一種外熱式蘭炭爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種外熱式蘭炭爐，包括爐體、進(jìn)料口和蘭炭出口，爐體內(nèi)分預(yù)熱段、干餾段和冷卻段。預(yù)熱段上部設(shè)有1～5根上抽吸梁，預(yù)熱段的下部設(shè)有2～10組蓄熱式輻射管，蓄熱式輻射管為U形管結(jié)構(gòu)，U形管的兩頭設(shè)有蓄熱燒嘴。干餾段設(shè)有2～10組蓄熱式加熱器，蓄熱式加熱器的兩側(cè)分別設(shè)有蓄熱燒嘴。冷卻段的上部設(shè)有1～5根下抽吸梁，冷卻段的下部設(shè)有冷蘭炭尾氣入口。蓄熱式加熱器的器壁由碳硅磚砌筑而成或者由耐高溫鋼板焊接而成。本發(fā)明通過在爐體的干餾段設(shè)蓄熱式加熱器，利用蓄熱式加熱器兩端的蓄熱燒嘴交替燃燒、蓄熱，對爐體中煤進(jìn)行加熱干餾，避免氮?dú)膺M(jìn)入蘭炭尾氣，從而有利于凈化和提純蘭炭尾氣，便于合成甲烷及進(jìn)一步生產(chǎn)LNG。
【專利說明】一種外熱式蘭炭爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工、冶金材料生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種蘭炭爐，具體涉及一種外熱式蘭炭爐。
【背景技術(shù)】
[0002]蘭炭又稱半焦、焦粉，是一種新型的炭素材料，具有固定炭高、比電阻高、化學(xué)活性高、含灰份低、鋁低、硫低、磷低等特性，已逐步取代焦炭而廣泛運(yùn)用于電石、鐵合金、硅鐵和碳化硅等產(chǎn)品的生產(chǎn)。生產(chǎn)蘭炭的同時(shí)副產(chǎn)蘭炭尾氣和煤焦油，目前每生產(chǎn)一噸蘭炭大約副產(chǎn)700Nm 3蘭炭尾氣，蘭炭尾氣的熱值為1700~2000大卡/ Nm 3。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的蘭炭爐為內(nèi)熱式蘭炭爐，通過花墻內(nèi)蘭炭尾氣燃燒，產(chǎn)生的煙氣通過花墻進(jìn)入蘭炭爐內(nèi)加熱煤，使煤半焦化，這種方式產(chǎn)生的蘭炭尾氣中含有大量氮?dú)?，無法用于分離提取各有用氣體成分，例如甲烷或合成甲烷的原料氣，甲烷是制取LNG(液化天然氣)的原料。傳統(tǒng)蘭炭爐冷卻蘭炭的方式為水冷，不僅污染水源，而且蘭炭產(chǎn)品需要烘干過程。為避免氮?dú)膺M(jìn)入蘭炭尾氣需要設(shè)計(jì)一種外熱式蘭炭爐，通過外加熱的方式加熱蘭炭，使其進(jìn)行半焦化反應(yīng)，生成蘭炭和不含氮?dú)獾奶m炭尾氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種外熱式蘭炭爐，以優(yōu)化蘭炭生產(chǎn)過程，提高蘭炭尾氣中有價(jià)值氣體成分，為合成甲烷及生產(chǎn)LNG創(chuàng)造條件。
[0005]本發(fā)明外熱式蘭炭爐，包括爐體、進(jìn)料口和蘭炭出口，爐體內(nèi)分預(yù)熱段、干餾段和冷卻段。預(yù)熱段上部設(shè)有I~5根上抽吸梁，預(yù)熱段的下部設(shè)有2~10組蓄熱式輻射管，蓄熱式輻射管為U形管結(jié)構(gòu)或蛇形管結(jié)構(gòu)，U形管或蛇形管的兩頭設(shè)有蓄熱燒嘴。干餾段設(shè)有2~10組蓄熱式加熱器，蓄熱式加熱器的兩側(cè)分別設(shè)有蓄熱燒嘴。冷卻段的上部設(shè)有I~5根下抽吸梁，冷卻段的下部設(shè)有冷蘭炭尾氣入口。
[0006]蓄熱式加熱器的器壁由碳硅磚砌筑而成或者由耐高溫鋼板焊接而成。干餾段的上部設(shè)有電石爐氣分配管，電石爐氣分配管設(shè)有電石爐氣出口。
