本發(fā)明屬于煤加熱裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種煤低溫?zé)峤庋b置。

背景技術(shù)：

煤加熱裂解(煤干餾、煤熱解)是煤化工的重要過程之一。其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，可分為三種：900～1100℃為高溫?zé)峤?高溫干餾)，即焦化；700～900℃為中溫?zé)峤猓?00～600℃為低溫?zé)峤狻?/p>

目前，煤低溫?zé)峤庖话悴捎霉腆w熱載體內(nèi)熱式的方法。該方法首先是將初步預(yù)熱的小塊原料煤同催化劑在給料器內(nèi)混合。然后，從給料器出來的煤塊和催化劑進入反應(yīng)器內(nèi)，并且在500～600℃環(huán)境下進行氣固分離，得到半焦和揮發(fā)物。該揮發(fā)物占煤樣質(zhì)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(yīng)器進行熱解反應(yīng)，以得到更高的油氣轉(zhuǎn)化率。揮發(fā)物在催化劑的作用下發(fā)生裂解，然后要分別經(jīng)過除塵、冷凝和冷卻的處理，并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，經(jīng)過加熱后，在100～600℃范圍內(nèi)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。

上述技術(shù)方案存在以下的缺點：

首先，反應(yīng)器中生成的熱煙氣中包含揮發(fā)物和粉塵，該煙氣需要經(jīng)過除塵裝置進行除塵處理，以得到較為純凈的揮發(fā)物。由于溫度較高的煙氣在除塵處理過程中將發(fā)生溫度下降，于是就導(dǎo)致?lián)]發(fā)物中的油類與粉塵凝結(jié)在一起，黏著在除塵裝置等后處理設(shè)備上。時間稍久就會導(dǎo)致后處理設(shè)備發(fā)生管道堵塞，由于油類粘性很高，不容易清理，進而嚴重影響生產(chǎn)。

另外一方面，從反應(yīng)器中出來的熱煙氣，在除塵處理后需要進行冷凝和冷卻的處理。然后再將得到的油類送入分離塔，加熱升溫至550-600℃左右，以進行分離處理。這種二次加熱導(dǎo)致油類的分離處理所需耗費的時間增多，二次加熱的過程中也必然耗費大量的、日益緊缺的能源材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有煤低溫?zé)峤庋b置容易發(fā)生管道阻塞，生產(chǎn)效率低下的問題，本發(fā)明提供一種無需二次加熱節(jié)能環(huán)保的，不容易發(fā)生管道阻塞生產(chǎn)效率高的，煤低溫?zé)峤庋b置。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，按照反應(yīng)先后順序依次包括：給料器，反應(yīng)器，除塵器，以及分離塔；所述給料器用來向所述反應(yīng)器提供原料煤塊；所述反應(yīng)器用來對原料煤塊進行熱解處理；所述除塵器用來對所述反應(yīng)器熱解生成的揮發(fā)物進行除塵處理，所述除塵器在工作過程中保持加熱；所述分離塔用來對經(jīng)過除塵處理的揮發(fā)物進行分離處理。

在上述技術(shù)方案中，所述除塵器在工作過程中保持加熱的溫度為550-600℃。

在上述技術(shù)方案中，所述給料器，所述反應(yīng)器，所述除塵器的外壁分別設(shè)有可流通加熱氣流的加熱層。

在上述技術(shù)方案中，所述除塵器包括加熱裝置，除塵裝置，以及回收裝置；

所述加熱裝置用來對所述反應(yīng)器中生成的煙氣進行加熱；

所述除塵裝置用來基本除去所述煙氣中粒徑在100微米以上的粉粒；

所述回收裝置，在煙氣流動方向上，依次包括并列設(shè)置的第一旋風(fēng)除塵器和第二旋風(fēng)除塵器；所述第一旋風(fēng)除塵器可過濾掉所述煙氣中粒徑在大于10微米的粉粒；所述第二旋風(fēng)除塵器可過濾掉所述煙氣中粒徑不超過5微米的粉粒。

在上述技術(shù)方案中，所述給料器內(nèi)設(shè)有：可將原料煤塊輸送至所述反應(yīng)器中的送料裝置；以及連通至所述反應(yīng)器內(nèi)部的，用來吹送催化劑的催化劑噴管。

