輻射管加熱轉底爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輻射管加熱轉底爐，包括：爐體、輻射管和強化換熱裝置，所述爐體包括中空環(huán)形腔體，所述腔體內(nèi)限定出爐膛空間，所述腔體的底部為可轉動的爐底，所述爐底為中空環(huán)形結構，所述爐底內(nèi)限定出爐底空間，所述爐底空間和所述爐膛空間之間通過多個連通孔連通；所述輻射管設在所述爐膛空間內(nèi)；所述強化換熱裝置設在所述爐體上，所述強化換熱裝置構造成使所述爐體內(nèi)的氣流通過所述多個連通孔穿過放置在所述爐底上的物料從所述爐膛空間流向所述爐底空間或從所述爐底空間流向所述爐膛空間。根據(jù)本發(fā)明的輻射管加熱轉底爐，爐體內(nèi)的氣流可以上下交替地穿過爐底上的物料，加強爐體內(nèi)氣體與物料的對流換熱，從而提高了輻射管加熱轉底爐的換熱能力，提升了物料的熱解速率。
【專利說明】
輻射管加熱轉底爐
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及熱解技術領域，尤其是涉及一種輻射管加熱轉底爐。
【背景技術】
[0002]相關技術中，輻射管加熱轉底爐內(nèi)的物料內(nèi)部升溫速率限制物料熱解速率，而該輻射管加熱轉底爐內(nèi)的物料內(nèi)部升溫率速率低的主要原因如下:高溫氣流不易穿透物料層，輻射換熱無法達到物料內(nèi)部;物料導熱系數(shù)小，導熱換熱能力低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種輻射管加熱轉底爐，所述輻射管加熱轉底爐的換熱能力高。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的輻射管加熱轉底爐，包括:爐體，所述爐體包括中空環(huán)形腔體，所述腔體內(nèi)限定出爐膛空間，所述腔體的底部為可轉動的爐底，所述爐底為中空環(huán)形結構，所述爐底內(nèi)限定出爐底空間，所述爐底空間和所述爐膛空間之間通過多個連通孔連通;輻射管，所述輻射管設在所述爐膛空間內(nèi)；以及強化換熱裝置，所述強化換熱裝置設在所述爐體上，所述強化換熱裝置構造成使所述爐體內(nèi)的氣流通過所述多個連通孔穿過放置在所述爐底上的物料從所述爐膛空間流向所述爐底空間或從所述爐底空間流向所述爐膛空間。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的輻射管加熱轉底爐，通過設置強化換熱裝置，爐體內(nèi)的氣流可以上下交替地穿過爐底上的物料，加強爐體內(nèi)氣體與物料的對流換熱，從而提高了輻射管加熱轉底爐的換熱能力，提升了物料的熱解速率。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述強化換熱裝置包括:與所述爐膛空間相通的爐膛出口；與所述爐底空間相通的爐底出口；切換裝置，所述切換裝置具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口與所述爐膛出口相通，所述第二接口與所述爐底出口相通，所述第一接口和所述第二接口可切換地與所述第三接口相通；以及風機，所述風機與所述第三接口相連。
[0007]進一步地，所述輻射管加熱轉底爐進一步包括:第一氣液分離裝置，所述第一氣液分離裝置設在所述爐膛出口和所述第一接口之間，所述第一氣液分離裝置用于對從所述爐膛出口排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至所述第一接口 ；第二氣液分離裝置，所述第二氣液分離裝置設在所述爐底出口和所述第二接口之間，所述第二氣液分離裝置用于對從所述爐底出口排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至所述第二接
□ O
