CN113801671A - 一种物料加热装置 - Google Patents
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Abstract
一种物料加热装置,包括回转窑、多个热交换管、热风罩、高温气体输入机构、废气集气室、废气输出管道，回转窑有进料端和出料端，热交换管在回转窑内，热风罩在回转窑窑体外，热交换管的进气端与热风罩连通，热交换的出气端与废气集气室连通，废气集气室与废气输出管道连通，热风罩与高温气体输入机构连通，热交换管与回转窑之间具有供物料通过的通道。热交换管与物料直接接触，热量大部分通过传导、辐射直接传给了物料，热量损失少，同时热交换后的废气又与热解产生的煤气不接触，所产煤气洁净度高，热值高，利用价值高。
Description
分案申请
本分案申请是基于申请号为201611138459.3，申请日为2016年12月12日，发明名称为“物料加热装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及到回转窑加热装置技术领域，具体涉及到一种物料加热装置。
背景技术
在煤的热解技术领域，煤的中低温干馏比较普遍的是内热式竖炉，内热式竖炉因其结构简单、成本低、被广泛应用，然其最大的缺点是煤气与焰气混合在一起，煤气热值低，除自身热解用部分煤气外，如果不与石灰窑或发电搞联产，大部分煤气只有点天灯，不仅造成能源浪费，而且造成较大的环保污染问题；外热式炉窑相对较少，公开号为：CN101985558A，煤物质的分解设备的发明专利，该专利公开了一种煤物质的分解设备，包括一个带有进料口和出料口的密闭窑体，窑体内设置焰气管道加热机构，焰气管道加热机构与窑体内壁之间形成的煤物质推进分解通道，窑体上设置与煤物质推进分解通道连通的煤分解气收集管；公开号为：CN101985565A，煤物质多燃烧器子母管分离设备的发明专利，该专利公开了一种煤物质多燃烧器子母管分离设备，它包括一个横向设置的密封回转窖体，回转窖体内设置密排的燃烧器，密排燃烧器一端与对应的密排燃气进气管和密排空气进气管连接，燃气进气管在内腔，空气进气管在外腔，另一端设置密排散热管，密排燃烧器、密排空气进气管、密排散热管与回转窖体内壁之间形成的空腔为煤物质推进分离通道，回转窖体上设置煤分解气收集管，密排散热管与焰气汇集管连通，焰气汇集管伸出回转窖外；公开号为：CN101985566A，煤物质分解用卧式回转设备的发明专利，该专利公开了一种煤物质分解用卧式回转设备，包括一个横向的密封回转窑，回转窑包括一个进料口、一个出料口，回转窑内沿窑体方向设置一个燃烧装置，燃烧装置与回转窑内壁之间形成煤物质推进分离通道，煤物质推进分离通道与进料口和出料口连通，回转窑上进料口所在端设置煤分离出的燃气、焦油气收集管，煤分离出的燃气、焦油气收集管与煤物质推进分离通道连通，另一端与燃气除尘液化机构连接。上述三个专利都将煤热解产生的煤气与加热产生废气有效的进行了分离，具有节能减排的特点，但这三个专利也有一个共同弱点：燃烧机构或加热机构设置在窑体内。这一弱点体现在：燃烧状况难以观察，燃烧机构难以维修和保养，燃烧介质难以用煤粉，否则，容易堵塞散热管道。
发明内容
为解决上述问题，本发明的技术方案是：物料加热装置，包括回转窑、多个热交换管、热风罩、高温气体输入机构、废气集气室、废气输出管道，回转窑有进料端和出料端，热交换管设置在回转窑内，沿(回转窑的)周向均匀分布多个且邻近回转窑内壁，回转窑内壁上设置热交换管支架，回转窑内壁上设置保温层，热交换管与回转窑之间的空间为物料的通道，热风罩设置在回转窑外壳外周，热交换管的进气端与热风罩连通，热交换管与热风罩连接部位采用弯头连接，弯头为热交换管的一部分，热交换管进气的弯头端与回转窑外壳连接，热风罩与回转窑外壳围成一个热风分配室，热交换管的出气端与废气集气室连通，废气集气室与废气输出管道连通，废气集气室设置在回转窑进料端，热风罩与高温气体输入机构连通，热风罩与回转窑外壳之间的外侧设置密封机构。