在上述技術(shù)方案中，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有至少兩個輸送軸，每個輸送軸上焊接有多個螺旋葉片；所述螺旋葉片可隨所述輸送軸旋轉(zhuǎn)，進行物料的推送；所述反應(yīng)器底部的形狀適合所述螺旋葉片推送物料。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置，其反應(yīng)器中生成的熱煙氣在除塵器中不會發(fā)生降溫，于是煙氣中的油類也就不會發(fā)生冷凝。本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置不容易發(fā)生管道堵塞，可以穩(wěn)定高效的進行煤低溫?zé)峤獾纳a(chǎn)。

本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置，其給料器、反應(yīng)器以及除塵器采用熱空氣加熱層進行整體加熱，經(jīng)由除塵器得到的較為純凈揮發(fā)物的溫度保持在較高的500-600℃左右，可以直接在分離塔中進行油類的分離處理。本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置避免了對經(jīng)由除塵處理得到的較為純凈揮發(fā)物的二次加熱，節(jié)能環(huán)保而且非常高效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示的具體實施方式中，給料器和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2所示的給料器的局剖放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1所示的具體實施方式中，反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4所示反應(yīng)器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖4所示反應(yīng)器的B-B截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖1所示的具體實施方式中，除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7所示的除塵器中，回收裝置的局部放大示意圖。

圖9是圖1所示的具體實施方式中，給料器和反應(yīng)器的連接部分采用的迷宮密封方式的結(jié)構(gòu)示意圖，箭頭所示為氣流趨勢流動方向。

圖10是另外一種具體實施方式中，給料器和反應(yīng)器的連接部分采用的微負壓密封方式的結(jié)構(gòu)示意圖，箭頭所示為氣流趨勢流動方向。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。

圖1-9顯示了本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置一種具體實施方式，如圖1所示，按照反應(yīng)先后順序，該煤低溫?zé)峤庋b置依次包括：儲煤罐1，給料器2，反應(yīng)器3，除塵器4，以及分離塔5。

所述儲煤罐1用來向所述給料器2中定量的添加原料煤塊。所述給料器2用來向所述反應(yīng)器3提供原料煤塊和催化劑。所述反應(yīng)器3用來對原料煤塊進行熱解處理。所述除塵器4用來對所述反應(yīng)器3熱解生成的揮發(fā)物進行除塵處理。所述分離塔5用來對經(jīng)過除塵處理的揮發(fā)物進行分離處理。如圖1所示，給料器2，反應(yīng)器3，除塵器4的外壁上設(shè)有相互聯(lián)通的加熱層6，使得所述除塵器4在工作過程中保持加熱，加熱的溫度保持在550-600℃。

如圖2和3所示，本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置中的給料器2包括一個密封的罐體，該罐體的上部設(shè)有進煤口24；設(shè)在所述罐體一端的出料口25與反應(yīng)器3的進料口33相連；罐體內(nèi)設(shè)有可將原料煤塊輸送至反應(yīng)器3中的送料裝置，如圖3所示，該送料裝置包括推送葉片22和旋轉(zhuǎn)軸23。所述推送葉片22設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸23的外壁上，可隨所述旋轉(zhuǎn)軸23轉(zhuǎn)動，推動原料煤塊，并向反應(yīng)器3中輸送。罐體內(nèi)還設(shè)有連通至反應(yīng)器3內(nèi)部的，用來吹送催化劑的催化劑噴管21，該催化劑噴管21設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸23內(nèi)。如圖3所示，催化劑噴管21不會影響到旋轉(zhuǎn)軸23的轉(zhuǎn)動。反應(yīng)器3的內(nèi)壁上設(shè)有推送原料煤塊前進的金屬葉片，圖2中未示出，因其屬于現(xiàn)有技術(shù)，故不在此贅述。

所述催化劑噴管21在反應(yīng)器3內(nèi)部的多個位置分別設(shè)有催化劑噴出口26，并且，所述催化劑噴出口26的口徑滿足：越靠近給料器2的出料口25，所述催化劑噴出口26的口徑越大。即圖2中位于左側(cè)的催化劑噴出口21的口徑要大于右側(cè)，使得靠近出料口位置的催化劑噴出口可以快速、大量的噴出，避免催化劑在噴管中發(fā)生堵塞。由于催化劑噴管在反應(yīng)器內(nèi)部的多個位置分別設(shè)有催化劑噴出口，使得催化劑可以在反應(yīng)器內(nèi)的多個位置同時噴出，在整個反應(yīng)器內(nèi)與原料煤塊均勻混合。

