專利名稱：分段催化式煤低溫熱解裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煤加熱裂解技術領域，具體是涉及一種分段催化式煤低溫熱解裝置。
背景技術：
熱解是指物質受熱發(fā)生分解的反應過程，許多無機物質和有機物質被加熱到一定程度時都會發(fā)生分解反應。煤加熱裂解是煤化工的重要過程之一，是指煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤氣等產(chǎn)物的過程。按加熱終溫的不同，煤熱解可分為三種類型900 1100°C為高溫熱解，700 900°C為中溫熱解，而500 600°C則稱為低溫熱解。目前，煤低溫熱解一般采用固體熱載體內熱式的方法，其適用的裝置一般包括給料器、反應器、除塵器和分離塔等幾個部分。該方法首先是將初步預熱的小塊原料煤同催化劑在給料器內混合。然后，從給料器出來的煤塊和催化劑進入反應器內，并且在500 600°C環(huán)境下進行氣固分離，得到半焦和揮發(fā)物。該揮發(fā)物占煤塊質量的分數(shù)稱為揮發(fā)份產(chǎn)率或簡稱為揮發(fā)份。半焦重新送入反應器進行熱解反應，以得到更高的油氣轉化率。揮發(fā)物在催化劑的作用下發(fā)生裂解，然后要經(jīng)過除塵器進行除塵的處理，最終回收得到油類和煤氣。最后，將回收到的油類送入分離塔中，在100 600°C范圍內的不同溫度下進行分離處理，最終分別得到汽油、柴油等多種產(chǎn)物。目前，煤低溫熱解所采用的給料器和反應器中，其分別設有物料推送裝置，于是物料(原料煤塊和催化劑)可以由給料器推送到反應器中。這種物料推送裝置可以為螺旋推送帶。在進行了熱解反應后，物料再由反應器的出料口排出?，F(xiàn)有技術中的上述技術方案存在的技術問題是反應器中煤塊因受熱而氣固分離，生成的揮發(fā)物脫離煤層上升至反應器中的上部空間。揮發(fā)物不能與摻混在原料煤塊中的催化劑充分的接觸，進而導致目前的煤低溫熱解裝置中不能進行高效的熱解反應。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有煤低溫熱解裝置熱解效率低下的問題，本發(fā)明提供一種具有可以進行高效熱解反應的，分段催化式煤低溫熱解裝置。本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案如下分段催化式煤低溫熱解裝置，包括催化劑噴送器，給料器和反應器；所述給料器與反應器相連，用來向所述反應器提供原料煤塊；所述反應器用來對原料煤塊進行熱解處理；所述催化劑噴送器包括連通至所述反應器內部的催化劑噴管。在上述技術方案中，所述催化劑噴管在所述反應器內部設有多個催化劑噴出口 ；多個所述催化劑噴出口中第一催化劑噴出口設置在所述反應器中溫度不低于550°C的區(qū)域；第二催化劑噴出口設置在所述反應器中溫度在高于350°C且低于550°C的區(qū)域；第三催化劑噴出口設置在所述反應器中溫度不高于350°C的區(qū)域。
在上述技術方案中，所述第一催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口的5-15倍；所述第二催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口的5-15 倍。在上述技術方案中，所述第一催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口的10倍；所述第二催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口的10倍。在上述技術方案中，所述催化劑噴送器還包括催化劑儲罐，催化劑暫存室和噴吹裝置；所述催化劑儲罐下端與所述催化劑暫存室相連；所述催化劑暫存室與所述催化劑噴管相連；所述噴吹裝置用來將落入到所述催化劑暫存室中的催化劑，通過所述催化劑噴管吹入到所述反應器中。 在上述技術方案中，所述催化劑儲罐通過設置在下端的催化劑計量器與所述催化劑暫存室相連，所述催化劑計量器用來控制所述催化劑儲罐的催化劑流出速度。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的分段催化式煤低溫熱解裝置，在反應器中設有催化劑噴出口，使得揮發(fā)物可以與噴射出來的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。本發(fā)明的分段催化式煤低溫熱解裝置，催化劑噴管設有多個催化劑噴出口。每個催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應器中所處區(qū)域的溫度相關，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢。從而，可以提高催化劑在反應器中的利用率。


