低階粉煤熱解系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了低階粉煤熱解系統(tǒng)，該低階粉煤熱解系統(tǒng)包括：干燥提升管、第一旋風(fēng)分離器、第一螺旋送料機(jī)和熱解反應(yīng)器。該熱解系統(tǒng)適于處理粉煤，不需采用氣體熱載體，熱解油氣資源快速導(dǎo)出，焦油二次反應(yīng)小品質(zhì)高，熱解氣未被稀釋熱值高，可以有效降低出熱解爐熱解油氣含塵量、且能夠減少熱解反應(yīng)器至熱解油氣快速冷凝裝置之間管路的保溫設(shè)施。
【專利說明】
低階粉煤熱解系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及低階粉煤熱解系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣，作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，煤炭資源作為我國主導(dǎo)能源的地位是不可動搖的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國已探明煤炭儲量為1145億噸，其中中低階煤(褐煤，低變質(zhì)煙煤)又占到全國保有資源量的55.15 %左右。由于低階煤具有水分含量高、易風(fēng)化自然、難以分選、不宜長途運(yùn)輸和儲存等特點(diǎn)，使得其綜合利用受到很大限制。其中直接燃燒發(fā)電是其最常見的利用方式之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國有90%以上的褐煤用于電站鍋爐和各種工業(yè)鍋爐。低階煤作為動力煤燃料直接燃燒，不但浪費(fèi)了煤炭中蘊(yùn)含的豐富油氣資源，而且效率低。通過煤低溫?zé)峤馀c半焦燃燒、氣化解耦，實(shí)現(xiàn)低階煤分級高效清潔轉(zhuǎn)化利用，是現(xiàn)在大型煤化工的主要方向。
[0003]隨著現(xiàn)代化采煤綜合技術(shù)的廣泛使用，使得塊煤產(chǎn)率下降(由目前的40%下降10?20%)，粉煤產(chǎn)率升高(由目前的60%上升至80?90%)。粉煤存在易揚(yáng)塵、易燃、易爆，綜合利用難度大等問題，煤熱解技術(shù)被認(rèn)為是煤炭高效清潔利用最為有效途徑。
[0004]目前常用的煤熱解技術(shù)有Toscoal固體熱載體干饋工藝、德國Lurg1-Spuelgas低溫?zé)峤夤に?、神府SH型內(nèi)熱式直立炭化爐工藝等，但均存在一定缺陷。Toscoal固體熱載體干餾工藝中，陶瓷球在循環(huán)過程中，存在機(jī)械磨損，且氣力提升輸送陶瓷球的過程中，對管道和設(shè)備內(nèi)壁有一定程度的磨損，熱解反應(yīng)器采用旋轉(zhuǎn)窯，熱解產(chǎn)生的油氣停留時間長，油氣二次反應(yīng)劇烈，焦油品質(zhì)下降，熱解后，半焦和陶瓷球徹底分離困難。德國Lurg1-Spue Igas低溫?zé)峤夤に嚭蜕窀甋H型內(nèi)熱式直立炭化爐工藝均適合處理塊煤，不適合粉煤熱解，采用氣體熱載體，熱解后產(chǎn)生的熱解油氣資源被氣體熱載體稀釋，熱值低，熱解油氣資源冷凝量大，塊煤體積大，傳熱系數(shù)低，傳熱效率不高，熱解時間長，油氣二次反應(yīng)劇烈，焦油品質(zhì)不高，且設(shè)備龐大，不易操作。
[0005]因而，目前的煤熱解工藝仍有待改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個目的在于提出一種適于處理粉煤，不需采用氣體熱載體、熱解氣未被稀釋熱值高，熱解油氣資源快速導(dǎo)出，焦油二次反應(yīng)小品質(zhì)高，可以有效降低出熱解反應(yīng)器的熱解油氣含塵量、或者能夠減少熱解反應(yīng)器至熱解油氣快速冷凝裝置之間管路的保溫設(shè)施的低階粉煤熱解系統(tǒng)及熱解方法。
[0007]在本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提供了一種低階粉煤熱解系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該低階粉煤熱解系統(tǒng)包括:
[0008]干燥提升管，所述干燥提升管設(shè)置有原料入口、煙氣入口和混合物料出口，其中，所述原料入口位于所述干燥提升管下部的側(cè)壁上，所述煙氣入口位于所述干燥提升管的底部，所述混合物料出口位于所述干燥提升管上部的側(cè)壁上；
[0009]第一旋風(fēng)分離器，所述第一旋風(fēng)分離器具有第一氣固混合物入口、第一氣體出口和第一固體出口，所述第一氣固混合物入口與所述混合物料出口連通；
[0010]第一螺旋送料機(jī)，所述第一螺旋送料機(jī)與所述第一固體出口相連通；
[0011]熱解反應(yīng)器，所述熱解反應(yīng)器設(shè)置有熱解料入口、油氣混合物出口和半焦出口，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道、集氣總管、多根集氣支管、蓄熱式輻射管和第二旋風(fēng)分離器，
[0012]其中，所述熱解料入口與所述第一螺旋送料機(jī)相連通，