[0008]更進一步地，所述爐膛出口處設有第一壓力裝置，所述爐底出口處設有第二壓力裝置，當所述第一壓力裝置檢測到的所述爐膛出口處的壓力高于所述第二壓力裝置檢測到的所述爐底出口處的壓力時，所述第二接口與所述第三接口導通以使所述爐膛空間內(nèi)的氣流適于向下穿過所述第一爐底上的物料通過多個連通孔進入所述爐底空間并從所述爐底出口流出；當所述第一壓力裝置檢測到的所述爐膛出口處的壓力低于所述第二壓力裝置檢測到的所述爐底出口處的壓力時，所述第一接口與所述第三接口導通以使所述爐底空間內(nèi)的氣流適于通過多個連通孔向上穿過所述第一爐底上的物料進入所述爐膛空間并從所述爐底出口流出。
[0009 ]可選地，所述切換裝置為三通換向閥。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個所述連通孔為圓形孔，每個所述連通孔的直徑d滿足:I Omm^icK 50mm。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述爐膛空間內(nèi)的壓力P滿足:0Pa<P<300Pa。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述爐底的內(nèi)周側壁與所述爐體的內(nèi)周側壁間隔開，所述爐底的內(nèi)周與所述爐體的內(nèi)周之間通過內(nèi)環(huán)水封槽密封連接，所述爐底的外周側壁與所述爐體的外周側壁間隔開，所述爐底的外周與所述爐體的外周之間通過外環(huán)水封槽密封連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述爐底包括:第一爐底，其中所述多個連通孔形成在所述第一爐底上;和第二爐底，所述第二爐底設在所述第一爐底的下方，所述第二爐底和所述第一爐底之間限定出所述爐底空間。
[0014]可選地，所述第一爐底為鋼板。
[0015]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐的截面示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐的爐膛出口和爐底出口下游的氣流走向示意圖。
[0019]附圖標記:
[0020]I爐頂，2內(nèi)環(huán)水封刀，3內(nèi)環(huán)水封槽，4物料，5第一爐底，6爐底空間，7第二爐底，8輻射管，9爐膛出口，10爐底出口，11第一氣液分離裝置，12第二氣液分離裝置，13切換裝置，14風機。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0024]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0025]下面參考圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐。其中，輻射管加熱轉底爐可以為輻射管8隔絕煙氣加熱的輻射管加熱轉底爐。
[0026]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐，包括爐體、輻射管8以及強化換熱裝置。
[0027]爐體包括中空環(huán)形腔體，腔體內(nèi)限定出爐膛空間，腔體的底部為可轉動的爐底，爐底為中空環(huán)形結構，爐底內(nèi)限定出爐底空間6，爐底空間6和爐膛空間之間通過多個連通孔連通。輻射管8設在爐膛空間內(nèi)，輻射管8以輻射方式對爐底上的物料4進行加熱。
[0028]例如，如圖1所示，輻射管加熱轉底爐為環(huán)形結構，爐體由可轉動的爐底和固定的爐墻、爐頂I組成，爐底相對于爐墻和爐頂I可水平轉動，爐底可以由爐底機械(圖未示出)帶動旋轉，待加熱的散狀物料4鋪放在爐底上，物料4相對于爐底處于靜止狀態(tài)，物料4隨爐底轉動，從裝料口轉到出料口的過程中完成加熱和化學反應過程。爐膛空間內(nèi)的上部可以設有若干輻射管8，以輻射方式對爐底上的物料4進行加熱。該爐膛空間內(nèi)的傳熱過程包括輻射、對流和導熱。物料4升溫過程中，輻射管8對物料4表層進行輻射換熱，使得物料4表層溫度升高，物料4表層再通過導熱方式將熱量傳遞到物料4內(nèi)部，最終引起物料4內(nèi)部溫度升高，達到熱解的要求，從而實現(xiàn)物料4熱解。