圖I是本發(fā)明的分段催化式煤低溫熱解裝置一種具體實施方式
的結構示意圖。圖2是圖I所示的煤低溫熱解裝置中反應器部分的局部放大結構示意圖。圖中的附圖標記表示為I-第一催化劑噴出口 ；2_第二催化劑噴出口 ；3_第三催化劑噴出口 ；4_催化劑噴管；5_空位分配器；6_催化劑暫存室；7_第一止逆閥；8_噴吹裝置；9_催化劑計量器；10-催化劑儲罐；11-第二止逆閥；12_筒狀過濾器；13_低溫煤計量器；14-給料器；15_反應器；16-催化劑噴送器；17-冷卻水進口； 18-冷卻水出口； 19-低溫煤進口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。圖I和圖2顯示了本發(fā)明的煤低溫熱解裝置的一種具體實施方式
。一種分段催化式煤低溫熱解裝置，包括催化劑噴送器16，給料器14，反應器15以及除塵器和分離塔。其中，所述給料器14與反應器15相連，用來向所述反應器15提供原料煤塊。所述反應器15用來對原料煤塊進行熱解處理。所述催化劑噴送器16包括連通至所述反應器15內部的催化劑噴管4，催化劑儲罐10，催化劑暫存室6和噴吹裝置8，其中，圖I中的噴吹裝置8具體為一個設有電磁閥的鼓風機。所述催化劑儲罐10通過設置在下端的催化劑計量器9與所述催化劑暫存室6相連，所述催化劑計量器9用來控制所述催化劑儲罐10的催化劑流出速度。所述催化劑暫存室6與所述催化劑噴管4相連。所述噴吹裝置8用來將落入到所述催化劑暫存室6中的催化劑，通過所述催化劑噴管4吹入到所述反應器15中。本發(fā)明的煤低溫熱解裝置，所述催化劑噴管4在所述反應器15內部設有多個催化劑噴出口。如圖2所示，多個所述催化劑噴出口中第一催化劑噴出口 I設置在所述反應器15中溫度最高的區(qū)域，該區(qū)域的溫度不低于550°C，位于靠近反應器物料出口的一端；第二催化劑噴出口 2設置在所述反應器15的中部，溫度在高于350°C，且低于550°C的區(qū)域；第三催化劑噴出口 3設置在所述反應器15中靠近物料進口一端的區(qū)域，該區(qū)域的溫度一般不高于350°C。所述第一催化劑噴出口 I的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口 2的10倍；所述第二催化劑噴出口 2的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口 3的10倍。不同的催化劑噴出口在相同時間內噴出的催化劑的劑量不同，可以通過多種方法來實現(xiàn)，例如可以控制不同催化劑噴出口的大小，使得開口大的催化劑噴出口噴出的催化劑更多一些；也可以控制不同催化劑噴出口噴出的催化劑氣流的流速；當然，還可以是控制不同催化劑噴出口噴出的氣流中催化劑的質量百分含量。高溫區(qū)域(溫度不低于550°C的區(qū)域)中產(chǎn)生的揮發(fā)物最多，這個區(qū)域中加入最大量的催化劑可以滿足快速的催化熱解的需要。同理，在溫度相對較低的低溫區(qū)域(溫度不高于350°C的區(qū)域)中產(chǎn)生的揮發(fā)物最少，少量的催化劑 就可以滿足催化熱解的要求。中溫區(qū)域(溫度介于350°C和550°C之間的區(qū)域)中的噴出的催化劑的劑量介于上述高溫區(qū)域和低溫區(qū)域之間。由于每個催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應器中所處區(qū)域的溫度相關，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢，從而提高了催化劑在反應器中的利用率。此外，如圖I所示，本發(fā)明的煤低溫熱解裝置，在催化劑噴送器16和給料器14之間，催化劑噴管4外部還設有空位分配器5，該空位分配器5設有冷卻水進口 17和冷卻水出口 18，可以對這段催化劑噴管4進行水冷冷卻。本發(fā)明的分段催化式煤低溫熱解裝置，在反應器中設有催化劑噴管，使得揮發(fā)物可以與噴射出來的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。本發(fā)明的煤低溫熱解裝置在工作過程中，首先原料煤塊通過低溫煤進口 19，經(jīng)過低溫煤計量器13進入到給料器14內，然后由螺旋輸送裝置送入到反應器15內部。低溫煤計量器13的作用是控制煤塊的給入量。另外一方面，催化劑從筒狀過濾器12，經(jīng)由第二止逆閥11充入到催化劑噴送器16的催化劑儲罐10內。所述催化劑儲罐10下端的催化劑計量器9通過轉動，將納米級粉粒狀的催化劑向下放入到催化劑暫存室6內。然后噴吹裝置8的鼓風機和電磁閥都開啟，強風氣流經(jīng)由第一止逆閥7吹入催化劑暫存室6，將催化劑經(jīng)由通過空位分配器5和給料器14的催化劑噴管4，噴送到反應器15內部。所述催化劑噴管4在反應器15內部設有三個催化劑噴出口，其中第一催化劑噴出口 I設置在所述反應器15中溫度最高的區(qū)域，噴出的催化劑最快，最多；第二催化劑噴出口 2設置在所述反應器15的中部，噴出的催化劑是第一催化劑噴出口 I噴出的十分之一；第三催化劑噴出口 3設置在所述反應器15中溫度最低的區(qū)域，噴出的催化劑最慢，最少，噴出的催化劑是第二催化劑噴出口 2的十分之一。然后，經(jīng)過催化熱解的揮發(fā)物經(jīng)由除塵器，送入到分離塔中進行分離處理。上述步驟由于不是本發(fā)明的發(fā)明要點，故在此不再贅述。
