu)中加筋板片示意圖。
[0031]圖4是本發(fā)明板束結(jié)構(gòu)中板管示意圖。
[0032]圖5是本發(fā)明板束結(jié)構(gòu)中管板示意圖。
[0033]圖6是本發(fā)明熱解裝置中煤布料器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖7是本發(fā)明中板管端與管板用高溫膨脹材料連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:1-半焦出料口，2-下封頭，3-下部筒體，4-耐火料，5-設(shè)備支座，6-板束，7-高溫氣出口，8-上部筒體，9-煤布料器，10-設(shè)備拆卸法蘭，11-上封頭，12-煤進(jìn)料口，13-飛灰分離器，14-熱解氣出口，15-人孔，16-高溫氣入口，17-支撐圈，18-管板，19-支持板。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行清楚，詳細(xì)描述。本部分的描述僅是示范性的解釋性的，不應(yīng)對(duì)于本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何限制作用。
[0037]顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]實(shí)施例1
[0039]請(qǐng)參考圖1，圖1是本發(fā)明煤熱解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]本發(fā)明所提供了一種可拆卸板式間接加熱煤熱解裝置，包括殼體，煤布料器9和可拆卸模塊化換熱系統(tǒng)。
[0041]殼體由下封頭2，下部筒體3，上部筒體8和上封頭11組成。其中，下封頭2為漏斗形，下部筒體3為圓柱體，下封頭2與下部筒體3按壓力容器的要