[0013]所述集氣總管設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的中心軸上，
[0014]所述集氣支管的一端與所述集氣總管相連通，另一端連通至所述油氣導(dǎo)出管道；
[0015]所述第二旋風(fēng)分離器具有第二氣固混合物入口、第二氣體出口和第二固體出口，其中，所述第二氣體出口與所述油氣混合物出口相連通，所述集氣總管的末端延伸連通至所述第二旋風(fēng)分離器的第二氣固混合物入口 ；
[0016]所述蓄熱式輻射管沿著所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低階粉煤熱解系統(tǒng)(本文中有時簡稱“熱解系統(tǒng)”)將旋風(fēng)分離器設(shè)置于熱解反應(yīng)器內(nèi)部，不僅能夠有效降低排出熱解反應(yīng)器的煤熱解油氣混合物的含塵量，有效抑制排出熱解反應(yīng)器的熱解油氣混著粉塵冷凝堵塞后續(xù)管道和相關(guān)設(shè)備；同時，旋風(fēng)分離器內(nèi)置熱解反應(yīng)器內(nèi)，還可以減少熱解反應(yīng)器至熱解油氣混合物快速冷凝裝置之間管路的保溫設(shè)施，減少設(shè)備的保溫面積和降低系統(tǒng)伴熱能耗;另外，該熱解系統(tǒng)通過油氣導(dǎo)出管快速將油氣混合物導(dǎo)出熱解反應(yīng)器，能有效抑制油氣二次裂解，提高熱解油收率，并且通過采用蓄熱式輻射管加熱技術(shù)，無需氣、固熱載體加熱，從而可以提高反應(yīng)器的熱效率，另外，采用本實(shí)用新型上述實(shí)施例的熱解系統(tǒng)無復(fù)雜機(jī)械，反應(yīng)器內(nèi)部各點(diǎn)溫度靈活可調(diào)，具有工藝流程簡單等特點(diǎn)，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0018]可選的，所述集氣支管沿所述集氣總管的長度方向彼此平行布置。
[0019]可選的，所述集氣支管垂直于所述集氣主管。
[0020]可選的，所述油氣導(dǎo)出管道沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。
[0021]可選的，所述油氣導(dǎo)出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且所述蓄熱式輻射管各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道。
[0022]可選的，所述油氣導(dǎo)出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁之間距離為所述油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。
[0023]可選的，所述油氣導(dǎo)出管道的管壁上設(shè)置有多個通孔，優(yōu)選地，所述通孔在所述油氣導(dǎo)出管道的長度方向上均勻分布。
[0024]可選的，同一層所述油氣導(dǎo)出管道連通至同一根所述集氣支管。
[0025]可選的，所述第二旋風(fēng)分離器的外壁和與其相鄰的所述蓄熱式輻射管之間焊接有支撐桿，以固定所述第二旋風(fēng)分離器。
[0026]可選的，該熱解系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:破碎裝置;第二螺旋送料機(jī)，所述第二螺旋送料機(jī)與所述破碎裝置相連通;煤倉，所述煤倉與所述第二螺旋送料機(jī)相連通;第三螺旋送料機(jī)，所述第三螺旋送料機(jī)與所述煤倉和所述干燥提升管的原料入口相連通。
[0027]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0028]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的熱解系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的又一個實(shí)施例的熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的熱解方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0033]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0034]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0035]在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0036]在本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提供了一種低階粉煤熱解系統(tǒng)。下面參考圖1-3對根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低階粉煤熱解系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該低階粉煤熱解系統(tǒng)包括:干燥提升管100、第一旋風(fēng)分離器200、第一螺旋送料機(jī)300和熱解反應(yīng)器400。