所述催化劑噴管21可將納米級(粒徑為80納米左右)的催化劑直接吹送至反應(yīng)器3內(nèi)部，使催化劑與揮發(fā)物在反應(yīng)器3內(nèi)充分混合，進而可以大幅提高熱解效率，提高重油向輕油轉(zhuǎn)化的效率。

如圖4至6所示，本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置中的反應(yīng)器3，其分別與給料器2和除塵器4相連，包括密封罐體，該密封罐體上設(shè)有進料口33和出料口34；所述密封罐體內(nèi)設(shè)有兩個輸送軸31，每個輸送軸31上焊接有多個螺旋葉片32；所述螺旋葉片32可隨所述輸送軸31旋轉(zhuǎn)，進行物料的推送；所述密封罐體內(nèi)壁的底部的形狀為“U”形槽形狀，適合于所述螺旋葉片32推送物料(原料煤塊和催化劑)。每個“U”形槽內(nèi)設(shè)有一個所述輸送軸31。每個“U”形槽上端開口的寬度為1-4米，長度為18-22米。

由于每個輸送軸上的多個進行物料推送的螺旋葉片是焊接上去的金屬片，于是，在反應(yīng)器由生產(chǎn)廠家送至煤處理工廠的輸運過程中，可以將這兩個輸送軸多個螺旋葉片的拼裝零件，送至煤處理工廠現(xiàn)場后再進行拼接安裝，從而使反應(yīng)器的運輸變得十分方便，而且不容易損壞，后續(xù)生產(chǎn)使用中的維護也較為便捷。

本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置中的反應(yīng)器在工作過程中，物料由進料口33送入反應(yīng)器3，螺旋葉片32隨輸送軸31旋轉(zhuǎn)，進行物料的推送，并最終將物料由進料口33位置螺旋推進的輸送至出料口34。在這一過程中，位于反應(yīng)器外壁的加熱層6可以將物料加熱至500-600℃，使物料在密封罐體內(nèi)進行熱解反應(yīng)，然后將得到的半焦、以及經(jīng)過熱解的揮發(fā)物和粉塵組成的煙氣，由所述出料口34排出反應(yīng)器3，進入除塵器4等后處理設(shè)備中。

圖7和圖8顯示了本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置中的除塵器，該除塵器4設(shè)置在反應(yīng)器3與分離塔5之間，其包括加熱裝置，除塵裝置，以及回收裝置。

所述加熱裝置為設(shè)置在該除塵器4外壁的加熱層6，該加熱層6中接通流動的熱空氣，對除塵器4內(nèi)部進行加熱。煙氣在除塵器4內(nèi)部流動的過程中，基本不會發(fā)生降溫，所以煙氣中的揮發(fā)物不會發(fā)生冷凝。這樣，煙氣中的大部分的粉塵和納米級(粒徑為80納米左右的)催化劑會隨著煙氣一同流動至回收裝置中，以便進行催化劑回收處理。

所述除塵裝置用來基本除去所述煙氣中粒徑在100微米以上的粉粒，或者說是用來基本去除碎小煤塊和大粒徑的粉塵。所述除塵裝置包括在煙氣入口處傾斜設(shè)置的擋板42；以及在煙氣流通路徑上交錯設(shè)置的重力除塵板43。所述擋板42與水平面的夾角為45度，如圖7所示，其可以將由反應(yīng)器3進來的煙氣進行第一時間的阻擋。根據(jù)受力分解，煙氣中的碎小煤塊和大顆粒粉塵被直接向下方擋掉，然后由除塵器4底部的排料口41排出。如圖7和8所示，所述重力除塵板43一共設(shè)置有多組，煙氣將沿著圖7中箭頭所示的路線，由煙氣入口流動至第一旋風(fēng)除塵器44的入風(fēng)口47。在這一過程中，多組重力除塵板43將對煙氣進行重力除塵，即隨著煙氣中的粉粒與重力除塵板43發(fā)生碰撞，然后該發(fā)生碰撞的粉粒直接向除塵器4底部的排料口41掉落，進而由煙氣中過濾掉。

