原料煤在向下流动过程中,气体导出通道起到了强制混合搅拌作用,使得薄层热解炉外侧的高温煤颗粒能快速地与热解炉中间的低温煤颗粒混合,提高了热传递强度。如果想要进一步提高热传递强度,可以在薄层热解炉内增加折流板。
为了提高薄层热解炉的热效率,在热解炉的进料预热段和半焦冷却出料段之间安装有热量回收利用系统,即在进料预热段和半焦冷却出料段之间安装热量循环管,管内循环热载体,热载体在流经半焦冷却出料段被加热,将热量带到进料预热段加热原料煤,释放热量后的热载体再循环至半焦冷却出料段被加热,这样通过热载体循环方法将半焦降温,同时预热原料煤。热载体可以选用气相介质、液相介质,也可以选用变相介质(即被加热后变成气相,供热后冷凝成液相)。热载体的循环可以采用强制循环方式,也可以采用因密度差而引起的自循环方式。
薄层热解炉上部的温度为常温,随着原料煤向下流动,热解炉中心温度可以达到400-900℃,完成热解反应,热解后生成的半焦经半焦冷却出料段冷却到100℃以下,然后半焦出热解炉。如果生成的半焦用作后续气化、成型工艺的原料,则半焦冷却温度可以适当提高。
薄层热解炉可以在常压条件下操作,也可以在微负压条件下操作,薄层热解炉的操作压力通过调节后续煤气分离系统的操作压力进行控制。
薄层热解炉内侧的厚度一般设计为100-600mm。
将多个上述薄层热解炉进行组合构成不同规模的热解炉,来自各薄层热解炉的煤气合并后进入后续的分离工艺,从各薄层热解炉底部流出的半焦合并后作为热解炉的半焦产品。
薄层热解炉内的气体导出通道也可以选择垂直放置方式,垂直放置的气体导出通道选用圆形或多边形管道,管道壁上加工有多个通气孔,煤热解过程中产生的水蒸气和煤气经过通气孔进入气体导出通道,各气体导出通道流出的水蒸汽和煤气合并后进入后续工艺进行分离。