[0029]強化換熱裝置設在爐體上，強化換熱裝置構造成使爐體內(nèi)的氣流通過多個連通孔穿過放置在爐底上的物料4從爐膛空間流向爐底空間6或從爐底空間6流向爐膛空間。這里，需要說明的是，爐體內(nèi)的氣流穿過放置在爐底上的物料4通過多個連通孔從爐膛空間流向爐底空間6，或者，爐體內(nèi)的氣流通過多個連通孔穿過放置在爐底上的物料4從爐底空間6流向爐膛空間，這是輻射管加熱轉底爐在整個工作過程中的兩種不同的工作狀態(tài)，而不是輻射管加熱轉底爐中的氣流在整個熱解過程中氣流只能從爐膛空間流向爐底空間6，或是只能從爐底空間6流向爐膛空間。
[0030]在輻射管加熱轉底爐工作時，輻射管8可以先將爐膛空間內(nèi)其周圍的空氣加熱，然后通過強化換熱裝置使爐膛空間內(nèi)的高溫空氣向下穿過放置在爐底上的物料4并通過多個連通孔進入爐底空間6，在此過程中，高溫空氣可以順利地穿透物料4層，并與物料4內(nèi)部換熱，提高了換熱能力，從而提升了物料4的熱解速率。在強化換熱裝置使爐底空間6內(nèi)的氣流向上通過多個連通孔再穿過爐底上的物料4進入爐膛空間的過程中，氣流在向上穿過物料4的過程中也可以與物料4進一步換熱，此外，向上流入爐膛空間內(nèi)的氣流也可以與輻射管8換熱，保證與爐底上的物料4進行換熱的始終是溫度較高的空氣，進一步提升了熱解速率。
[0031]在本申請中，通過高溫氣流上下交替穿透物料4層的方式，增加高溫氣流穿透物料4層，強化高溫氣流與物料4的對流換熱，以達到物料4的升溫熱解目的，提高熱解速率。
[0032]根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐，通過設置強化換熱裝置，爐體內(nèi)的氣流可以上下交替地穿過爐底上的物料4，加強爐體內(nèi)氣體與物料4的對流換熱從而提高了輻射管加熱轉底爐的換熱能力，提升了物料4的熱解速率。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如圖1和圖2所示，強化換熱裝置包括:與爐膛空間相通的爐膛出口9、與爐底空間6相通的爐底出口 10、切換裝置13以及風機14。其中，爐膛出口9可以形成在爐墻上(如圖1所示)，也可以形成在爐頂I上，由此，可以直接引出爐膛空間內(nèi)的氣流。切換裝置13具有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口與爐膛出口 9相通，第二接口與爐底出口 10相通，第一接口和第二接口可切換地與第三接口相通。風機14與第三接口相連?？蛇x地，切換裝置13為三通換向閥，但不限于此。
[0034]當切換裝置13的第二接口與第三接口相通時，在風機14的作用下，爐膛空間內(nèi)的氣流將向下穿過爐底上的物料4并與物料4內(nèi)部換熱，使得物料4可以得到有效熱解，提高了熱解效率，換熱后的氣流繼續(xù)向下穿過多個連通孔進入爐底空間6，從爐底出口 10排出，再依次流經(jīng)切換裝置13的第二接口和第三接口后經(jīng)風機14流出。當切換裝置13的第一接口與第三接口相通時，在風機14的作用下，爐底空間6內(nèi)的氣流將通過多個連通孔向上穿過爐底上的物料4，在與物料4換熱后由爐膛出口 9排出。其中，爐膛出口 9可以鄰近輻射管8設置，例如，如圖1所示，爐膛出口 9位于輻射管8的下方，由此，可以使未從爐膛出口 9排出的氣流與輻射管8換熱，得到高溫氣流。
[0035]如圖2所示，輻射管加熱轉底爐進一步包括:第一氣液分離裝置11和第二氣液分離裝置12，第一氣液分離裝置11設在爐膛出口9和第一接口之間，第一氣液分離裝置11用于對從爐膛出口 9排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至第一接口，第二氣液分離裝置12設在爐底出口 10和第二接口之間，第二氣液分離裝置12用于對從爐底出口 1排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至第二接口。由此，通過設置第一氣液分離裝置11和第二氣液分離裝置12，分別經(jīng)爐膛出口 9和爐底出口 10排出的流體為氣液混合物，氣液混合物經(jīng)第一氣液分離裝置11和第二氣液分離裝置12氣液分離后可以得到熱解氣例如可燃氣等，可以對這些熱解氣進行收集并利用。
