加热瓷球用的竖式加热炉.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102914142 A(43)申请公布日 2013.02.06CN102914142A*CN102914142A*(21)申请号 201210449781.3(22)申请日 2012.11.12F27B 1/00(2006.01)F27B 1/10(2006.01)(71)申请人北京国电龙源环保工程有限公司地址 100039 北京市海淀区西四环中路16号院1号楼911室(72)发明人张华 杨东 孟照杰 常少英陆诗原 蒙涛 王春晖 王洪亮王修均 丛玉华 赵坤(74)专利代理机构北京中建联合知识产权代理事务所 11004代理人刘湘舟 朱丽岩(54) 发明名称加热瓷球用的竖

2、式加热炉(57) 摘要一种加热瓷球用的竖式加热炉，包括带有保温层的炉体，炉体为顶部开有烟气出口的竖式炉体，炉体的底部设有支腿和积灰斗，并且积灰斗的底部出灰口上设有高温锁气器，在积灰斗的上方的炉体上设有进气口，在进气口的上方的炉体上装有燃烧器，在燃烧器的上方的炉体的内部设有将炉体内部分隔为下层烟气发生腔室和上层换热腔室用的底部斜向箅子，在底部斜向箅子的最低端处的炉体上开有瓷球出口，在底部斜向箅子上方的上层换热腔室中设有多个交错布置的上部斜向箅子，在上部斜向箅子的最高端处的炉体上开有瓷球入口。本加热炉可以将褐煤低温热解技术工艺流程中的瓷球连续加热到符合要求的温度，并将其按预定的计量连续进料、连续出

3、料。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页1/1页21.一种加热瓷球用的竖式加热炉，包括带有保温层（18）的炉体（5），其特征在于：所述炉体（5）为顶部开有烟气出口（1）的竖式炉体，炉体（5）的底部设有支腿（12）和积灰斗（13），并且积灰斗（13）的底部出灰口上设有高温锁气器（14），在积灰斗（13）的上方的炉体（5）上设有进气口（11），在进气口（11）的上方的炉体（5）上装有燃烧器（10），在燃烧器（10）的上方的炉体（5）的内部设有将炉体内部分隔为下层烟气发生腔室

4、（16）和上层换热腔室（17）用的底部斜向箅子（7），在底部斜向箅子（7）的最低端处的炉体（5）上开有瓷球出口（6），并且瓷球出口（6）上设有出口插板门（4），在底部斜向箅子（7）上方的上层换热腔室（17）中设有多个交错布置的上部斜向箅子（15），在上部斜向箅子（15）的最高端处的炉体（5）上开有瓷球入口（3），并且瓷球入口（3）上设有入口插板门（2）。2.根据权利要求1所述的加热瓷球用的竖式加热炉，其特征在于：所述炉体（5）的内侧壁上设有支撑台（19），所述底部斜向箅子（7）和上部斜向箅子（15）均搭放在支撑台（19）上。3.根据权利要求1所述的加热瓷球用的竖式加热炉，其特征在于：所述燃烧器

5、（10）与底部斜向箅子（7）之间的炉体（5）上设有循环烟气入口（8）。权 利 要 求 书CN 102914142 A1/3页3加热瓷球用的竖式加热炉技术领域0001 本发明涉及一种加热瓷球用的加热炉。背景技术0002 目前，随着煤炭行业“十二五”规划的颁布，国家要求在今后几年大力发展洁净煤技术，加强褐煤提质技术的研发与示范。褐煤低温热解技术因其高产率的焦油和煤气，以及固态高含炭半焦，开始在国内日益受到关注，并在内蒙、东北等褐煤主要产区开展相应的实验推广。0003 在褐煤低温热解技术中，瓷球加热炉是重要的辅助设备之一，该设备主要用来为干馏设备提供符合所需温度的瓷球。目前已有的瓷球加热炉多是采用冶

6、金行业中使用的加热炉，这些加热炉结构复杂，并且由于不是专门用来加热瓷球用的，所以在加热瓷球时，瓷球在加热过程中会处于相对静止状态，加热后的瓷球只能按批次定期取出，不能连续供应，同时瓷球的供应量也不便于随时调整。基于这些特点，传统的瓷球加热炉不能满足褐煤低温热解技术的工艺流程要求，急需改进。发明内容0004 本发明的目的是提供一种能连续进料、连续出料和连续加热的加热瓷球用的竖式加热炉，要解决传统的加热炉不能连续供应符合要求的瓷球的问题。0005 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种加热瓷球用的竖式加热炉，包括带有保温层的炉体，其特征在于：所述炉体为顶部开有烟气出口的竖式炉体，炉体的底部设