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，干燥提升管100設(shè)置有原料入口110、煙氣入口 120和混合物料出口 130。原料入口 110位于干燥提升管100下部的側(cè)壁上且適于向干燥提升管100中供給粉煤原料，煙氣入口 120位于干燥提升管100的底部且適于向干燥提升管100中供給熱煙氣，混合物料出口 130位于干燥提升管100上部的側(cè)壁上且適于將經(jīng)過干燥和預(yù)熱的粉煤原料排出干燥提升管100。在干燥提升管100中，粉煤原料在熱煙氣的作用下由下至上運(yùn)動，同時進(jìn)行干燥和預(yù)熱處理，得到的煙氣和煤的混合物通過混合物料出口 130排出。供給至干燥提升管100中的煙氣可以為蓄熱式輻射管中燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣，由此，可以實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，降低能耗，經(jīng)濟(jì)性好。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第一旋風(fēng)分離器200具有第一氣固混合物入口210、第一氣體出口 220和第一固體出口 230，所述第一氣固混合物入口 210與所述混合物料出口 130相連通。第一旋風(fēng)分離器200適于將經(jīng)過干燥提升管100得到的煙氣和煤的混合物進(jìn)行分離，具體而言，煙氣和煤的混合物通過第一氣固混合物入口 210進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器，經(jīng)氣固分離得到的煙氣經(jīng)第一氣體出口220排出，分離得到的熱解料(即粉煤)經(jīng)第一固體出口 230排出，進(jìn)入下一工序。一些實(shí)施例中，為了達(dá)到更好的分離效果，第一旋風(fēng)分離器200可以為兩個或者多個，這種情況下，多個第一旋風(fēng)分離器200彼此串聯(lián)，圖1中示出了第一旋風(fēng)分離器200為兩個的情形。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第一螺旋送料機(jī)300與第一旋風(fēng)分離器的第一固體出口 230相連通，經(jīng)第一固體出口 230排出的熱解料通過第一螺旋送料機(jī)300供給至熱解反應(yīng)器400中進(jìn)行熱解反應(yīng)。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器400上設(shè)置有熱解料入口410，油氣混合物出口 420，半焦出口 430，且該熱解反應(yīng)器400內(nèi)部設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道440、集氣總管451、多根集氣支管452、蓄熱式輻射管460和第二旋風(fēng)分離器470。
[0041]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解料入口410設(shè)置于熱解反應(yīng)器400的頂部，適于將熱解料供給至反應(yīng)器內(nèi)。
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，油氣混合物出口420設(shè)置于熱解反應(yīng)器400的頂部，且與熱解料入口 410間隔設(shè)置，適于將熱解得到的油氣混合物排出熱解反應(yīng)器400。
[0043]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，半焦出口430設(shè)置于熱解反應(yīng)器400的底部，且適于將熱解生成的半焦排出熱解反應(yīng)器400。
[0044]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管460在熱解反應(yīng)器400的內(nèi)部沿著熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，每層蓄熱式輻射管包括多個平行并且均勻分布的蓄熱式輻射管且每個蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個蓄熱式輻射管平行。根據(jù)本實(shí)用新型的具體示例，蓄熱式輻射管可以為DN200?300mm的圓形或半圓形輻射管。由此，可以顯著提高熱解料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油收率。