所述回收裝置在煙氣流動方向上依次包括，并列設(shè)置的第一旋風(fēng)除塵器44和第二旋風(fēng)除塵器45。煙氣由入風(fēng)口47進入第一旋風(fēng)除塵器44，經(jīng)過旋風(fēng)除塵處理后，過濾掉粒徑大于10微米的粉粒，過濾下來的粉粒由排料口41排出除塵器4。煙氣繼續(xù)經(jīng)由連通管48進入第二旋風(fēng)除塵器45，該第二旋風(fēng)除塵器45將粒徑不超過5微米的粉粒進行過濾，過濾下來粉粒由回收倉46承接。所述第一旋風(fēng)除塵器44工作時，其內(nèi)部煙氣的流速為15-25米/秒；所述第二旋風(fēng)除塵器45工作時，其內(nèi)部煙氣的流速為35-45米/秒。這樣就可以使所述第一旋風(fēng)除塵器44可過濾掉所述煙氣中粒徑在大于10微米的粉粒，使所述第二旋風(fēng)除塵器45可過濾掉所述煙氣中粒徑不超過5微米的粉粒。回收倉46中承接到的粉粒中大部分為納米級的催化劑，可以將其重新與原料煤塊進行混合，在反應(yīng)器3中進行熱解反應(yīng)，進行二次利用。

在其他的具體實施方式中，所述回收裝置也可以包括3個或者更多的并列設(shè)置的旋風(fēng)除塵器，只需滿足其中的至少一個除塵器可以將煙氣中粒徑不超過5微米的粉粒過濾下來，從而可以回收過濾下來的粉粒中的納米級催化劑即可，在此不再贅述。

如圖9所示，本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置中，給料器2與反應(yīng)器3之間的連接位置，以及反應(yīng)器3與除塵器4之間的連接位置的連接方式分別為迷宮密封。下面以給料器2與反應(yīng)器3之間的連接位置為例做以說明。

反應(yīng)器3與給料器2相互聯(lián)通，在反應(yīng)器3熱解原料煤塊過程中，如圖9所示，反應(yīng)器3內(nèi)部的氣壓要高于外部，所以內(nèi)部的氣體有從反應(yīng)器3與給料器2相連的位置向外流出的趨勢。同時，由于反應(yīng)器3外部的大氣與反應(yīng)器3內(nèi)部向聯(lián)通，所以大氣也可以向反應(yīng)器3內(nèi)部流入。于是，給料器與反應(yīng)器之間相互連接的部分，設(shè)置了一組如圖9所示的，相互交錯的擋板，形成“迷宮”的形狀。這組“迷宮”起到了阻礙反應(yīng)器3內(nèi)外的氣體相互流通的作用。很好的阻止了空氣進入反應(yīng)器3，以免空氣中的氮氣影響生成的煤氣的純度；同時也很好的阻止了反應(yīng)器3內(nèi)部的煙氣擴散到空氣中，以免造成爆炸形成事故。

在如圖10所示的另外的一種實施方式中，其與圖9所示具體實施方式不同的是：給料器2與反應(yīng)器3之間的連接位置，以及反應(yīng)器3與除塵器4之間的連接位置的連接方式分別為微負壓密封。下面再次以給料器2與反應(yīng)器3之間的連接位置為例做以說明。

反應(yīng)器3與給料器相互聯(lián)通，在反應(yīng)器熱解原料煤塊過程中，如圖10所示，反應(yīng)器3內(nèi)部的氣壓要高于外部，所以內(nèi)部的氣體有從反應(yīng)器3與給料器相連的位置向外流出的趨勢。同時，由于反應(yīng)器3外部的大氣與反應(yīng)器3內(nèi)部向聯(lián)通，所以大氣也可以向反應(yīng)器3內(nèi)部流入。本發(fā)明的給料器與反應(yīng)器之間相互連接的部分，采用的是相互配合光滑表面，給料器2與反應(yīng)器3處于一個在小范圍內(nèi)活動連接的狀態(tài)。通過調(diào)整相互之間的距離，使得內(nèi)部的氣壓要稍小于外部的大氣壓，即所謂的“微負壓”。從而使反應(yīng)器3內(nèi)部的氣流不會向外部的大氣中擴散，同時外部的空氣也很少進入反應(yīng)器3的內(nèi)部。這種“微負壓”連接，可以很好的滿足給料器2與反應(yīng)器3之間的密封連接要求。

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(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)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。