回转窑内壁设置保温层,热交换管进气弯头端与回转窑外壳连接部位所形成的局部回转窑内壁不设置保温层。
热交换管的材质为耐热钢，优选地，耐热钢为0Cr25Ni20。
热风罩位于回转窑中部靠近出料端。
热交换管从热风罩部位直接向回转窑进料端方向布置。
优选地，热交换管也可以先向出料端布置一段，然后再转弯180℃向进料端方向布置。
热风罩和高温气体输入机构为一套。
回转窑设置多个物料温度检测装置、多个热交换管温度检测装置，通过多个物料温度检测和/或多个热交换管温度检测装置的反馈，控制高温气体输入机构的燃烧和/或回转窑的转速，从而有效控制回转窑内的温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)热风罩设置在回转窑外壳外周，热风罩起到加热气体的分配作用，在回转窑转动过程中，与热风罩连接的各个热交换管得到的分配热量基本是一致的，各交换管与物料的热交换也相应是均匀的，煤热解在沿着回转窑轴线方向的相应区段，热解程度是一致的，热交换管内、外所有部位是两个分开的系统，所以热解产生的煤气是不含加热产生的废气，煤气的热值相对就高，利用价值高，不会被白白烧掉，就可做到节能减排；还避免了公开号为：CN101985565A，煤物质多燃烧器子母管分离设备的等专利中，因散热机构与加热机构都设置在回转窑内，造成有些加热机构能正常加热，有些加热机构不能正常加热，本来散热机构是为了给物料预热的，结果造成因有些加热机构不能正常加热，反过来散热机构还要从物料吸热，设备的有效利用率将显著下降，散热管的伸缩不一致，设备内部热应力大，设备寿命短等缺陷；回转窑内壁设置隔热、保温层，使回转窑热效率利用高，回转窑外壳温度低，安全可靠。
(2)热风罩不是直接产生热量的地方，它是由高温气体输入机构燃烧产生的热量传递过来的，高温气体输入机构在窑外，燃烧的状况容易观察到，燃烧器相对容易检修、维护与保养，避免了如公开号为：CN101985565A，煤物质多燃烧器子母管分离设备的等专利不易观察燃烧状况和检修、维护、保养难的现象，且高温气体输入机构不仅可以用气态，也可以用液态，还可以用固态的煤粉等可燃介质。
(3)热交换管与热风罩连接部位采用弯头连接作用：一是为了将两者不能直接连接通过弯头，可顺利实现连接；二是通过弯头，高温气体平滑地进行90度的转弯，且90度的弯头容易实现相差90度位相的加工和现场施工。
(4)设置保温层是为了回转窑内的热量尽量少的向窑壳体传热，减少热量损失，而在热交换管进气弯头端与回转窑外壳连接部位所形成的局部回转窑内壁不设置保温层，是为了热风分配室向回转窑外壳传递的热量，尽快通过物料与外壳进行热交换，将热风分配室处的回转窑外壳降温，以增加此处的回转窑外壳强度。
(5)热交换管用0Cr25Ni20耐热钢是为了热交换体系获得更长的使用寿命。
(6)热交换管先向出料端布置一段，然后再转弯180°向进料端方向布置有两项重要意义：一是有利于煤热解在回转部位，温度达到较一致的、煤快速热解的、产油率最高的温度分布特征；二是为调节热风罩所在部位的位置，躲开滚轮部位。
