煤快速熱解反應(yīng)器制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種煤快速熱解反應(yīng)器，包括：反應(yīng)器本體；內(nèi)置于所述反應(yīng)器本體的上部的旋風(fēng)分離器；顆粒移動(dòng)床，所述顆粒移動(dòng)床包括：側(cè)面板、固定在所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上的兩個(gè)壁板，由此所述側(cè)面板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)壁限定所述顆粒移動(dòng)床的腔體，其中，所述旋風(fēng)分離器連通至所述顆粒移動(dòng)床的進(jìn)氣口；所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁上設(shè)置有熱解油氣出口。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)在反應(yīng)器本體上部設(shè)置旋風(fēng)分離器和顆粒移動(dòng)床，有效避免了旋風(fēng)分離器的保溫和結(jié)焦。同時(shí)，將顆粒移動(dòng)床置于熱解油氣出口，可以通過(guò)冷煤和高溫煤熱解油氣接觸，降低高溫煤熱解油氣溫度，吸附部分冷凝重質(zhì)焦油，提高了焦油品質(zhì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于煤炭分階梯級(jí)利用
，尤其涉及針對(duì)長(zhǎng)焰煤、褐煤等中低階煤的一種煤快速熱解反應(yīng)器。
技術(shù)介紹
中國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段。在這一過(guò)程中，公眾對(duì)生活質(zhì)量、居住環(huán)境、城市狀況等提出越來(lái)越高的標(biāo)準(zhǔn)，生活方式和消費(fèi)方式發(fā)生越來(lái)越顯著的變化。汽車(chē)保有量的持續(xù)增長(zhǎng)、住房面積的擴(kuò)大，以及在此基礎(chǔ)上形成的衍生需求將成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的最主要?jiǎng)恿Α＿@將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的一系列變化，也將帶來(lái)能源消費(fèi)總量的持續(xù)增長(zhǎng)，特別是對(duì)石油和天然氣消費(fèi)的增長(zhǎng)。中國(guó)能源問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是油氣資源短缺，關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)石油天然氣的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)資源可以承擔(dān)的程度。煤化工產(chǎn)業(yè)是將煤炭轉(zhuǎn)換為液體燃料、氣體燃料和化工原料的基本途徑，可在關(guān)鍵的能源領(lǐng)域中保障自給率。煤的熱解過(guò)程通常可以生成可燃?xì)狻⒔褂秃桶虢?或焦炭)等三類(lèi)產(chǎn)出物，熱解工藝的不同，三類(lèi)產(chǎn)品的比例有著較大差別，并影響到最終的產(chǎn)品價(jià)值和對(duì)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的影響。現(xiàn)代煤化工為實(shí)現(xiàn)低階煤等含碳燃料的高效清潔轉(zhuǎn)化利用，已開(kāi)發(fā)出多種綜合煤化工技術(shù)，如熱解-燃燒解耦、熱解-化學(xué)品解耦、熱解-氣化解耦等，但停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，因?yàn)楣I(yè)化放大的過(guò)程中遇到了各式技術(shù)難題，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的卻不多。其中尤以熱解反應(yīng)器設(shè)計(jì)、后續(xù)凈化處理工藝的問(wèn)題尤為突出。目前，含碳燃料(煤、油頁(yè)巖、生物質(zhì)等)熱解的主要爐型有撫順爐、三江方爐、大連理工的固體熱載體干餾爐、愛(ài)沙利亞的Galoter爐和澳大利亞的ATP爐等。使用上述熱解爐熱解粉煤過(guò)程中產(chǎn)生的熱解油氣，成分復(fù)雜、重質(zhì)焦油組分多，粉塵含量大、粉塵形狀不規(guī)則，氣體溫度高，造成熱解粉焦和
熱解油氣在線分離效果不理想，導(dǎo)致熱解系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、焦油中灰分含量高，阻礙了粉煤熱解技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。因此，熱解工藝中除塵技術(shù)成為低階煤熱解工業(yè)化過(guò)程急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種煤快速熱解反應(yīng)器，該反應(yīng)器使物料受熱更均勻，降低了反應(yīng)器中熱解油氣的塵含量，降低后續(xù)高溫煤熱解油氣激冷焦油中的塵含量和重質(zhì)組分。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種煤快速熱解反應(yīng)器。一般而言，本專(zhuān)利技術(shù)的煤快速熱解反應(yīng)器為蓄熱式下行床反應(yīng)器。