[0045]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，相鄰蓄熱式輻射管左右中心間距可以為300?500mm，相鄰蓄熱式輻射管垂直中心間距可以為400?800mm。需要解釋的是，相鄰蓄熱式輻射管左右中心間距可以理解為在同層上蓄熱式輻射管中心間的距離，而相鄰蓄熱式輻射管垂直中心間距可以理解為相鄰上下兩層間的相鄰蓄熱式輻射管中心間的距離。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，多層蓄熱式輻射管的層數(shù)可以為10-30層。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該種結(jié)構(gòu)布置可以使得反應(yīng)器內(nèi)溫度場分布均勻，從而可以顯著提高物料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油的收率。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管可以為單向、燃?xì)庑顭崾捷椛涔?，SP通過蓄熱式輻射管管體將燃燒燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量以輻射的方式進(jìn)行供熱。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管上可以設(shè)置有燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥(圖中未示出)。由此，可以通過調(diào)整燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁縼韺?shí)現(xiàn)對熱解過程的精確控溫，從而可以顯著提高物料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油的收率。
[0048]具體的，可以通過調(diào)整通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁康葘?shí)現(xiàn)對熱解過程的精確控溫，并且蓄熱式輻射管采用定期換向的燃燒方式，使得單個蓄熱式輻射管的溫度場相差不大于30°C，且每根蓄熱式輻射管單獨(dú)控溫，從而保證反應(yīng)器內(nèi)溫度場的均勻性，例如通過調(diào)整通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁渴沟脽峤夥磻?yīng)器自上而下分為三個區(qū)，即干燥脫水區(qū)、熱解反應(yīng)區(qū)、半焦成熟區(qū)，可以通過對蓄熱式輻射管的控制實(shí)現(xiàn)干燥脫水區(qū)的溫度范圍在680-730攝氏度，由此能夠快速脫去熱解料所含的水分，同時干燥脫水區(qū)溫度稍高，可以減少干燥脫水區(qū)長度。熱解反應(yīng)區(qū)溫度范圍可以控制在500-650攝氏度，以保證物料的充分熱解，半焦成熟區(qū)溫度可以控制在500-600攝氏度，從而進(jìn)一步加熱一部分沒有完全熱解的物料。
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，集氣總管451設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器400的中心軸上，集氣支管452的一端與所述集氣總管451相連通，另一端連通至所述油氣導(dǎo)出管道440。集氣支管452的具體設(shè)置方式不受特別限制，例如包括但不限于沿集氣總管451的長度方向彼此平行布置。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，集氣支管452和集氣總管451之間可以具有一定角度，一些具體示例中，集氣支管452垂直于集氣主管451設(shè)置。由此，有利于油氣混合物的快速導(dǎo)出。
[0050]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道440與集氣支管452的一端相連通，并且油氣導(dǎo)出管的管壁上設(shè)置有通孔。由此，通過設(shè)置油氣導(dǎo)出管道，使得熱解過程中產(chǎn)生的熱解油氣快速導(dǎo)出，從而有效抑制油氣二次裂解，提高熱解油收率。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，通孔的數(shù)量不受特別限制，在一些具體示例中，油氣導(dǎo)出管道440的管壁上設(shè)置有多個通孔，優(yōu)選地，該多個通孔在油氣導(dǎo)出管道440的長度方向上均勻分布。由此，有利于油氣混合物快速導(dǎo)出。
[0051]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道440沿?zé)峤夥磻?yīng)器400的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。
[0052]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道440與蓄熱式輻射管460平行布置，且蓄熱式輻射管460的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道440。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在每根蓄熱式輻射管兩側(cè)安裝油氣導(dǎo)出管道，熱解產(chǎn)生的油氣混合物通過導(dǎo)出管道被迅速導(dǎo)出，從而有效地抑制了油氣的二次裂解，進(jìn)而提高熱解油的收率，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0053]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，如圖2所示，油氣導(dǎo)出管道440與鄰近的蓄熱式輻射管460的管壁之間距離L為油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。由此可以立刻導(dǎo)出產(chǎn)生的熱解油氣混合物，避免熱解油裂解，提高熱解油產(chǎn)率。
