倒阶梯型直立内热空腹炭化炉 【技术领域】
本发明涉及半焦行业的炭化炉炉体结构技术。
背景技术
我国陕北神木县一带煤炭资源丰富，且系质量优良的低灰、低硫、低磷、中高发热量的化工用煤，是生产兰炭的优质原料。神木县每年产原煤约7000万吨，在筛选过程中，块煤占60％，约4200万吨，￠30mm粒度以上块煤全部被现有60万t/a各兰炭厂使用；筛选后的混煤占40％，约2800万吨，全部做为电煤使用。在混煤中，￠6-20mm粒度碎煤占20％，约560万吨，做为电煤使用，十分可惜。如能将这560万吨的￠6-20mm小颗粒煤，用于生产兰炭，则可产出兰炭300万吨，焦油30万吨，加工销售收入25.5亿元，可上缴各种税费5亿元，安排就业人员1000人以上，是一项利国、利民、利于资源使用的重大课题。
传统的炭化室，其构造如图1所示，主要由：1炉顶块煤进口、2炉墙、3集气罩、4燃烧室火孔、5排焦口、6水熄焦大槽、7煤气出口、R燃烧室、T炭化室组成。顶部是煤气出口以及荒煤气集气管，集气管下部连接若干个集气罩3。进料口均匀分布在炉顶并和炉底的炭化室T一一对应，炉底均匀分布着若干炭化室T。燃烧室R和炭化室T一一间隔相邻，整个燃烧室R上下宽度相等，在燃烧室R顶部有两层火孔4。煤堆积在炭化室T内，高温气体从火孔4进入煤层，煤层在隔绝空气的条件下进行干馏生成焦炭；而生成的挥发份、水分合成荒煤气通过集器罩进入集气管。生成的焦炭，通过炭化室T底端的排焦口进入水熄焦大槽6，熄焦降温后成为焦炭成品。煤炭经过这样的一个过程被加工成合格的兰炭。该炉型只适用于￠30mm-￠80mm的选块煤入炉炭化，此炉炭化室宽590mm，炭化室墙体垂直，墙体两侧各有两层火孔。火孔长120mm，宽23mm，水平布置。若将￠6-20mm小粒煤加入此炭化炉中，会出现下述问题：
a、长120mm，宽23mm的火孔口极易落入大大小于此宽度的小粒煤，使火孔堵塞，因火孔是可燃气体进入炭化室的通道，火孔被小粒煤堵塞后，可燃气体无法顺畅的喷入炭化室内对煤料进行加热干馏炭化。
b、由于碎煤粒径小，堆集密实、气隙小，透气性极差，热废气难以完全穿透590mm宽度的煤层，使中间部分的煤，难以全部炭化——出现生焦，影响半焦的(兰炭)产量和质量。
当小粒煤从炉顶进料孔1进入炉子底部的炭化室时，当煤层高度高于火孔时，小粒煤就会进入火孔而堵住火孔，高温气体不能均匀穿过炭化室内的煤层，使靠近火孔的小粒煤在持续高温下严重焦化，灰分值增高，而远离观火孔的煤由于没有高温气体的加热干馏而挥发份含量偏高，整个炭化室的焦炭质量参差不齐，总体质量下降。
【实用新型内容】
本发明的目的在于，克服现有炭化炉无法炭化￠30mm以下小粒煤的不足，提供一种可使小颗粒煤全部开发利用的新型炭化炉。
本发明针对现有炭化炉的不足，着手解决下述两个问题：
a、使小粒煤无法堵塞观火孔。
b、使进入炭化室堆集密实的小粒煤松散。，透气性增强，易于炭化小粒煤。
本发明是这样实现的：
炭化室呈上窄下宽的形状和结构，按照1.12的倍率放大，即，墙体顶部变窄，分为两个倒阶梯：第一个阶梯间，炭化室宽度约45.0～50.0厘米，第二个阶梯间宽度50.4～56.0厘米，下部宽度56.0～62.7厘米。两层火孔分别隐蔽在两层倒阶梯下，使下落的小粒煤无法进入火孔，解决了火孔堵塞的问题。
由于炭化室呈上窄下宽的形状，向下运动的小粒煤进入炭化室后堆积空间逐渐加大，堆积空间加大进而减小了小粒煤的堆积密度，增强了小粒煤层的透气性。该结构，易于高温气体气穿透整个煤层，使小粒煤和高温气体充分接触，顺利加热干馏炭化，杜绝了生焦出现，提高了兰炭的质量和焦油以及相关产品的产量。在兰炭生产量中，粒径小的小粒煤——粒度为￠6-20mm，易于加热炭化，炭化周期相对减小生产的兰炭比生产￠30-80mm的原炉型增产15％。本发明结束了小颗粒煤不能在直立内热空腹炭化炉内使用的历史，较好地解决了小颗粒煤在炭化室内透气性差，火孔易堵塞的问题；收到了增产增收，节能减排的良好效果。
下面结合附图叙述一个本发明的实施例
【附图说明】
图1.是传统炭化室的形状结构图；
图2.是本发明炭化炉的结构示意图；
图3.图2之局部放大倒阶梯炭化室示意图。
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【具体实施方式】
图2、图3显示本实施例之炭化炉的形状和构造。主要有：1炉顶6-20mm碎煤入口、2炉墙、3集气罩、4燃烧火孔、5排渣口、6水熄焦大槽、7小粒煤向下运动密实区、8第一层火孔口、10第二层火孔口、11小粒煤松散碳化区、R燃烧室、T炭化室。顶部是煤气出口以及荒煤气集气管，集气管下部连接若干个集气罩3，集气罩3为倒置的漏斗型。进料口均匀分布在炉顶并和炉底的炭化室T一一对应，炉底均匀分布着若干炭化室T，燃烧室R和炭化室T一一间隔相邻。在燃烧室R顶部有两层火孔8和10，燃烧室R的顶部成多级倒阶梯的形状，使得相邻的两个燃烧室R的顶部距离减小。两层火孔分别隐藏在阶梯下，如此一来，小粒煤就无法进入火孔4，无法堵塞火孔，保证高温气体顺利进入煤层内。煤堆积在炭化室T内，燃烧室T内燃烧产生的高温气体从火孔4进入煤层。由于燃烧室R顶部为倒阶梯形相邻两火孔地距离缩短，使高温气体在煤层中的传输距离缩短，气阻压力降也减少了避免高温气体由于煤层堆积密度大孔隙率小在煤层中的停留时间延长而出现局部过热；离火孔较远的煤层由于接触不到高温气体生成生焦的现象。炭化室T的煤在隔绝空气的条件下进行高温干馏生成兰炭，生成的挥发份、水分合成荒煤气通过集气罩3进入集气管。生成的兰炭通过炭化室底端的排焦口进入水熄焦大槽熄焦降温后成为兰炭成品。煤炭经过这样的一个过程被加工成合格的兰炭。
炭化室呈上窄下宽的形状结构，即，墙体分为两个倒阶梯：第一个阶梯间，炭化室T宽度约47公分，第二个阶梯间宽度53公分，下部宽度59公分。两层火孔分别隐蔽在两层倒阶梯下，不易被小粒煤堵塞，保证高温气体能够顺畅的流向炭化室的煤层，与此同时由于从下到上两个相邻燃烧室的火孔距离不断缩短，减少了高温气体在煤层中水平方向的穿透距离、减少了压降，使得高温气体能够充分均匀地穿越煤层使得煤层的温度场分布均匀，杜绝了气体短路、断路现象，保证了焦炭的质量。提高了半焦炉的原料选择性。