[實(shí)用新型]細(xì)粒煤熱解設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020159917.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN201660597U
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦紅光;劉全潤;王燦;趙繼芬;李沙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C10B53/04
• 分類號(hào): C10B53/04;C10B49/02;C10J3/48;C10J3/60;C10L9/08
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及多種氣氛及其混合氣氛下煤粉熱處理的技術(shù)，具體說是涉及一種細(xì)粒煤熱解設(shè)備。該裝置可實(shí)現(xiàn)高溫高壓水蒸氣下煤粉熱處理的試驗(yàn)研究，也可用于煤粉磁性強(qiáng)化、煤粉焦化及煤粉氣化等領(lǐng)域。

技術(shù)背景：

煤粉熱解是煤燃燒過程的一個(gè)重要的初始階段，因此研究煤粉的熱處理裝置對(duì)于煤粉磁性強(qiáng)化等具有十分重要的意義，選擇適合的熱處理裝置可以在一定的程度上改善煤粉的燃燒狀況。目前，煤粉熱處理試驗(yàn)裝置按其加熱方式分為電加熱、等離子體加熱、微波加熱等，后兩種加熱方式雖然具有升溫速度快、選擇性加熱等優(yōu)勢，但由于設(shè)備昂貴、可控性差，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，目前仍以電加熱為主要方式。電加熱方式中多采用常壓固定床反應(yīng)器、石英管反應(yīng)器、自由落下床反應(yīng)器等，上述反應(yīng)器由于反應(yīng)空間狹小，每次樣品量僅為0.5～3g，很難滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求；同時(shí)很多試驗(yàn)裝置僅能實(shí)現(xiàn)常壓單一氣氛下煤粉熱處理試驗(yàn)，對(duì)于高壓混合氣氛(特別是高溫水蒸氣)下煤粉熱處理試驗(yàn)無能為力。現(xiàn)已見到的常用細(xì)粒煤熱解設(shè)備如下圖所示。

張國杰等人在進(jìn)行高硫煤加氫熱解脫硫試驗(yàn)研究過程中采用細(xì)粒煤熱解設(shè)備為常壓固定床反應(yīng)器，此裝置設(shè)計(jì)簡單，操作方便，但只有一個(gè)進(jìn)氣口，不能進(jìn)行多種氣氛及混合氣氛下的煤粉熱處理試驗(yàn)；同時(shí)該裝置只能進(jìn)行常壓反應(yīng)，無法進(jìn)行煤粉高壓熱處理試驗(yàn)；由于其反應(yīng)器設(shè)計(jì)尺寸偏小，此裝置試樣處理量為3g，粒度小于3mm，同時(shí)該裝置由于沒有添加焦油收集器及冷卻設(shè)備等，無法收集煤粉熱處理過程中產(chǎn)生的焦油，即不能準(zhǔn)確分析煤粉熱處理過程中產(chǎn)生焦油含量及其硫含量，極大影響此裝置的應(yīng)用范圍。徐龍等人在研究兗州煤熱解預(yù)脫硫行為中通過改變固定床反應(yīng)器為石英管反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了快速升溫?zé)峤夂统绦蛏郎責(zé)峤鈨蓚€(gè)過程，但由于石英管內(nèi)徑為1.4cm，每次樣品量僅為0.5g，樣品處理量太小，同時(shí)石英管易碎，縮短此裝置使用壽命。

Sugawara等人在對(duì)煙煤進(jìn)行快速熱解脫硫試驗(yàn)研究過程中采用煤粉熱解裝置為常壓自由落下床反應(yīng)器，將進(jìn)氣口設(shè)計(jì)在裝置的底部，試樣從裝置的頂部自由落下進(jìn)入高溫區(qū)，經(jīng)迅速加熱后落到裝置底部。該裝置操作方便，設(shè)計(jì)成本低，但僅能進(jìn)行常壓快速加熱，不能進(jìn)行程序升溫加熱，同時(shí)樣品處理量少，同時(shí)對(duì)氣流控制要求較高，顆粒在經(jīng)過高溫區(qū)的反應(yīng)時(shí)間很難控制，可控性較差。

高梅杉等人在研究褐煤在甲烷氣氛下熱解特性及硫析出規(guī)律中其熱處理裝置采用了雙進(jìn)氣口，實(shí)現(xiàn)了混合氣氛下煤粉加熱試驗(yàn)研究，通過質(zhì)量流量計(jì)和質(zhì)量流量控制顯示儀精確測量和控制氣體流量，將試樣放入瓷舟并推至石英管中部，通過管式爐的程序升溫進(jìn)行加熱。但此裝置只能在常壓下進(jìn)行，不能進(jìn)行高壓反應(yīng)試驗(yàn)，同時(shí)該裝置處理量少，不便于大型化，僅滿足對(duì)此次試驗(yàn)的要求。

李斌等人在進(jìn)行高硫煤半焦水蒸氣部分氣化預(yù)脫硫試驗(yàn)中其熱處理裝置添加了計(jì)量泵及蒸氣發(fā)生器，可進(jìn)行水蒸氣氣氛下煤粉熱處理試驗(yàn)，但只設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)氣口，反應(yīng)過程中僅能充入一種氣體，采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)不能很好的控制氣體流量，同時(shí)該裝置沒有安裝壓力表及背壓閥，只能進(jìn)行常壓條件下的試驗(yàn)，試樣處理量少，影響其應(yīng)用范圍。

馮玉濱等人在研究煤的熱解與硫的析出特性時(shí)采用的是一種以固定床為反應(yīng)器，以硅碳管為加熱原件的熱解裝置。在試驗(yàn)過程中將試樣放入瓷舟并推至石英管中部，通過硅碳管進(jìn)行加熱。此裝置處理量較小，一般為0.1g，同時(shí)只能進(jìn)行常壓及單一氣氛下的反應(yīng)。

表1常見細(xì)粒煤熱解設(shè)備

由上表可以看出，目前常用細(xì)粒煤熱解設(shè)備其結(jié)構(gòu)比較簡單，反應(yīng)壓力多設(shè)計(jì)為常壓，進(jìn)氣方式多采用單一進(jìn)氣口，樣品處理量小且對(duì)粒度有要求，同時(shí)這些熱處理裝置基本對(duì)于后續(xù)的焦油的收集及處理尚未涉及，這些弊端將直接影響其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)上述細(xì)粒煤熱解設(shè)備中存在的不足之處，而提供一種可在多種氣氛及其混合氣氛下對(duì)煤粉進(jìn)行熱處理的裝置。本實(shí)用新型的細(xì)粒煤熱解設(shè)備不僅兼有傳統(tǒng)細(xì)粒煤熱解設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，而且添加計(jì)量泵、水桶及背壓閥等裝置，可實(shí)現(xiàn)高溫高壓水蒸氣下煤粉熱解預(yù)處理的試驗(yàn)研究，同時(shí)具有操作方便、處理量大、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。可被廣泛的應(yīng)用于煤粉磁性強(qiáng)化、煤粉焦化及煤粉氣化等領(lǐng)域。

本實(shí)用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：