[發(fā)明專利]含碳物質(zhì)熱解裝置及含碳物質(zhì)的熱解方法

有效

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• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103980926A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳道洪;王其成
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10B53/08
• 分類號: C10B53/08;C10G1/00;C10B49/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含碳物質(zhì)熱解裝置及含碳物質(zhì)的熱解方法。

背景技術(shù)

煤的熱解是煤潔凈高效轉(zhuǎn)化利用的關(guān)鍵步驟。現(xiàn)有準工業(yè)化塊煤熱解技術(shù)多數(shù)因存在煤的導熱性差，料層透氣性不好，受熱不均勻，熱解得到的焦油產(chǎn)率低，半焦質(zhì)量不均勻等缺點而未能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應用。常見的立式干餾爐中物料熱解過程所需的熱量主要是由加熱爐墻傳入，因而熱效率較低；而流化床快速熱解又存在粉塵含量高，焦油品質(zhì)低等缺點。

在相關(guān)的塊煤干餾中低溫煤焦油制取輕質(zhì)化燃料的方法中，主要利用塊煤干餾制取氫氣，煤焦油加氫裂化制備輕質(zhì)化燃料。其中用于塊煤干餾的熱解反應爐是內(nèi)熱式直立爐或者外熱式直立爐二段。而外熱式和內(nèi)熱式立式爐均存在對原料物性、粒徑等限制嚴格，不適于褐煤等低階煤的處理。熱解過程中產(chǎn)生的污水中各種污染指數(shù)的指標嚴重超過了現(xiàn)有污水處理的要求。

在另一相關(guān)的煤低溫熱解裝置中，熱解反應器和除塵器采用熱空氣加熱層進行整體加熱，通過加熱中間介質(zhì)空氣來間接加熱熱解煤樣，雖然塊煤受熱均勻，但由于空氣的導熱性能差，導致了整個設(shè)備的熱效率低、生產(chǎn)能耗高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能耗低、受熱均勻、焦油產(chǎn)量高的含碳物質(zhì)熱解裝置。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種利用上述含碳物質(zhì)熱解裝置對含碳物質(zhì)進行的熱解方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供了一種含碳物質(zhì)熱解裝置，包括：爐體，所述爐體具有爐膛，所述爐膛上設(shè)有熱解氣入口和熱解氣出口；上熱輻射管和下熱輻射管，所述上熱輻射管設(shè)在所述爐膛內(nèi)的上部，所述下熱輻射管設(shè)在所述爐膛內(nèi)的下部；實心隔板，所述實心隔板設(shè)在所述上熱輻射管與所述下熱輻射管之間并鄰近所述下熱輻射管設(shè)置；以及多孔隔板，所述多孔隔板設(shè)在所述實心隔板與所述上熱輻射管之間，其中，所述多孔隔板為多層，且相鄰的所述多孔隔板之間的距離為50-100cm，所述熱解氣入口位于所述實心隔板與所述的多孔隔板之間，所述熱解氣出口位于所述上熱輻射管與所述多孔隔板之間。

根據(jù)本發(fā)明實施例的含碳物質(zhì)熱解裝置，通過在爐膛內(nèi)設(shè)置傳熱性能好的實心隔板和多孔隔板，提高了熱解氣體流動速度，使熱解氣體在爐膛內(nèi)進行強制對流傳熱，由此，強化了傳熱效果，降低了熱解氣體的二次裂解幾率，提高了焦油產(chǎn)率。同時，采用上下雙面加熱的方式，可使含碳物質(zhì)均勻受熱，增大了含碳物質(zhì)的處理量，節(jié)省了熱解時間，提高了其熱解效率。此外，采用蓄熱式輻射管高溫空氣燃燒器對爐膛進行加熱，利用低熱值煤氣，即可產(chǎn)生較高的熱效，由此，降低了能耗成本。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的含碳物質(zhì)熱解裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，含碳物質(zhì)熱解裝置進一步包括：旋風除塵器，所述旋風除塵器的入口與所述熱解氣出口連通，所述旋風除塵器的第一出口與所述熱解氣入口和室外連通，所述旋風除塵器的第二出口與集塵裝置連通；以及風機，所述風機設(shè)在所述熱解氣入口和所述旋風除塵器的所述第一出口之間，以將熱解氣出口排出的部分熱解氣體由所述熱解氣入口供給到爐膛內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述旋風除塵器的所述第一出口與所述室外之間設(shè)有陶瓷過濾器和油氣冷卻分離單元。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述實心隔板距離所述下熱輻射管為2-5cm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述多孔隔板的開孔率為5-15％，孔徑為3-10mm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，與所述實心隔板相鄰的所述多孔隔板與所述實心隔板的距離大于3cm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述上熱輻射管和下熱輻射管均為蓄熱式熱輻射管。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供了一種含碳物質(zhì)的熱解方法，包括以下步驟：

將含碳物質(zhì)放入爐體內(nèi)的多孔隔板和實心隔板上，布料厚度小于100cm；

在上熱輻射管和下熱輻射管內(nèi)通入燃氣點火開始對爐膛加熱，上輻射管溫度控制在480-600℃之間，下輻射管溫度控制在550-900℃之間，整個爐膛溫度控制在480-800℃之間；

將爐膛排出部分熱解氣體再次引入到爐膛內(nèi)，并將爐膛排出的另一部分熱解氣體排到室外。