[0036]進一步地，爐膛出口9處設有第一壓力裝置(圖未示出)，當?shù)谝粔毫ρb置檢測到的爐膛出口9處的壓力高于第二壓力裝置檢測到的爐底出口 10處的壓力(例如，10Pa)時，第二接口與第三接口導通以使爐膛空間內(nèi)的氣流適于向下穿過第一爐底5上的物料4通過多個連通孔進入爐底空間6并從爐底出口 1流出。
[0037]爐底出口10處設有第二壓力裝置(圖未示出)，當?shù)谝粔毫ρb置檢測到的爐膛出口9處的壓力低于第二壓力裝置檢測到的爐底出口 10處的壓力(例如，10Pa)時，第一接口與第三接口導通以使爐底空間6內(nèi)的氣流適于通過多個連通孔向上穿過第一爐底5上的物料4進入爐膛空間并從爐底出口 10流出。其中，第一壓力裝置和第二壓力裝置可以分別為壓力儀表。
[0038]可選地，爐膛空間內(nèi)的壓力P滿足:0Pa<P<300Pa，但不限于此。
[0039]由此，切換裝置13例如三通換向閥可以根據(jù)爐膛出口9和爐底出口 10處的壓力進行換向。通過調(diào)節(jié)切換裝置13例如換向閥，讓爐體內(nèi)高溫氣流交替通過爐膛出口9、爐底出口 10排出，實現(xiàn)高溫氣流頻繁穿過物料4層，強化高溫氣流與物料4內(nèi)部換熱，提高熱解速率。在此過程中，維持爐膛空間微正壓0Pa_300Pa。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如圖1所示，爐底的內(nèi)周側壁與爐體的內(nèi)周側壁間隔開，爐底的內(nèi)周與爐體的內(nèi)周之間通過內(nèi)環(huán)水封槽3密封連接，爐底的內(nèi)側底部設有向下延伸的內(nèi)環(huán)水封刀2，內(nèi)環(huán)水封刀2伸入內(nèi)環(huán)水封槽3內(nèi)，爐底的外周側壁與爐體的外周側壁間隔開，爐底的外周與爐體的外周之間通過外環(huán)水封槽密封連接。由此，通過設置內(nèi)環(huán)水封槽3和外環(huán)水封槽，可以有效保證整個輻射管加熱轉底爐的密封性。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一些具體實施例，例如，如圖1所示，爐底包括:第一爐底5和第二爐底7，第一爐底5和第二爐底7上下間隔設置，且第二爐底7設在第一爐底5的下方，第一爐底5和第二爐底7均水平設置，其中物料4放置在第一爐底5上，多個連通孔形成在第一爐底5上，第二爐底7和第一爐底5之間限定出爐底空間6。進一步地，第一爐底5和第二爐底7的內(nèi)端和外端之間分別通過爐底側壁相連?？蛇x地，第一爐底5為分布細孔(即連通孔)的鋼板，但不限于此。
[0042]可選地，每個連通孔為圓形孔，每個連通孔的直徑d滿足:10mm<cK50mm。當然，連通孔還可以為橢圓形孔、長圓形孔、多邊形孔等。可以理解的是，連通孔的具體形狀及尺寸等可以根據(jù)實際要求具體設置，以更好地滿足實際要求。
[0043]根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐，以上下出氣口(爐膛出口9和爐底出口1)交替出氣方式，迫使高溫氣流穿透物料4層，強化高溫氣流與物料4內(nèi)部的對流換熱，以達到物料4內(nèi)部的快速升溫熱解目的，有利于提高物料4熱解速率。
[0044]根據(jù)本發(fā)明實施例的輻射管加熱轉底爐的其他構成以及操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0045]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0046]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種輻射管加熱轉底爐，其特征在于，包括: 爐體，所述爐體包括中空環(huán)形腔體，所述腔體內(nèi)限定出爐膛空間，所述腔體的底部為可轉動的爐底，所述爐底為中空環(huán)形結構，所述爐底內(nèi)限定出爐底空間，所述爐底空間和所述爐膛空間之間通過多個連通孔連通； 輻射管，所述輻射管設在所述爐膛空間內(nèi)；以及 強化換熱裝置，所述強化換熱裝置設在所述爐體上，所述強化換熱裝置構造成使所述爐體內(nèi)的氣流通過所述多個連通孔穿過放置在所述爐底上的物料從所述爐膛空間流向所述爐底空間或從所述爐底空間流向所述爐膛空間。