[實用新型]燃燒與熱解耦合的三聯(lián)供裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120272330.8
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN202214329U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張榮光
• 申請（專利權(quán)）人: 張榮光
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B53/06;C10B53/04;C10B49/16;C10B57/00;C10G1/00
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所屬技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種燃燒與熱解耦合的三聯(lián)供裝置，是將含碳物質(zhì)通過快速熱解和燃燒處理從而轉(zhuǎn)化成油、氣、熱產(chǎn)品的裝置。這里所指的含碳物質(zhì)包括煤炭、生物質(zhì)、油頁巖等，也可以是它們的混合物。

背景技術(shù)：

含碳物質(zhì)經(jīng)過加工處理(如氣化、液化、燃燒、熱解等)可以獲得油、氣、熱等產(chǎn)品，已有的研究表明，采用單一過程(如氣化或液化)的工藝往往生產(chǎn)條件苛刻或產(chǎn)率低或成本高，而采用熱解與燃燒耦合的技術(shù)則生產(chǎn)條件容易達到，且可以比較經(jīng)濟地獲得油、氣、熱等產(chǎn)品，且資源利用率高。所謂熱解與燃燒耦合技術(shù)主要包括兩個過程：一是在熱解器中將含碳物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化成油氣產(chǎn)品和半焦，熱解所需要的熱量由固體熱載體(如瓷球或高溫灰)提供；二是在燃燒器中將半焦燃燒，用以加熱熱載體(如瓷球)或產(chǎn)生高溫灰和生產(chǎn)熱能。中國科學院工程熱物理研究所、過程工程研究所、山西煤化所、煤炭科學院北京煤化所、大連理工大學等就此都進行了許多的研究工作，所開發(fā)的技術(shù)不同之處主要體現(xiàn)在熱解器的工作原理上(比如移動床或鼓泡流化床或臥式回轉(zhuǎn)爐或下行床反應器)，相比而言，由中科院過程工程研究所提出的專利(ZL01218480.2)中的下行床反應器具有快速加熱、氣固快速分離等特點，其油品回收率和煤氣熱值較高。其不足之處是：整個熱解過程經(jīng)歷了混合器、下降管、快速氣固分離器，所以流程較長，設(shè)備較多，且氣固分離器結(jié)構(gòu)復雜；為加強熱灰與原料的混合，需要用惰性氣體將原料以切向射入混合器，所以除了加料過程復雜外，由于惰性氣體的加入煤氣熱值也會相應降低；由于熱解氣只能在快速氣固分離器中導出，故熱解過程中產(chǎn)生的熱解氣不能盡快導出，存在與高溫物料接觸時間長的問題，因而會導致較多的熱解氣體發(fā)生二次反應，從而降低了油的收率。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的是要提供一種流程短、設(shè)備少、油回收率高、熱量利用率高且產(chǎn)出煤氣熱值高的燃燒與熱解耦合的三聯(lián)供裝置。

本實用新型的結(jié)構(gòu)，包括：快速流化床燃燒器(1)、氣固分離器(2)、熱灰流入通道(5)、下行床炭化器(3)和半焦返送通道(4)，快速流化床燃燒器(1)上部與氣固分離器(2)的進口相連通，氣固分離器(2)的固體物出口通過熱灰流入通道(5)與下行床炭化器(3)的上部相連通，下行床炭化器(3)的下部通過半焦返送通道(4)與快速流化床燃燒器(1)的下部相連通，在半焦返送通道(4)和熱灰流入通道(5)上都設(shè)有固體物料閥，其特征在于，所述的下行床炭化器(3)的內(nèi)部設(shè)有固定式強化混合裝置，所述的下行床炭化器(3)的上部設(shè)有熱解氣排出口，所述的快速流化床燃燒器(1)的操作氣速為1-20米/秒，所述的三聯(lián)供裝置上有原料加入口。本實用新型的運行過程大致如下：①從原料加入口加入原料，在下行床炭化器(3)內(nèi)借助固定式強化混合裝置的混合作用，原料與來自氣固分離器(2)的熱灰進行有效的混合，發(fā)生快速熱裂解，同時借助氣體與固體的浮力和重力差異可在一定高度內(nèi)自動地將其分離，即產(chǎn)生的熱解氣借助氣體浮力自然地向位置較高的熱解氣排出口流出(進一步處理可獲得油氣產(chǎn)品)，殘留下來的固體物質(zhì)(主要是半焦和床料)則借重力自然沉降于下行床炭化器(3)的下部，所以在下行床炭化器(3)內(nèi)同時可完成混合、傳熱、熱解和氣固分離；②通過半焦返送通道(4)借助固體物料閥將沉降于下行床炭化器(3)下部的固體物質(zhì)送入快速流化床燃燒器(1)中，在此通入適量的空氣，將固體物料燃燒，隨后氣固產(chǎn)物通過氣固分離器(2)將熱灰與煙氣分離，分離的熱灰再借助固體物料閥通過熱灰流入通道(5)進入到下行床炭化器(3)。以此方式重復循環(huán)。為保證在所述的裝置內(nèi)有一定的固體物料循環(huán)量，快速流化床燃燒器(1)的操作氣速為1-20米/秒。所述的固體物料閥可以是L型閥、U型閥或J型閥，主要起控制固體物料的流動速度和切斷氣流(即在正常操作情況下它只允許固體物料通過，而氣體則被阻止)的作用。

以下就裝置的各部分做進一步詳細說明。