在其他的具體實施方式
中，第一、第二和第三催化劑噴出口的催化劑噴出劑量的比例關系還可以是由第一催化劑噴出口噴出的催化劑的劑量是第二催化劑噴出口的5倍或者15倍；由第二催化劑噴出口噴出的催化劑的劑量是第三催化劑噴出口的5倍或者15倍。每個催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應器中所處區(qū)域的溫度相關，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢。不同的催化劑噴出口具體噴出催化劑的劑量，可以根據(jù)反應器內的揮發(fā)物的濃度來設置，進而，起到提高催化劑在反應器中的利用率的作用。具體的技術方案在此不再贅述。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說 明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權利要求
1.分段催化式煤低溫熱解裝置，其特征在于，包括催化劑噴送器(16)，給料器(14)和反應器(15)； 所述給料器(14)與反應器(15)相連，用來向所述反應器(15)提供原料煤塊；所述反應器(15)用來對原料煤塊進行熱解處理； 所述催化劑噴送器(16 )包括連通至所述反應器(15 )內部的催化劑噴管(4 )。
2.如權利要求I所述的煤低溫熱解裝置，其特征在于，所述催化劑噴管(4)在所述反應器(15)內部設有多個催化劑噴出口 ；多個所述催化劑噴出口中 第一催化劑噴出口(I)設置在所述反應器(15)中溫度不低于550°C的區(qū)域； 第二催化劑噴出口(2)設置在所述反應器(15)中溫度在高于350°C且低于550°C的區(qū)域； 第三催化劑噴出口(3)設置在所述反應器(15)中溫度不高于350°C的區(qū)域。
3.如權利要求2所述的煤低溫熱解裝置，其特征在于，所述第一催化劑噴出口(I)的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口(2)的5-15倍；所述第二催化劑噴出口(2)的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口(3)的5-15倍。
4.如權利要求3所述的煤低溫熱解裝置，其特征在于，所述第一催化劑噴出口(I)的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口(2)的10倍；所述第二催化劑噴出口(2)的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口(3)的10倍。
5.如權利要求1-4任一所述的煤低溫熱解裝置，其特征在于，所述催化劑噴送器(16)還包括催化劑儲罐(10)，催化劑暫存室(6)和噴吹裝置(8);所述催化劑儲罐(10)下端與所述催化劑暫存室(6)相連；所述催化劑暫存室(6)與所述催化劑噴管(4)相連； 所述噴吹裝置(8)用來將落入到所述催化劑暫存室(6)中的催化劑，通過所述催化劑噴管(4)吹入到所述反應器(15)中。
6.如權利要求5所述的煤低溫熱解裝置，其特征在于，所述催化劑儲罐(10)通過設置在下端的催化劑計量器(9 )與所述催化劑暫存室(6 )相連，所述催化劑計量器(9 )用來控制所述催化劑儲罐(10)的催化劑流出速度。
全文摘要
分段催化式煤低溫熱解裝置，包括催化劑噴送器，給料器和反應器；所述給料器與反應器相連，用來向所述反應器提供原料煤塊；所述反應器用來對原料煤塊進行熱解處理；所述催化劑噴送器包括連通至所述反應器內部的催化劑噴管。本發(fā)明的分段催化式煤低溫熱解裝置，在反應器中設有催化劑噴出口，使得揮發(fā)物可以與噴射出來的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。
文檔編號C10B57/06GK102757804SQ201210249789
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權日2012年7月18日
發(fā)明者蘇忠 申請人:蘇忠