[发明专利]一种负压煤炭热解炉

说明书

本发明的旋转式充气闸门中闸座上设置入料口和出料口，转轴一端开口与充气放气装置相连，另一端封闭与传动装置相连；闸片为连接转轴和闸座内壁的的矩形片，闸座内部的四个闸片围绕转轴以X形对称分布，在包含通气孔的相邻闸片之间设置与通气孔相通的气囊。本发明的负压煤炭热解炉中炉体上设置油气出口，油气出口依次与高温除尘器、高温风机、油气回收系统连接；炉体上端连接煤炭给料器和高温半焦给料器，下端连接卸料器相通；煤炭给料器、高温半焦给料器和卸料器都是由两个旋转式充气闸门串联构成。在煤炭给料器、高温半焦给料器和卸料器中的旋转式充气闸门以及高温风机作用下，炉体内部达到一个密闭负压环境，为低阶煤的负压热解加工提供条件。

本发明专利申请是一件分案申请，原案申请的申请日为2016年06月29日，申请号为2016104867880，发明名称为：一种旋转式充气闸门及使用该闸门的负压煤炭热解炉。

技术领域

本发明涉及一种负压煤炭热解炉，属于煤炭深加工机械设备技术领域。

背景技术

我国已探明的煤炭储量中，大约有55%的煤炭属于煤化程度低的低阶煤，比如褐煤和次烟煤。这些低阶煤虽然不利于直接燃烧，但是基于其挥发分含量高和反应活性强的特点，特别适合进行气化合成加工。气化合成加工工艺可分为高温热解和煤焦气化两个过程，其中前期的高温热解对于后续的煤焦气化过程具有重要的影响。因为高温热解条件的改变将会影响煤焦的物化性质及结构，进而影响煤焦气化的反应速率和产物组成等，所以低阶煤气化合成加工首先的要对其高温热解过程进行研究。本发明在内蒙古自治区科技计划资助项目（201602015）和内蒙古自治区自然科学基金项目（2018LH05029）进行过程中得出的创新成果，设计的旋转式充气闸门及使用该闸门的负压煤炭热解炉主要用于低阶煤的高温热解加工过程。

压力对于煤炭热解行为的研究已经有大量报道。一般来说，提高压力普遍影响规律是抑制焦油生成和降低总挥发份产量，并加剧挥发分的二次反应，增加煤气产量。一般认为挥发分前驱体在煤颗粒内部的输运机理归结于浓度差引起的体积扩散和压力梯度引起的强制对流，增加周围气体的压力将减小挥发分前驱体的扩散发生，从而使其通过孔向周围气相扩散的速度降低，同时外部气体压力的增加将减少压力梯度。颗粒内部的输运的减慢意味着挥发分前驱体在颗粒内部停留的时间延长，从而通过二次热解反应产生大量轻气体。

现有技术中，煤炭热解在微正压或正压下进行，存在焦油收率低，荒煤气外泄，污染环境等问题。基于压力对煤炭热解过程的影响机制，可采用负压热解工艺，不仅可以提高焦油收率，减少挥发分的扩散阻力，同时也能有效降低挥发分的二次裂解。在中国发明专利“一种煤热解多产焦油的方法”（专利申请号为200910260075.2，公开日为2011年6月29日）中提出了一种采用负压热解原理多产焦油的煤热解工艺，减少煤热解过程中二次反应的发生，提高焦油收率，实现了煤热解的清洁生产，同时解决了低变质煤不能合理利用的问题。在专利名称为“一种提高油气产率和高效回收油气的装置及工艺”的中国发明专利申请中（专利申请号：2014102611315，公开日：2014.09.17），提出了一种采用负压热解原理的煤炭热解加工工艺及装置，包括依次连接的热解炉、高温除尘器、高效过滤器、高温风机和油气回收系统，热解炉产生的高温荒煤气经高温除尘器初步除尘和高效过滤器深度除尘后，得到的除尘气体经高温风机送入油气回收系统回收油气，热解过程在由高温风机提供的负压状态下完成，高温风机为油气回收系统提供动力源，油气回收过程在正压状态下完成。但遗憾的是，负压热解炉的结构，尤其是其入料和排料是如何实现密封并连续工作的问题上述两个专利的申请人没有做出介绍。

发明内容

本发明同样采用负压热解原理，在现有技术的基础上设计了一种旋转式充气闸门及使用该闸门的负压煤炭热解炉，以适应低阶煤的负压热解加工工艺要求。

本发明中旋转式充气闸门的技术方案为：一种旋转式充气闸门，主要包括闸座、闸片、气囊、转轴、传动装置和充气放气装置，所述闸座为固定的卧式中空圆柱体，卧式中空圆柱体上设置上下对称的两个矩形开口作为入料口和出料口；