2.根據(jù)權利要求1所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述強化換熱裝置包括: 與所述爐膛空間相通的爐膛出口 ； 與所述爐底空間相通的爐底出口 ； 切換裝置，所述切換裝置具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口與所述爐膛出口相通，所述第二接口與所述爐底出口相通，所述第一接口和所述第二接口可切換地與所述第三接口相通；以及 風機，所述風機與所述第三接口相連。3.根據(jù)權利要求2所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，進一步包括: 第一氣液分離裝置，所述第一氣液分離裝置設在所述爐膛出口和所述第一接口之間，所述第一氣液分離裝置用于對從所述爐膛出口排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至所述第一接口 ； 第二氣液分離裝置，所述第二氣液分離裝置設在所述爐底出口和所述第二接口之間，所述第二氣液分離裝置用于對從所述爐底出口排出的氣流進行氣液分離并將分離出的氣體輸送至所述第二接口。4.根據(jù)權利要求2所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述爐膛出口處設有第一壓力裝置，所述爐底出口處設有第二壓力裝置， 當所述第一壓力裝置檢測到的所述爐膛出口處的壓力高于所述第二壓力裝置檢測到的所述爐底出口處的壓力時，所述第二接口與所述第三接口導通以使所述爐膛空間內(nèi)的氣流適于向下穿過所述第一爐底上的物料通過多個連通孔進入所述爐底空間并從所述爐底出口流出；當所述第一壓力裝置檢測到的所述爐膛出口處的壓力低于所述第二壓力裝置檢測到的所述爐底出口處的壓力時，所述第一接口與所述第三接口導通以使所述爐底空間內(nèi)的氣流適于通過多個連通孔向上穿過所述第一爐底上的物料進入所述爐膛空間并從所述爐底出口流出。5.根據(jù)權利要求2所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述切換裝置為三通換向閥。6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，每個所述連通孔為圓形孔，每個所述連通孔的直徑d滿足:1Omm^d^ 50mm。7.根據(jù)權利要求1所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述爐膛空間內(nèi)的壓力P滿足:0Pa<P<300Pa。8.根據(jù)權利要求1所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述爐底的內(nèi)周側壁與所述爐體的內(nèi)周側壁間隔開，所述爐底的內(nèi)周與所述爐體的內(nèi)周之間通過內(nèi)環(huán)水封槽密封連接， 所述爐底的外周側壁與所述爐體的外周側壁間隔開，所述爐底的外周與所述爐體的外周之間通過外環(huán)水封槽密封連接。9.根據(jù)權利要求1所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述爐底包括: 第一爐底，其中所述多個連通孔形成在所述第一爐底上;和 第二爐底，所述第二爐底設在所述第一爐底的下方，所述第二爐底和所述第一爐底之間限定出所述爐底空間。10.根據(jù)權利要求9所述的輻射管加熱轉底爐，其特征在于，所述第一爐底為鋼板。
【文檔編號】F27B9/16GK105910428SQ201610379371
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】陶進峰, 賈懿曼, 包欣欣, 王鵬飛, 肖磊, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司