[实用新型]制备兰炭的装置及系统

说明书

本实用新型提供了一种制备兰炭的装置及系统，其中，该装置包括：下行床装置；扩口结构，扩口结构设置于下行床装置的反应段的末端，并且，扩口结构的开口较大的一端朝向下行床装置的物料输出端；冷却结构，冷却结构设置于扩口结构的开口较小的一端，用于向扩口结构内输送冷却介质。本实用新型中，扩口结构可以减少半焦与热解气的接触面积，使得单位面积内半焦数量减少，从而减弱换热；同时，通过冷却结构向扩口结构内喷入冷却介质，可以进一步降低扩口结构内的气体的温度，从而降低半焦温度，以使煤粉迅速结束热解，避免了煤粉过度热解，保证了煤粉的粒度，避免了重质焦油的产生。

技术领域

本实用新型涉及兰炭制备技术领域，具体而言，涉及一种制备兰炭的装置及系统。

背景技术

兰炭(人们也称半焦、焦炭)，结构为块状，粒度一般在3mm以上，其常采用煤粉在固定床中热解得到。随着煤炭机械化综合采煤技术全面的实施后，70％的煤是小粒煤，仅有30％的煤是块煤，大量的小粒煤会影响固定床床层的透气性和支撑，不适用于现有兰炭生产技术。

另外，煤粉制备兰炭的生产过程中，控制反应温度、快速结束热解反应进程至关重要。因为煤粉通常在450～550℃条件下热解获得半焦，当温度高于550℃，甚至达到850℃时，半焦将继续分解，此时半焦失重并进行收缩，产生裂纹，不仅会造成粒度上的变化，还会使副产物油品重质化程度加深，重质化程度加深的副产物油品容易粘结装置，不易分离，还会造成供热能量的浪费。现有兰炭的生产为达到快速降温的目的，多采用水熄焦的方式，会产生大量的熄焦废水，污染环境。为实现用含大量小粒煤的煤粉制备兰炭的目的，可以使用喷嘴将煤粉喷入下行床中，使得煤粉热解并产生孔隙发达的兰炭。在下行床中，煤粉在下落过程中能达到高温快速热解的效果，但是在反应结束时，存在着不能快速降温以避免过度热解造成的粒度破坏、重质焦油产生等问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提出了一种制备兰炭的装置及系统，旨在解决目前煤粉在下行床下落的过程中不能快速降温导致的力度破坏、重质焦油产生的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种制备兰炭的装置，该装置包括：下行床装置；扩口结构，扩口结构设置于下行床装置的反应段的末端，并且，扩口结构的开口较大的一端朝向下行床装置的物料输出端；冷却结构，冷却结构设置于扩口结构的开口较小的一端，用于向扩口结构内输送冷却介质。

进一步地，上述制备兰炭的装置，还包括：直筒段，直筒段设置于反应段；扩口结构的开口较小的一端与直筒段的末端相连通，并且，扩口结构的开口较大的一端的直径大于直筒段的直径。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，冷却结构包括：冷却笛管，冷却笛管旋转设置于扩口结构的开口较小的一端。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，冷却笛管包括：两端开口的空心环形管，空心环形管的端面沿空心环形管的轴向开设有多个贯穿空心环形管的冷却气孔。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，冷却气孔的开设方向与扩口结构的扩口方向一致。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，各冷却气孔在空心环形管的端面上呈圆周均匀分布。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，冷却笛管为多个，多个冷却笛管从内至外依次套设。

进一步地，上述制备兰炭的装置中，冷却介质为含氢气体。

本实用新型中，下行床装置的反应段的末端设置有扩口结构，半焦经过扩口结构后气固浓度会降低，从而减少了气固接触，通过气固传热即可控制煤粉的热解温度，即扩口结构可以减少半焦与热解气的接触面积，使得单位面积内半焦数量减少，从而减弱换热；同时，通过设置于扩口结构的开口较小的一端的冷却结构向扩口结构内喷入冷却介质，可以进一步降低扩口结构内的气体的温度，从而降低半焦温度，以使煤粉迅速结束热解；通过扩口结构与冷却结构，可以实现对煤粉温度的快速降低和反应的快速结束，避免了煤粉过度热解，保证了煤粉的粒度，避免了重质焦油的产生。