一种煤的高效热解装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤的高效热解装置，包括加热炉、反应器、集气装置和料盒；加热炉竖直固定于地面上，加热炉的中心设有筒形的加热腔，加热腔的顶部敞口，加热腔的内壁上设有加热组件，所述反应器放置于加热腔内，反应器的外径略小于加热炉的内径；反应器包括筒形的外壳、密封盖板、支撑网和进料/气管，反应器内位于支撑网底板下方的区域形成第一热解区、上方的区域形成第二热解区；料盒为圆筒形，料盒用于盛放待热解煤粉，料盒的外径小于进料/气管的内径，便于将料盒通过进料/气口加入至反应器内。该装置可使煤完成充分热解，并通过集气装置收集热解后的气体成分，便于研究人员对煤的热解变化进行研究。

【技术实现步骤摘要】
一种煤的高效热解装置
本专利技术属于煤热解
，具体涉及一种煤的高效热解装置。
技术介绍
相比较原煤而言，煤中的挥发份或焦炭大多有更高的利用价值，采用煤热解(煤拔头)工艺将煤分解为热解气、焦油和焦炭或半焦(有的也称为兰炭)，是实现煤的分级利用的有效途径。根据不同的热解产物需求，存在许多不同的热解工艺。有的热解就是利用煤燃烧的热将煤中的挥发份析出，仅仅为了直接得到焦炭或半焦，用于冶金、化工领域或环保锅炉；以煤基能源化工为主的热解工艺，主要为了生产焦油和加氢制燃料油，通常热解产生的热解气和部分半焦直接燃烧以供热解热需要。以燃烧发电利用为主的多联产热解工艺，一般生产出焦油作为主产品，副产品半焦和热解气直接燃烧供产蒸汽发电；另外一种煤热解是以提高发电效率为目的，热解过程以产生热解气为主，除热解产生的半焦通过燃烧产生蒸汽发电外，产生的热解气还可通过燃气蒸汽联合循环发电来提高整体的煤发电效率。近年来，氢冶金研究领域热度越来越高，其中煤基氢冶金理论和工艺以煤的充分热解产生的氢气为主要冶金还原剂。此项研究工作的推进，将煤的热解与冶金工艺进行了有效结合，在对传统冶金工艺有效革新的同时，也产生了煤的充分热解需求，这就需要我们研发出一种能够充分热解煤并收集其热解产物的实验装置，达到为后期煤基氢冶金产业化实施过程中煤种选择和工艺优化的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种煤的高效热解装置，目的在于解决目前缺乏煤完全热解实验装置的问题。为此，本专利技术采用如下技术方案：一种煤的高效热解装置，包括加热炉、反应器、集气装置和料盒；所述加热炉竖直固定于地面上，加热炉的中心设有筒形的加热腔，加热腔的顶部敞口，加热腔的内壁上设有加热组件，所述反应器放置于加热腔内，反应器的外径略小于加热炉的内径；所述反应器包括筒形的外壳，所述外壳的顶部敞口底部封闭，且外壳的底部呈向上凸起的锥形，锥形的锥尖位于外壳的中心处；反应器的顶部固定连接有密封盖板，密封盖板的中心设有料管安装孔，密封盖板一侧设有排气口，所述料管安装孔内竖直穿设有进料/气管，进料/气管的上端延伸至密封盖板上方、下端延伸至反应器内并靠近外壳的底部，进料/气管与密封盖板连接处密封固定连接；进料/气管的上端形成进料/气口、下端形成出料/气口，所述进料/气口上还连接有密封塞；所述排气口上连接有排气管，所述集气装置连接于排气管的头端；所述反应器内设有筒形的支撑网，支撑网的直径等于反应器的内径，支撑网的高度超过反应器高度的三分之二；支撑网顶部抵靠密封盖板的下表面；支撑网底部的中心处开设有通孔，进料/气管穿过所述通孔，进料/气管位于支撑网下方处螺纹连接有支撑螺母，支撑螺母的顶面抵靠支撑网的下表面；支撑网内填充有换热球且换热球填充整个支撑网，所述换热球包括多种尺寸规格，且支撑网内从下向上换热球直径逐渐变小；反应器内位于支撑网底板下方的区域形成第一热解区、上方的区域形成第二热解区，所述第二热解区对应的反应器管壁上密布有孔洞，所述孔洞的尺寸大于最小换热球的直径；所述料盒为圆筒形，料盒用于盛放待热解煤粉，料盒的外径小于进料/气管的内径，便于将料盒通过进料/气口加入至反应器内；料盒包括盒体、上密封盖和下密封盖，所述上密封盖和下密封盖分别与盒体螺纹连接，盒体的外壁沿周向开设有若干长条状开孔槽。进一步地，所述进料/气管的下端与外壳底部之间的距离大于料盒的高度。