7、有支腿和积灰斗，并且积灰斗的底部出灰口上设有高温锁气器，在积灰斗的上方的炉体上设有进气口，在进气口的上方的炉体上装有燃烧器，在燃烧器的上方的炉体的内部设有将炉体内部分隔为下层烟气发生腔室和上层换热腔室用的底部斜向箅子，在底部斜向箅子的最低端处的炉体上开有瓷球出口，并且瓷球出口上设有出口插板门，在底部斜向箅子上方的上层换热腔室中设有多个交错布置的上部斜向箅子，在上部斜向箅子的最高端处的炉体上开有瓷球入口，并且瓷球入口上设有入口插板门。0006 所述炉体的内侧壁上可设有支撑台，所述底部斜向箅子和上部斜向箅子均搭放在支撑台上。0007 所述燃烧器与底部斜向箅子之间的炉体上可设有循环烟气入口。0008

8、 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明可以将褐煤低温热解技术工艺流程中的瓷球连续加热到符合要求的温度，并将其按预定的计量连续进料、连续出料（即可连续供应物料）。本发明还可以随不同工况而改变供球量（埋刮板机可以随不同工况而改变供球量）和瓷球温度（即根据需要随时调整物料供应量和物料温度），并有一定的缓冲空间以保证瓷球供应的稳定。0009 本发明中所述的炉体中设置了“之”字形布置的箅子（底部斜向箅子和上部斜向箅子），“之”字形布置的箅子可以让瓷球在换热过程中处于持续滚动逐级下降的运动状态，与说 明 书CN 102914142 A2/3页4上升的烟气呈逆流换热，大幅度地提高了换热效率，同

9、时瓷球在均匀受热的过程中箅子也得到较为均匀的冷却，确保了设备的安全和运行的稳定，减少了维修保养的费用；所述炉体底部的高温锁气器能够通过对灰粉温度的判断，在排出灰粉的同时防止高温烟气泄漏，所以既保证了安全，又提高了炉膛的换热效率。0010 本发明竖向设置，还具有结构简单、占地面积小、建设周期短、启动速度快、换热效率高、换热效果稳定、可同时支持多种燃料等特点。0011 本发明加热出来的瓷球不但适用于褐煤低温热解技术，也适用于油页岩、低变质煤的清洁转化技术等需要加热瓷球的领域。附图说明0012 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。0013 图1是本发明的结构主视示意图。0014 图2是底部斜向箅

10、子和上部斜向箅子的布置示意图。0015 图3是图2中A-A断面的示意图。0016 图4是上部斜向箅子通过支撑台安放在炉体内的立体剖面示意图。0017 附图标记：1烟气出口、2入口插板门、3瓷球入口、4出口插板门、5炉体、6瓷球出口、7底部斜向箅子、8循环烟气入口、9埋刮板机、10燃烧器、11进气口、12支腿、13积灰斗、14高温锁气器、15上部斜向箅子、16下层烟气发生腔室、17上层换热腔室、18保温层、19支撑台、20瓷球。具体实施方式0018 实施例参见图1-4所示，这种加热瓷球用的竖式加热炉，包括带有保温层18的炉体5，炉体5为顶部开有烟气出口1的竖式炉体（即炉体呈垂直布置），炉体5的底

11、部设有支腿12和积灰斗13，并且积灰斗13的底部出灰口上设有高温锁气器14，在积灰斗13的上方的炉体5上设有进气口11，在进气口11的上方的炉体5上装有燃烧器10，在燃烧器10的上方的炉体5的内部设有将炉体内部（炉膛）分隔为下层烟气发生腔室16和上层换热腔室17用的底部斜向箅子7，在底部斜向箅子7的最低端处的炉体5上开有瓷球出口6，并且瓷球出口6上设有出口插板门4，在底部斜向箅子7上方的上层换热腔室17中设有多个交错布置的上部斜向箅子15，在上部斜向箅子15的最高端处的炉体5上开有瓷球入口3，并且瓷球入口3上设有入口插板门2。所述燃烧器10与底部斜向箅子7之间的炉体5上还设有循环烟气入口8。0