[0054]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，同一層油氣導(dǎo)出管道440連通至同一根集氣支管452。由此，能夠?qū)⒂蜌饣旌衔锛?、快速地?dǎo)出。
[0055]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第二旋風(fēng)分離器470具有第二氣固混合物入口471、第二氣體出口 473和第二固體出口 472，其中，第二氣體出口 473與油氣混合物出口 420相連通，集氣總管451的末端延伸連通至該第二旋風(fēng)分離器470的第二氣固混合物入口 471。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置旋風(fēng)分離器，對熱解產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離處理，能夠有效降低排出熱解反應(yīng)器的油氣混合物的含塵量，有效抑制出熱解反應(yīng)器的熱解油氣混著粉塵冷凝堵塞后續(xù)管道和相關(guān)設(shè)備；同時，旋風(fēng)分離器內(nèi)置熱解反應(yīng)器內(nèi)，可減少熱解反應(yīng)器至油氣混合物冷凝裝置之間管路的保溫設(shè)施，減少設(shè)備的保溫面積和降低系統(tǒng)伴熱能耗。
[0056]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第二旋風(fēng)分離器470的外壁和與其相鄰的蓄熱式輻射管460之間焊接有支撐桿480，由此能夠?qū)⒃撔L(fēng)分離器牢固的固定于熱解反應(yīng)器內(nèi)部。通常，第二旋風(fēng)分離器470設(shè)置于熱解反應(yīng)器400的上部，因此，可以在第二旋風(fēng)分離器470外壁和第一層蓄熱式輻射管之間焊接支撐桿480。
[0057]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器400上同時還設(shè)置有蓄熱式輻射管燃燒所需的燃料、空氣和燃燒后的煙氣進(jìn)出口，燃?xì)馊肟诤涂諝馊肟诜謩e和蓄熱式輻射管460相連，在蓄熱式輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)生的預(yù)熱煙氣經(jīng)過與空氣換熱后，降溫至90-150攝氏度，低溫?zé)煔饪山?jīng)干燥提升管100的煙氣入口 120供給至干燥提升管100內(nèi)，用于對原料進(jìn)行干燥和預(yù)熱處理，進(jìn)一步提高了熱解反應(yīng)器效率和燃燒效率。
[0058]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器400的高度和寬度宜相當(dāng)，寬度可以為2-6米，高度可以通過控制每層蓄熱式輻射管的數(shù)量和間距控制，通常熱解反應(yīng)器的高度可以為5?20m。由此，可以實(shí)現(xiàn)對物料的完全熱解。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，參照圖3，本實(shí)用新型的熱解系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括:破碎裝置500、第二螺旋送料機(jī)600，煤倉700和第三螺旋送料機(jī)800。
[0060]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，破碎裝置500用于將原料煤的粒徑破碎至1-3毫米。由此，得到的粉煤原料在熱解反應(yīng)器400中受熱均勻，有利于提高熱解反應(yīng)的效率和熱解油收率。
[0061]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第二螺旋送料機(jī)600與破碎裝置500相連通，用于將破碎得到的粉煤原料供給至煤倉700。
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，煤倉700與第二螺旋送料機(jī)600相連通，適于儲存粉煤原料。
[0063]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述第三螺旋送料機(jī)800與煤倉700和干燥提升管100的原料入口 110相連通，適于將儲存于煤倉700中的粉煤原料供給至干燥提升管100中。
[0064]在本實(shí)用新型的另一方面，本實(shí)用新型提供了利用前面所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)進(jìn)行低階粉煤熱解的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖4，該低階粉煤熱解方法包括以下步驟:
[0065]S100:將低階粉煤供給至干燥提升管進(jìn)行干燥處理，得到煙氣和煤的混合物料。
[0066]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，在進(jìn)行步驟SlOO之前，可以預(yù)先利用破碎裝置對原料煤進(jìn)行破碎處理，使得破隨后的熱解料的粒徑為1-3毫米。由此，熱解在熱解反應(yīng)器中受熱均勻，熱解反應(yīng)效率較高，熱解油收率較高。
[0067]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，在該步驟中，利用熱解反應(yīng)器中的蓄熱式輻射管燃燒產(chǎn)生的煙氣對低階粉煤進(jìn)行干燥處理，在降低原料煤含水量的同時，還能夠?qū)Φ碗A粉煤進(jìn)行預(yù)熱處理，由此，進(jìn)一步提高了反應(yīng)器效率和燃燒效率，實(shí)現(xiàn)了資源循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)性好。
[0068]S200:利用第一旋風(fēng)分離器對煙氣和煤的混合物料進(jìn)行氣固分離處理，得到煙氣和熱解料。
[0069]S300:利用第一螺旋送料機(jī)將所述熱解料加入熱解反應(yīng)器中，并使所述熱解料進(jìn)行熱解反應(yīng)，得到油氣混合物和半焦。
[0070]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器上部的溫度為680-730攝氏度，中部的溫度為500-650攝氏度，下部的溫度為500-600攝氏度。具體地，熱解料在熱解反應(yīng)器中由上至下運(yùn)動，依次經(jīng)過上部干燥脫水區(qū)、中部熱解反應(yīng)區(qū)和下部半焦成熟區(qū)，在干燥脫水區(qū)熱解料快速脫去水分，然后于熱解反應(yīng)區(qū)進(jìn)行熱解反應(yīng)，得到油氣混合物和半焦，油氣混合物通過油氣導(dǎo)出管道快速導(dǎo)出，并經(jīng)集氣支管、集氣總管匯集并供給至第二旋風(fēng)分離器，經(jīng)除塵后排出熱解反應(yīng)器，得到的半焦繼續(xù)向下運(yùn)動進(jìn)入半焦成熟區(qū)，然后通過半焦出口排出熱解反應(yīng)器。
[0071]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該方法，能夠快速有效的熱解低階粉煤，且利用前面所述的熱解系統(tǒng)實(shí)施該方法，具有前面所述的熱解系統(tǒng)的全部特征和優(yōu)點(diǎn)，在此不再一一贅述。
[0072]下面參照圖3和圖4，對根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低階粉煤熱解系統(tǒng)和低階粉煤熱解方法的工作狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)描述，具體如下:
[0073]將低階粉煤供給至破碎裝置500進(jìn)行破碎處理，得到的粒度在1-3毫米的粉煤經(jīng)第二螺旋送料機(jī)600供給至煤倉700中儲存，儲存于煤倉700中的粉煤在第三螺旋送料機(jī)800的作用下經(jīng)原料入口 110供給至干燥提升管100，同時經(jīng)煙氣入口 120向干燥提升管100中通入煙氣，在煙氣的作用下，粉煤由下至上運(yùn)動，煙氣和粉煤的混合物經(jīng)混合物料出口 130進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器200，分離后的氣體經(jīng)第一氣體出口 220排出，分離得到的固體經(jīng)第一固體出口 230進(jìn)入第一螺旋送料機(jī)300，在第一螺旋送料機(jī)300的推進(jìn)作用下，被供給至熱解反應(yīng)器400內(nèi)，同時蓄熱式輻射管460為熱解反應(yīng)器400提供適宜的溫度場，在熱解反應(yīng)器400內(nèi)部，熱解料由上至下運(yùn)動，依次經(jīng)過干燥脫水區(qū)、熱解反應(yīng)區(qū)以及半焦成熟區(qū)，熱解料經(jīng)過熱解反應(yīng)生成油氣混合物和半焦，其中，油氣混合物通過油氣導(dǎo)出管道440的通孔快速進(jìn)入油氣導(dǎo)出管道，并依次進(jìn)入與其連通的集氣支管452、集氣總管451，然后通過氣固混合物入口 471進(jìn)入第二旋風(fēng)分離器470，氣固分離后得到的固體通過第二固體出口 47 2進(jìn)入熱解反應(yīng)器，與半焦一起經(jīng)半焦出口 430排出熱解反應(yīng)器，分離得到的氣體依次經(jīng)第二氣體出口473及油氣混合物出口 420排出熱解反應(yīng)器，進(jìn)入后續(xù)處理工序。
[0074]下面參考具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實(shí)用新型。
[0075]實(shí)施例