[0007]本發(fā)明外熱式蘭炭爐的花墻為密封的蓄熱式加熱器，蓄熱式加熱器上面設(shè)有氣孔，蓄熱式加熱器的器壁由碳硅磚砌筑而成或由耐高溫鋼板焊接而成，燃料在蓄熱燒嘴中燃燒，產(chǎn)生的煙氣在蓄熱式加熱器中流動(dòng)從另一側(cè)出去，蓄熱式加熱器兩端的蓄熱燒嘴交替燃燒、蓄熱。熱量通過碳硅磚或鋼板間接加熱爐膛內(nèi)的煤，加熱方式類似于焦?fàn)t，保證煙氣排放溫度降低至150度左右，不僅能提高蘭炭和蘭炭尾氣的品質(zhì)，而且能夠降低能耗。
[0008]本發(fā)明外熱式蘭炭爐通過在爐體中加設(shè)蓄熱式加熱器和蓄熱式輻射管，利用蓄熱式加熱器兩端的蓄熱燒嘴交替燃燒、蓄熱，對爐體中的煤進(jìn)行加熱干餾，避免氮?dú)膺M(jìn)入蘭炭尾氣，有利于凈化和提純蘭炭生產(chǎn)的有用氣體產(chǎn)品，便于合成甲烷及進(jìn)一步生產(chǎn)LNG。干餾段的上部設(shè)有電石爐氣 分配管，利用電石爐氣攜帶的熱量預(yù)熱蘭炭原料，可以使能耗進(jìn)一步降低。冷卻段加設(shè)冷蘭炭尾氣入口和下抽吸梁，將冷卻的蘭炭尾氣從爐下進(jìn)氣口送入爐膛冷卻蘭炭，蘭炭尾氣在冷卻段自下而上流動(dòng)，然后被布置在冷卻段上部的抽吸梁吸走，利用蘭炭尾氣為冷卻介質(zhì)冷卻蘭炭，冷卻后的蘭炭為干燥狀態(tài)，減少了蘭炭烘干工序，避免產(chǎn)生工業(yè)污水。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明外熱式蘭炭爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0010]其中:1 一進(jìn)料口、2—預(yù)熱段、3—蓄熱式輻射管、4一電石爐氣分配管、5—干餾段、6—蓄熱式加熱器、7—下抽吸梁、8—冷蘭炭尾氣入口、9一上抽吸梁、10—爐體、11 一蓄熱燒嘴、12—花墻壁、13—冷卻段、14 一蘭炭出口、15—電石爐氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0012]本發(fā)明外熱式蘭炭爐，如圖1、圖2所示，包括爐體10、進(jìn)料口 I和蘭炭出口 14，爐體內(nèi)分預(yù)熱段2、干餾段5和冷卻段13。預(yù)熱段的上部設(shè)有3根上抽吸梁9，預(yù)熱段的下部設(shè)有4組蓄熱式輻射管3。蓄熱式輻射管為U形管結(jié)構(gòu)，U形管的兩頭設(shè)有蓄熱燒嘴U。U形管的兩頭分別設(shè)有氣體出口，兩頭的氣體出口通過三通閥與排放系統(tǒng)連接。干餾段設(shè)有4組蓄熱式加熱器6，蓄熱式加熱器的兩側(cè)分別設(shè)有蓄熱燒嘴11。蓄熱式加熱器的兩側(cè)分別設(shè)有氣體出口，兩頭的氣體出口通過三通閥與排放系統(tǒng)連接。蓄熱式加熱器的器壁由碳硅磚砌筑而成。干餾段的 上部設(shè)有電石爐氣分配管4，電石爐氣分配管設(shè)有電石爐氣出口 15。冷卻段13的上部設(shè)有下抽吸梁7，冷卻段的下部設(shè)有冷蘭炭尾氣入口 8。上抽吸梁9出口和下抽吸梁7出口連接到蘭炭尾氣冷卻器，蘭炭尾氣冷卻器出口分為兩路，一路連接到蘭炭尾氣凈化分離設(shè)備，另一路連接到冷卻段的冷蘭炭尾氣入口 8。