12、019 所述底部斜向箅子7和上部斜向箅子15均与水平线呈一定倾角，底部斜向箅子7和上部斜向箅子15的格栅间距小于瓷球的直径以防止瓷球卡在箅子缝内。0020 参见图3、图4，本实施例中，炉体5的内侧壁上设有支撑台19，所述底部斜向箅子7和上部斜向箅子15均搭放在支撑台19上，也就是说，底部斜向箅子7和上部斜向箅子15由固定在炉体内部两侧的支撑台支撑，这样设计的好处是底部斜向箅子7和上部斜向箅子15只是搭放在炉体5内，方便拆卸更换。 0021 本实施例中，底部斜向箅子7和上部斜向箅子15加起来共有三层（由一个底部斜向箅子7和两个上部斜向箅子15设置而成），呈交错布置，也可以叫“之”字形排列布置，使

13、说 明 书CN 102914142 A3/3页5得从瓷球进口进入的瓷球在经过箅子时得以充分的换热。同时，炉体内有三组与水平线呈一定倾角的支撑台，底部斜向箅子7和上部斜向箅子15布置在支撑台上，各层箅子上装满了瓷球。底部斜向箅子7和上部斜向箅子15“之”字形布置能够使瓷球在上面平稳滚动，保证了瓷球的连续、均匀地吸热，同时瓷球相对于箅子的滚动也能均匀有效的冷却箅子，防止箅子温度过高而影响材料的金属特性。0022 所述进气口11、燃烧器10和循环烟气入口8组成了烟气发生系统，燃烧器可单烧，也可兼烧煤气、液化石油气两种燃料。所述瓷球入口3、瓷球出口6、底部斜向箅子7和上部斜向箅子15组成了瓷球换热系统

14、。0023 所述炉膛燃烧器下方设置的积灰斗13用来存放由于燃料发生变化所产生的灰粉（燃料燃烧产生的灰粉囤积在积灰斗13中）。积灰斗底部的底部出灰口设有高温锁气器14，高温锁气器14能够通过对温度的判断将温度较低的灰粉排出，同时阻止高温烟气的泄漏，所以既保证了安全，又提高了炉膛的换热效率，可防止由于高温烟气泄漏导致的换热效率降低的缺点。0024 在工作状态中，低温的瓷球通过提升设备从瓷球入口进入炉体内部，然后瓷球从高层的上部斜向箅子15上逐次滚动到到低层的上部斜向箅子15上，最后滚到底部斜向箅子7上，然后在瓷球出口处的埋刮板机的带动下，由埋刮板机向炉外输出。瓷球在箅子上滚动的同时吸收烟气热量。排

15、出后的瓷球落在埋刮板机9上，埋刮板机9可根据需要将高温的瓷球定量、连续的从竖式加热炉中输出。0025 也就是说，在瓷球出口6下方的埋刮板机慢速拖拽作用下，各层的瓷球从箅子高端向低端滚动并从瓷球出口6处排出，而瓷球入口3则不断补充新的瓷球进入炉体，瓷球在滚动的过程中为逐级下降的运动，与逐层上升的烟气形成逆流换热，最大程度地提高了换热效率，与此同时瓷球的持续滚动也让箅子得到了较为均匀地冷却，很大幅度的延长了箅子的使用寿命。0026 与此同时，燃料在燃烧器中燃烧，燃烧器产生的高温烟气由下层烟气发生腔室16（即炉膛下部）向上层换热腔室17（即炉膛上部）流动，同时透过底部斜向箅子7和上部斜向箅子15、对

16、箅子上的瓷球20进行加热，烟气和瓷球的换热过程为逆流换热，瓷球的加热过程为动态加热。加热后的乏气通过炉体顶部的烟气出口1排出，排出后的乏气（也叫低温烟气）经烟道由循环烟气入口8再次进入下层烟气发生腔室16，然后与燃烧器产生的新高温烟气混合后向上层换热腔室17上部流动，对瓷球进行加热。0027 也就是说，排出的乏气作为循环烟气（可用于对加热烟温进行降温调节）通过循环烟气入口再进入到炉体内，这部分乏气进入炉体后与高温烟气混合达到适合的温度，然后再次上升穿过箅子并与箅子上的瓷球进行换热。说 明 书CN 102914142 A1/3页6图1说 明 书 附 图CN 102914142 A2/3页7图2说 明 书 附 图CN 102914142 A3/3页8图3图4说 明 书 附 图CN 102914142 A