进一步地，所述密封盖板与反应器之间设有密封垫。进一步地，所述排气管呈L形，排气管的前端延伸至加热炉外侧。进一步地，所述集气装置为气袋。进一步地，所述支撑网为不锈钢材质。进一步地，所述加热装置为电加热装置。进一步地，所述第二热解区对应的孔洞呈矩形状，且开孔的宽度小于最小换热球的直径。本专利技术的有益效果在于：该装置可使煤完成充分热解，并通过集气装置收集热解后的气体成分，便于研究人员对煤的热解变化进行研究，解决了目前煤热解缺乏相应实验设备的问题。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术支撑网的剖视图；图3是本专利技术料盒的结构示意图；图中：1-加热炉，2-加热腔，3-加热组件，4-反应器，41-外壳，42-底板，43-第一热解区，44-第二热解区，45-孔洞，5-密封盖板，6-进料/气管，7-密封塞，8-支撑网，9-支撑螺母，10-换热球，11-排气管，12-集气装置，13-料盒，131-盒体，132-上密封盖，133-下密封盖，134-开孔槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1-3所示，一种煤的高效热解装置，包括加热炉1、反应器4、集气装置12和料盒13。加热炉1竖直固定于地面上，加热炉1的中心设有筒形的加热腔2，加热腔2的四周填充有隔热材料，加热腔2的顶部敞口，加热腔2的内壁上设有加热组件3，加热组件3为电加热单元。反应器4放置于加热腔2内，为了提高加热效果，反应器4的外径略小于加热炉1的内径，使反应器4的外壁紧靠加热炉1内壁。反应器4包括筒形的外壳41，外壳41的顶部敞口底部封闭，且外壳41的底板42呈向上凸起的锥形，锥形的锥尖位于外壳41的中心处。反应器4的顶部通过螺栓固定连接有密封盖板5，密封盖板5与反应器4通过法兰结构连接，为了提高密封性能，防止气体外泄，密封盖板5与反应器4之间设有密封垫。密封盖板5的中心设有料管安装孔，密封盖板5一侧设有排气口，料管安装孔内竖直穿设有进料/气管6，进料/气管6的上端延伸至密封盖板5上方、下端延伸至反应器4内并靠近外壳41的底部，进料/气管6与密封盖板5连接处密封固定连接。进料/气管6的上端形成进料/气口、下端形成出料/气口，进料/气口上还连接有密封塞7。排气口上连接有L形的排气管11，排气管11的头端延伸至加热炉1外侧，集气装置12连接于排气管11的头端。反应器4内设有筒形的支撑网8，支撑网8由不锈钢材质制成，支撑网8的直径等于反应器4的内径，支撑网8的高度超过反应器4高度的三分之二，支撑网8置于反应器4中且支撑网8的顶部抵靠密封盖板5的下表面。支撑网8底部的中心处开设有通孔，进料/气管6穿过该通孔，进料/气管6位于支撑网8下方处螺纹连接有支撑螺母9，支撑螺母9的顶面抵靠支撑网8的下表面，通过支撑螺母9将支撑网8固定于反应器4内。支撑网8内填充有换热球10且换热球10填充整个支撑网8，换热球10包括多种尺寸规格，支撑网8内从下向上换热球10直径逐渐变小。反应器4内位于支撑网8底板下方的区域形成第一热解区43、上方的区域形成第二热解区44，第二热解区44对应的反应器4管壁上密布有孔洞45，该孔洞45呈矩形状，且孔洞45的尺寸大于最小换热球10的直径（参考图2）。料盒13为圆筒形，料盒13用于盛放待热解煤粉，料盒13的外径小于进料/气管6的内径，便于将料盒13通过进料/气口加入至反应器4内。如图3所示，料盒13包括盒体131、上密封盖132和下密封盖133，上密封盖132和下密封盖133分别与盒体131螺纹连接，盒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤的高效热解装置，其特征在于，包括加热炉（1）、反应器（4）、集气装置（12）和料盒（13）；所述加热炉（1）竖直固定于地面上，加热炉（1）的中心设有筒形的加热腔（2），加热腔（2）的顶部敞口，加热腔（2）的内壁上设有加热组件（3），所述反应器（4）放置于加热腔（2）内，反应器（4）的外径略小于加热炉（1）的内径；/n所述反应器（4）包括筒形的外壳（41），所