本專(zhuān)利技術(shù)的煤快速熱解反應(yīng)器包括：反應(yīng)器本體；旋風(fēng)分離器，內(nèi)置于所述反應(yīng)器本體的上部；顆粒移動(dòng)床，所述顆粒移動(dòng)床包括：側(cè)面板、固定在所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上的兩個(gè)壁板，由此所述側(cè)面板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)壁限定所述顆粒移動(dòng)床的腔體，所述顆粒移動(dòng)床的頂部是開(kāi)放的上開(kāi)口，作為顆粒入口，布置在所述側(cè)面板上的多個(gè)進(jìn)氣口，以及可伸縮的閥門(mén)，布置在所述顆粒移動(dòng)床的底部，作為所述顆粒移動(dòng)床的底；其中，所述旋風(fēng)分離器連通至所述顆粒移動(dòng)床的進(jìn)氣口；所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁上設(shè)置有熱解油氣出口。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括隔板，所述隔板布置所述兩個(gè)壁板之間并且與所述側(cè)面板相對(duì)，由此在所述隔板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)面板之間形成第一氣室，所述隔板為多孔板。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括濾板，所述濾板布置所述兩個(gè)壁板之間并且與所述熱解油氣出口相對(duì)，由此在所述濾板、所述兩個(gè)壁板和所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁之間限定出第二氣室，
所述濾板為多孔板。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括濾板，所述濾板設(shè)置在所述熱解油氣出口處，將所述熱解油氣出口與所述顆粒移動(dòng)床隔離，所述濾板為多孔板。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述隔板的孔徑為0～0.05mm，，孔的密度為面積孔數(shù)不少于500～5000個(gè)/cm2。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述濾板的孔徑為0～0.1mm，，孔的密度為面積孔數(shù)不少于50～5000個(gè)/cm2。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述閥門(mén)為板狀體，在所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁上設(shè)有長(zhǎng)孔，所述閥門(mén)可伸縮的安裝于所述長(zhǎng)孔。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述閥門(mén)是插板閥，其中所述插板閥布置在所述顆粒移動(dòng)床的底部。例如，所述插板閥的手輪由所述反應(yīng)器本體外部穿過(guò)內(nèi)壁，由此使所述插板閥的閘板作為所述顆粒移動(dòng)床的底部。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案，所述反應(yīng)器還包括集氣裝置，所述集氣裝置設(shè)置在所述反應(yīng)器本體內(nèi)部，并且所述集氣裝置與所述旋風(fēng)分離器連接。本專(zhuān)利技術(shù)在反應(yīng)器本體上部設(shè)置旋風(fēng)分離器和顆粒移動(dòng)床，獲得了多種益處。例如，在高溫煤熱解油氣出熱解爐前，將熱解油氣中的細(xì)塵截留在熱解爐內(nèi)，從而有效降低了熱解油氣的含塵量。和旋風(fēng)分離器外置相比，將旋風(fēng)分離器內(nèi)置有效解決了旋風(fēng)分離器的保溫和結(jié)焦問(wèn)題。同時(shí)，將顆粒移動(dòng)床置于熱解油氣出口，在原料進(jìn)入反應(yīng)器本體的過(guò)程中，部分原料進(jìn)入顆粒移動(dòng)床并在顆粒移動(dòng)床內(nèi)下降，可以通過(guò)冷煤和高溫煤熱解油氣接觸，降低高溫煤熱解油氣溫度，吸附部分冷凝焦油，特別是，部分(40～60％)重質(zhì)焦油冷凝隨熱解原料返回?zé)峤鉅t，從而增加焦油中的輕質(zhì)組分，由此提高了焦油的品質(zhì)。為了便于描述，在本文中，術(shù)語(yǔ)“煤快速熱解反應(yīng)器”、“蓄熱式下行床反應(yīng)器”、“熱解爐”可互換使用。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)煤快速熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專(zhuān)利技術(shù)中的顆粒移動(dòng)床一實(shí)施例的俯視圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本專(zhuān)利技術(shù)的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的限制。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例提供一種煤快速熱解反應(yīng)器，如圖1所示，煤快速熱解反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體1，旋風(fēng)分離器2，顆粒移動(dòng)床3，蓄熱式輻射管4和集氣裝置。集氣裝置設(shè)置在反應(yīng)器本體內(nèi)部，包括集氣花紋管5，集氣管6和集氣總管7。本專(zhuān)利技術(shù)所述的煤快速熱解反應(yīng)器為蓄熱式下行床反應(yīng)器，反應(yīng)器本體1為熱解反應(yīng)容器。熱解反應(yīng)容器的頂部開(kāi)設(shè)原料入口，在側(cè)壁上設(shè)置有熱解油氣出口。旋風(fēng)分離器2內(nèi)置于反應(yīng)器本體1的上部，作為一級(jí)除塵設(shè)備與集氣總管7連接。