[實用新型]多功能含碳物質熱解評價裝置

有效

• 申請號: 201420396482.2
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN204064978U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 吳道洪;裴培;王其成
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/20
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

技術領域

本實用新型涉及一種多功能含碳物質熱解評價裝置。

背景技術

2012年我國煤炭產量36.5億噸，約占一次能源生產總量78.4％，煤炭消費約占一次能源消費總量72.6％。同時，國際石油價格持續攀升并高位振蕩，2012年，中國消費石油4.89億噸，石油凈進口2.84億噸，對外依存度58％，比上年提高1.5％。煤化工與石油化工相比具備了一定的競爭力。因此，發展煤炭的低碳、清潔、高效利用對緩解可持續發展壓力以及能源戰略安全問題具有重大意義。煤在隔絕空氣的條件下進行加熱，在不同的溫度下發生一系列物理變化和化學反應的復雜過程稱為煤的熱解，也叫煤的干餾或熱分解。煤的干餾是氣化、燃燒等其它化學過程的第一步，也是實現煤炭煤分質梯級利用的必要過程。

目前常見的干餾技術按加熱方式可分為外熱式和內熱式。內熱式干餾技術以高溫氣體或固體熱載體與物料直接接觸換熱進行熱解，該類技術雖然具有傳熱效率高且加熱速率快的優點，但突出問題是熱解過程中由于夾帶、混合等作用導致煤氣與焦油中含塵量高，后續分離和處理工藝復雜。外熱式干餾技術通過加熱壁向物料傳熱，物料層由外向內導熱升溫，在該過程中由于物料的導熱性差，導致物料升溫速率低、物料溫度分布不均勻、熱解油、氣溢出阻力大、停留時間長等不利因素。可見，強制對流換熱技術的引入是解決外熱式干餾技術缺陷的一種途徑。同時，在增強傳熱效果的同時如何盡量控制粉塵夾帶也是必要的研究課題。

現有的含碳物質熱解評價裝置與方法中，如中國專利CN202450043U、CN?103131453?A等熱解評價系統中均未涉及到對熱解過程含塵量的考察、強制對流換熱試驗方法以及對兩者之間影響關系的研究。

實用新型內容

本實用新型針對現有內熱式和外熱式干餾技術中對粉塵夾帶和強制對流換熱協同作用研究的不足，提供了一種將低溫干餾、強制對流換熱、加氫熱解以及含塵測量等多種功能有效結合的多功能含碳物質熱解評價裝置及評價方法。本實用新型可完成不同種類的煤、生物質、垃圾、廢舊輪胎、廢舊有機物、有機污泥等含碳物的熱解工藝評價試驗。

本實用新型提供了一種多功能含碳物質熱解評價裝置，其包括：反應器1、冷凝裝置或含塵量測試裝置16、氣體油水分離器8、分離器儲液罐9、第一氣體流量計10、儲氣罐11、氣體強制循環裝置；

其中，反應器1、冷凝裝置或含塵量測試裝置16、氣體油水分離器8、第一氣體流量計10、儲氣罐11依次連通；氣體油水分離器8的液出口與分離器儲液罐9相連；

所述冷凝裝置包括：過濾器2、一級冷凝器3、二級冷凝器4、一級冷凝器儲液罐6、二級冷凝器儲液罐7；其中，過濾器2、一級冷凝器3、二級冷凝器4依次連通；過濾器2與反應器1的氣體出口相連；一級冷凝器3的液出口與一級冷凝器儲液罐6相連；二級冷凝器4的液出口與二級冷凝器儲液罐7相連；

所述含塵量測試裝置16包括：冷井20、放置在冷井20中的洗氣瓶21；所述冷井20為多級冷井，優選為三級冷井或多于三級的冷井；

所述氣體強制循環裝置包括：配氣系統19或配氣系統19和循環泵12、混氣罐13、第二氣體流量計14、氣體預熱器15；其中，配氣系統19或配氣系統19和循環泵12依次與混氣罐13、第二氣體流量計14、氣體預熱器15連通；循環泵12與儲氣罐11相連，氣體預熱器15與反應器1氣體入口相連。

根據本實用新型的多功能含碳物質熱解評價裝置還包括：制冷機組5；其中，制冷機組5的兩個冷卻液出口分別與一級冷凝器3和二級冷凝器4的冷卻液入口相連通；一級冷凝器3和二級冷凝器4的冷卻液出口分別與制冷機組5的兩個冷卻液入口相連通。

本實用新型的多功能含碳物質熱解評價裝置還包括：多個壓力程序控制裝置17以及多個溫度程序控制裝置18，其中，反應器1的氣體出口、二級冷凝器4的氣體出口或者含塵量測試裝置16的氣體出口、混氣罐13上分別布置有壓力程序控制裝置17；二級冷凝器4的氣體出口或者含塵量測試裝置16的氣體出口、預熱器15出口分別布置有溫度程序控制裝置18；

制冷機組5的兩個冷卻液出口分別布置有溫度程序控制裝置18。

溫度程序控制裝置18的溫度控制精度±3℃，壓力程序控制裝置17的壓力控制精度±0.5％F.S.。

根據本實用新型的多功能含碳物質熱解評價裝置，反應器1設置有能耗監測系統和DCS系統。

根據本實用新型的多功能含碳物質熱解評價裝置，反應器1設置有熱電偶。