(7)回转窑设置多个物料温度检测装置、多个热交换管温度检测装置，通过多个物料温度检测和/或多个热交换管温度检测的反馈，可以控制高温气体输入机构的燃烧和/或回转窑的转速，从而有效控制回转窑内的温度，使之符合工艺要求的温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例中热风罩与回转窑外壳围成一个热分配室，一部分热交换管从热风罩部位直接向回转窑进料端方向布置，另一部分热交换管也可以先向出料端布置一段，然后再转弯180°向进料端方向布置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，一种物料加热装置，包括回转窑1、多个热交换管2、热风罩3、高温气体输入机构4、废气集气室5、废气输出管道6，回转窑1有进料端7和出料端8，热交换管2设置在回转窑1体内，沿周向均匀分布多个，热交换管2与回转窑1内腔之间为加工物料的通道，热风罩3设置在回转窑1壳体外周，热交换管2的进气端与热风罩3连通，热交换管2与热风罩3连接部位采用弯头连接，弯头为热交换管2的一部分，热风罩3与回转窑1外壳围成一个热风分配室，热交换管2进气的弯头端与回转窑1外壳连接；热交换管2的出气端与废气集气室5连通，废气集气室5与废气输出管道6连通，废气集气室5设置在回转窑1的进料端7，热风罩3与高温气体输入机构4连通，热风罩3与回转窑1外壳之间的外侧设置密封机构10，回转窑1壳体内表面设置保温层13，回转窑1壳体内表面设置保温层13，而在热交换管2进气弯头端与回转窑1外壳连接的部位的回转窑1壳体内表面不设置保温层。
热交换管2的材质为耐热钢，优化地，耐热钢为0Cr25Ni20。
热风罩3与回转窑1外壳所围成的热分配室内侧设置耐火材料。
一部分热交换管2从热风罩3部位直接向回转窑1进料端7方向布置，另一部分热交换管2先向出料端8布置一段，然后再转弯180°向进料端7方向布置。
热风罩3为一个。
回转窑1设置多个物料温度检测装置14、多个热交换管温度检测装置15，通过多个物料温度检测装置14和多个热交换管温度检测装置15的反馈，可以控制高温气体输入机构的燃烧和回转窑的转速，从而有效控制回转窑内的温度，使之符合工艺要求的温度。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种物料加热装置，包括回转窑、多个热交换管、热风罩、高温气体输入机构、废气集气室和废气输出管道，所述回转窑有进料端和出料端，其特征在于：所述热交换管设置在所述回转窑内，且所述热交换管沿所述回转窑的周向均匀分布多个且邻近回转窑内壁设置，所述热交换管与回转窑之间具有供物料通过的通道；
所述热风罩设置在回转窑外壳外周，且所述热风罩位于回转窑中部靠近所述出料端，所述热交换管的进气端与所述热风罩连通；所述热交换管与热风罩连接部位采用弯头连接，且所述弯头为热交换管的一部分，所述热交换管进气的弯头端与所述回转窑外壳连接，所述热交换管的出气端与所述废气集气室连通；
所述回转窑内壁上设置有保温层，其中，所述热交换管进气弯头端与所述回转窑外壳连接部位所形成的局部回转窑内壁不设置保温层；
所述废气集气室与所述废气输出管道连通，所述废气集气室设置在回转窑进料端，所述热风罩与所述高温气体输入机构连通；所述热风罩外设置有密封机构；
其中一部分所述热交换管从所述热风罩部位直接向回转窑的所述进料端方向布置，另一部分所述热交换管先向所述出料端布置一段，然后再转弯180°向进料端方向布置。
2.如权利要求1所述的物料加热装置，其特征在于，所述热风罩与回转窑外壳围成一个热风分配室，且所述热风分配室内侧设置耐火材料，所述热风罩与所述回转窑外壳之间的外侧设置密封机构。
3.如权利要求1所述的物料加热装置，其特征在于，所述热交换管的材质为耐热钢。
4.如权利要求3所述的物料加热装置，其特征在于，所述耐热钢为0Cr25Ni20。
5.如权利要求1所述的物料加热装置，其特征在于，所述回转窑还设置有多个物料温度检测装置、多个热交换管温度检测装置，通过多个物料温度检测装置和/或多个热交换管温度检测装置的反馈，控制高温气体输入机构的燃烧和/或回转窑的转速。
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