顆粒移動(dòng)床3固定熱解反應(yīng)容器本體1的側(cè)壁上，并將熱解油氣出口罩住，本專(zhuān)利技術(shù)所述的罩住，是指顆粒移動(dòng)床將熱解油氣出口與反應(yīng)器內(nèi)腔隔離。顆粒移動(dòng)床3與旋風(fēng)分離器連通，使得熱解油氣可以由集氣裝置經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)入顆粒移動(dòng)床，由熱解油氣出口排出反應(yīng)容器本體1外。蓄熱式輻射管4設(shè)置在反應(yīng)器本體1內(nèi)，蓄熱式輻射管4沿反應(yīng)器本體1的高度方向多層布置，每層布置多根在水平方向彼此平行的蓄熱式輻射管4。由于采用多層蓄熱式輻射管4供熱，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加熱效果好，溫度分布均勻。每層蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層的蓄熱式輻射管4互相平行且沿反應(yīng)器本體1的高度方向交錯(cuò)分布。由此，可顯著
提高反應(yīng)器的熱解效率，從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)出率。集氣花紋管5設(shè)置在反應(yīng)器本體1的內(nèi)部，集氣花紋管5沿反應(yīng)器本體1的高度方向多層布置，每層具有多根彼此平行的集氣花紋管5。集氣花紋管5與蓄熱式輻射管4平行布置，且在蓄熱式輻射管4各自的左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置有兩根集氣花紋管5。集氣花紋管5與集氣管6連接。集氣管6為多根，設(shè)置在反應(yīng)器本體1的內(nèi)部，沿反應(yīng)器本體1的高度方向多層布置，每根所述集氣管6連接兩層所述集氣花紋管5。集氣管6均連接到集氣總管7。集氣總管7設(shè)置在反應(yīng)器本體1內(nèi)部，集氣總管7沿反應(yīng)器本體1的內(nèi)壁高度方向布置。集氣總管7連接旋風(fēng)分離器2。集氣裝置可將產(chǎn)生的熱解油氣快速導(dǎo)入旋風(fēng)分離器本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種煤快速熱解反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器包括：反應(yīng)器本體；旋風(fēng)分離器，內(nèi)置于所述反應(yīng)器本體的上部；顆粒移動(dòng)床，所述顆粒移動(dòng)床包括：側(cè)面板、固定在所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上的兩個(gè)壁板，由此所述側(cè)面板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)壁限定所述顆粒移動(dòng)床的腔體，所述顆粒移動(dòng)床的頂部是開(kāi)放的，布置在所述側(cè)面板上的多個(gè)進(jìn)氣口，以及可伸縮的閥門(mén)，布置在所述顆粒移動(dòng)床的底部；其中，所述旋風(fēng)分離器連通至所述顆粒移動(dòng)床的進(jìn)氣口；熱解油氣出口，所述熱解油氣出口設(shè)置在所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種煤快速熱解反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器包括：反應(yīng)器本體；旋風(fēng)分離器，內(nèi)置于所述反應(yīng)器本體的上部；顆粒移動(dòng)床，所述顆粒移動(dòng)床包括：側(cè)面板、固定在所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上的兩個(gè)壁板，由此所述側(cè)面板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)壁限定所述顆粒移動(dòng)床的腔體，所述顆粒移動(dòng)床的頂部是開(kāi)放的，布置在所述側(cè)面板上的多個(gè)進(jìn)氣口，以及可伸縮的閥門(mén)，布置在所述顆粒移動(dòng)床的底部；其中，所述旋風(fēng)分離器連通至所述顆粒移動(dòng)床的進(jìn)氣口；熱解油氣出口，所述熱解油氣出口設(shè)置在所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤快速熱解反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括隔板，所述隔板布置在所述兩個(gè)壁板之間并且與所述側(cè)面板相對(duì)，由此在所述隔板、所述兩個(gè)壁板和所述側(cè)面板之間形成第一氣室，所述隔板為多孔板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤快速熱解反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括濾板，所述濾板布置所述兩個(gè)壁板之間并且與所述熱解油氣出口相對(duì)，由此在所述濾板、所述兩個(gè)壁板和所述壁板的固定部位之間的側(cè)壁之間限定出第二氣室，所述濾板為多孔板。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤快速熱解反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒移動(dòng)床進(jìn)一步包括濾板...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梅磊，陳水渺，肖磊，薛遜，姜朝興，吳道洪，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11