[0076]利用本實(shí)用新型的熱解系統(tǒng)對粉煤進(jìn)行熱解處理，熱解料及熱解反應(yīng)器各項(xiàng)參數(shù)如下:
[0077]榆林褐煤的工業(yè)分析:Mad%，6.75%、Vad%，31.59%、Aad%，5.41 %、Fcad%，56.25%，煤破碎粒徑I?3mm。
[0078]工藝參數(shù):熱解反應(yīng)器上部溫度580°C，中部溫度605°C，下部溫度594°C，油氣混合物出口溫度583°C，旋風(fēng)分離器氣體出口溫度565°C，熱解反應(yīng)器內(nèi)部壓力4.73Kpa，熱解油氣混合物出口細(xì)塵脫除效率95%，出口含塵量85mg/Kg。熱解爐采用DN250的圓形，輻射管左右中心間距300mm，垂直中心間距為450mm，輻射管層數(shù)在20層左右為宜，反應(yīng)器寬度為4.5m，高度為15m。
[0079]熱解三產(chǎn)分布:焦油17.4%、熱解氣12.8%、半焦69.8%。
[0080]在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0081]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0082]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，包括: 干燥提升管，所述干燥提升管設(shè)置有原料入口、煙氣入口和混合物料出口，所述原料入口位于所述干燥提升管下部的側(cè)壁上，所述煙氣入口位于所述干燥提升管的底部，所述混合物料出口位于所述干燥提升管上部的側(cè)壁上； 第一旋風(fēng)分離器，所述第一旋風(fēng)分離器具有第一氣固混合物入口、第一氣體出口和第一固體出口，所述第一氣固混合物入口與所述混合物料出口連通； 第一螺旋送料機(jī)，所述第一螺旋送料機(jī)與所述第一固體出口相連通； 熱解反應(yīng)器，所述熱解反應(yīng)器設(shè)置有熱解料入口、油氣混合物出口和半焦出口，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道、集氣總管、多根集氣支管、蓄熱式輻射管和第二旋風(fēng)分離器， 其中，所述熱解料入口與所述第一螺旋送料機(jī)相連通， 所述集氣總管設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的中心軸上， 所述集氣支管的一端與所述集氣總管相連通，另一端連通至所述油氣導(dǎo)出管道； 所述第二旋風(fēng)分離器具有第二氣固混合物入口、第二氣體出口和第二固體出口，其中，所述第二氣體出口與所述油氣混合物出口相連通，所述集氣總管的末端延伸連通至所述第二旋風(fēng)分離器的第二氣固混合物入口 ； 所述蓄熱式輻射管沿著所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述集氣支管沿所述集氣總管的長度方向彼此平行布置， 任選的，所述集氣支管垂直于所述集氣主管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo)出管道沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo)出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且所述蓄熱式輻射管各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo)出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁之間距離為所述油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo)出管道的管壁上設(shè)置有多個通孔。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔在所述油氣導(dǎo)出管道的長度方向上均勻分布。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，同一層所述油氣導(dǎo)出管道連通至同一根所述集氣支管。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，所述第二旋風(fēng)分離器的外壁和與其相鄰的所述蓄熱式輻射管之間焊接有支撐桿，以固定所述第二旋風(fēng)分離器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階粉煤熱解系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 破碎裝置； 第二螺旋送料機(jī)，所述第二螺旋送料機(jī)與所述破碎裝置相連通；煤倉，所述煤倉與所述第二螺旋送料機(jī)相連通；第三螺旋送料機(jī)，所述第三螺旋送料機(jī)與所述煤倉和所述干燥提升管的原料入口相連 通。
【文檔編號】C10B53/04GK205635481SQ201620271831
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】梅磊, 陳水渺, 姜朝興, 孫祖平, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司