[0013]本發(fā)明外熱式蘭炭爐的運(yùn)行過程為，煙煤或褐煤原料經(jīng)進(jìn)料口 I進(jìn)入蘭炭爐的預(yù)熱段2，上升的蘭炭尾氣和電石爐氣分配管4噴出的高溫電石爐氣將原料預(yù)熱至500~6000C。蓄熱式輻射管3為蘭炭爐補(bǔ)充熱量。在干餾段5蓄熱式加熱器6放出熱量將原料加熱至600~80(TC進(jìn)行半焦化反應(yīng)，生成蘭炭和蘭炭尾氣。蘭炭尾氣向上運(yùn)行，預(yù)熱原料后經(jīng)上抽吸梁9抽出到蘭炭尾氣冷卻器。蘭炭向下運(yùn)行到冷卻段，通過冷蘭炭尾氣入口 8進(jìn)入的冷蘭炭尾氣對蘭炭進(jìn)行冷卻，冷卻后的蘭炭產(chǎn)品經(jīng)蘭炭出口 14出爐。冷卻蘭炭后的蘭炭尾氣經(jīng)下抽吸梁7到蘭炭尾氣冷卻器。在蘭炭尾氣冷卻器冷卻后的蘭炭尾氣一路到蘭炭尾氣凈化分離設(shè)備進(jìn)行凈化分離和后序加工，另一路經(jīng)冷蘭炭尾氣入口 8返回冷卻段13繼續(xù)冷卻蘭炭。蓄熱式輻射管3的操作為，燃料和助燃空氣進(jìn)入上部的蓄熱燒嘴11進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣穿過U形管結(jié)構(gòu)的蓄熱式輻射管，經(jīng)下部的氣體出口、三通閥到排放系統(tǒng)排放。當(dāng)氣體出口排出的煙氣溫度低于150°C時(shí)換向，下部的蓄熱燒嘴燃燒，上部的氣體出口排放廢煙氣，通過三通閥的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)換向操作。同樣蓄熱式加熱器6的操作為，燃料和助燃空氣進(jìn)入蓄熱式加熱器左側(cè)的蓄熱燒嘴11燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣穿過加熱器，經(jīng)右側(cè)的氣體出口、三通閥到排放系統(tǒng)排放，熱量通過碳硅磚傳給原料。當(dāng)氣體出口排出的煙氣溫度低于150°C時(shí)換向，右側(cè)的蓄熱燒嘴燃燒，經(jīng)左側(cè)的氣體出口排放廢煙氣，通過三通閥的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)換向操作。
【權(quán)利要求】
1.一種外熱式蘭炭爐，包括爐體(10)、進(jìn)料口(I)和蘭炭出口(14)，爐體內(nèi)分預(yù)熱段(2)、干餾段(5)和冷卻段(13)，其特征是:所述預(yù)熱段的上部設(shè)有I~5根上抽吸梁(9)，預(yù)熱段的下部設(shè)有2~10組蓄熱式輻射管(3)，所述蓄熱式輻射管為U形管結(jié)構(gòu)或蛇形管結(jié)構(gòu)，U形管或蛇形管的兩頭設(shè)有蓄熱燒嘴(11);所述干餾段設(shè)有2~10組蓄熱式加熱器(6)，蓄熱式加熱器的兩側(cè)分別設(shè)有蓄熱燒嘴(11);所述冷卻段(13)的上部設(shè)有I~5根下抽吸梁(7)，冷卻段的下部設(shè)有冷蘭炭尾氣入口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱式蘭炭爐，其特征是:所述蓄熱式加熱器的器壁由碳硅磚砌筑而成或者由耐高溫鋼板焊接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱式蘭炭爐，其特征是:所述干餾段的上部設(shè)有電石爐氣分配管(4 )，所述電石爐氣分配管設(shè)有電石爐氣出口( 15 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外熱式蘭炭爐，其特征是:所述干餾段上部的電石爐氣分配管(4)與蓄熱式蘭炭尾氣加熱裝置連接，窯頂?shù)奶m炭尾氣可部分通過蓄熱式加熱器加熱至高溫后，通過電石爐氣分配管(4 )進(jìn)入蘭炭爐膛。
【文檔編號】C10B47/00GK103788963SQ201410062104
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月22日
【發(fā)明者】賈會(huì)平 申請人:石家莊新華能源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>