述外壳（41）的顶部敞口底部封闭，且外壳（41）的底部呈向上凸起的锥形，锥形的锥尖位于外壳（41）的中心处；反应器（4）的顶部固定连接有密封盖板（5），密封盖板（5）的中心设有料管安装孔，密封盖板（5）一侧设有排气口，所述料管安装孔内竖直穿设有进料/气管（6），进料/气管（6）的上端延伸至密封盖板（5）上方、下端延伸至反应器（4）内并靠近外壳（41）的底部，进料/气管（6）与密封盖板（5）连接处密封固定连接；进料/气管（6）的上端形成进料/气口、下端形成出料/气口，所述进料/气口上还连接有密封塞（7）；所述排气口上连接有排气管（11），所述集气装置（12）连接于排气管（11）的头端；/n所述反应器（4）内设有筒形的支撑网（8），支撑网（8）的直径等于反应器（4）的内径，支撑网（8）的高度超过反应器（4）高度的三分之二；支撑网（8）顶部抵靠密封盖板（5）的下表面；支撑网（8）底部的中心处开设有通孔，进料/气管（6）穿过所述通孔，进料/气管（6）位于支撑网（8）下方处螺纹连接有支撑螺母（9），支撑螺母（9）的顶面抵靠支撑网（8）的下表面；支撑网（8）内填充有换热球（10）且换热球（10）填充整个支撑网（8），所述换热球（10）包括多种尺寸规格，且支撑网（8）内从下向上换热球（10）直径逐渐变小；反应器（4）内位于支撑网（8）底板下方的区域形成第一热解区（43）、上方的区域形成第二热解区（44），所述第二热解区（44）对应的反应器（4）管壁上密布有孔洞，所述孔洞的尺寸大于最小换热球（10）的直径；/n所述料盒（13）为圆筒形，料盒（13）用于盛放待热解煤粉，料盒（13）的外径小于进料/气管（6）的内径，便于将料盒（13）通过进料/气口加入至反应器（4）内；料盒（13）包括盒体（131）、上密封盖（132）和下密封盖（133），所述上密封盖（132）和下密封盖（133）分别与盒体（131）螺纹连接，盒体（131）的外壁沿周向开设有若干长条状开孔槽（134）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤的高效热解装置，其特征在于，包括加热炉（1）、反应器（4）、集气装置（12）和料盒（13）；所述加热炉（1）竖直固定于地面上，加热炉（1）的中心设有筒形的加热腔（2），加热腔（2）的顶部敞口，加热腔（2）的内壁上设有加热组件（3），所述反应器（4）放置于加热腔（2）内，反应器（4）的外径略小于加热炉（1）的内径；
所述反应器（4）包括筒形的外壳（41），所述外壳（41）的顶部敞口底部封闭，且外壳（41）的底部呈向上凸起的锥形，锥形的锥尖位于外壳（41）的中心处；反应器（4）的顶部固定连接有密封盖板（5），密封盖板（5）的中心设有料管安装孔，密封盖板（5）一侧设有排气口，所述料管安装孔内竖直穿设有进料/气管（6），进料/气管（6）的上端延伸至密封盖板（5）上方、下端延伸至反应器（4）内并靠近外壳（41）的底部，进料/气管（6）与密封盖板（5）连接处密封固定连接；进料/气管（6）的上端形成进料/气口、下端形成出料/气口，所述进料/气口上还连接有密封塞（7）；所述排气口上连接有排气管（11），所述集气装置（12）连接于排气管（11）的头端；
所述反应器（4）内设有筒形的支撑网（8），支撑网（8）的直径等于反应器（4）的内径，支撑网（8）的高度超过反应器（4）高度的三分之二；支撑网（8）顶部抵靠密封盖板（5）的下表面；支撑网（8）底部的中心处开设有通孔，进料/气管（6）穿过所述通孔，进料/气管（6）位于支撑网（8）下方处螺纹连接有支撑螺母（9），支撑螺母（9）的顶面抵靠支撑网（8）的下表面；支撑网（8）内填充有换热球（10）且换热球（10）填充整个支撑网（8），所述换热球（10）包括多种尺寸规格，且支撑网（8）内从下向上换热球（10）直径逐渐变小...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小兵，张红军，王建平，寇明月，王明华，权芳民，雷鹏飞，马胜军，余煌鸣，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62