[實用新型]一種粉煤熱解氣的原位催化調質裝置

有效

• 申請號: 201520966058.1
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN205205087U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 劉斌;賈文婷;劉星;蘇玉更;陳松;單小勇;白建明
• 申請（專利權）人: 華電重工股份有限公司
• 主分類號: C10K1/34
• 分類號: C10K1/34;C10K1/02;B01D45/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿;路偉廷

技術領域

本實用新型涉及煤干餾技術領域，特別是涉及一種粉煤熱解氣的 原位催化調質裝置。

背景技術

煤炭熱解，又稱煤炭干餾，是指煤在隔絕空氣的條件下加熱至高 溫，得到焦油、煤氣、半焦的過程。煤炭熱解是提高煤炭資源利用效 率、增加煤炭產品附加值，緩解我國石油、天然氣資源緊張的有效途 徑。傳統的煤炭熱解以塊煤為主。隨著近年來機械化采煤程度的提高， 粉煤的產量也隨之增加，粉煤熱解氣工藝技術逐漸引起人們的關注， 成為國內外競相開發的重點。

目前，國內外開發的粉煤熱解氣工藝，包括Garrett工藝、L-R工 藝和DG新法干餾工藝，都面臨著所產焦油含塵量過大的難題。熱解 氣在高溫下除塵是解決這一問題的有效途徑，但由于熱解氣中含有大 量的重質焦油，其對溫度非常敏感，溫度一旦<500℃，就開始析出并 沉積在過濾介質及出灰口位置，導致除塵系統失效。

利用催化裂解的方法在高溫下將熱解氣中含有的重質焦油變成 露點溫度較低的輕質組分，可以降低除塵過程對溫度的敏感性，同時 提高焦油的品質。

針對上述技術問題，中國專利CN103265978A提供了一種干餾煤 氣催化裂解和除塵一體化的系統和方法，包括移動顆粒床除塵器和多 個并列的金屬過濾管；顆粒移動床以催化劑為濾料，干餾煤氣進入到 顆粒移動床后在催化劑的作用下其含有的重質焦油發生裂解變成輕質 組分，同時熱解氣中的大部分粉塵在催化劑顆粒床層中被截留，伴隨 著催化劑的下移排出。

中國專利CN204162656U公開了一種熱解、除塵、催化調質一體 化的反應裝置，包括熱解反應器和催化反應床。催化反應床位于熱解 反應器的頂部，其床內放置顆粒催化劑或石英砂，底部斜向設置出料 口。高溫煤氣從催化劑床層的底部進入，經過顆粒床過濾催化后從床 層上部流出。高溫煤氣在催化調質的同時，實現對高溫熱解氣夾帶粉 塵的脫除。失效的催化劑從底部斜向出料口排出。

上述兩個專利均可以在一定程度上實現熱解、除塵、催化調質一 體化，但由于顆粒床攔截作用的固有缺陷，對于<10μm粉塵顆粒并不 能有效脫除；尤其是，這些小的粉塵顆粒易堵塞催化劑微孔，不可避 免的需要頻繁地卸掉失效的催化劑。

此外，顆粒床的另一個問題是操作較為復雜。

因此，如何設計一種粉煤熱解氣的原位催化調質裝置，以避免小 顆粒粉塵對催化劑的影響，同時簡化催化結構，提高使用便捷性，成 為本領域技術人員目前亟需解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種粉煤熱解氣的原位催化調質裝置， 能夠對于重質焦油進行裂解以形成輕質組分，進而降低粉煤熱解氣對 溫度的敏感性，同時利用微渦流聚結原理將小顆粒粉塵聚結長大后脫 除，避免堵塞催化劑。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種粉煤熱解氣的原位催 化調質裝置，包括中空的殼體，所述殼體具有熱解氣的出口和供熱解 氣進入的氣孔，所述殼體的至少一部分置入熱解爐中形成爐內段，所 述氣孔開設在所述爐內段；所述爐內段填充有對熱解氣中重質焦油的 裂解反應進行催化的催化劑，所述催化劑呈空心網格結構，且網孔的 孔徑處于0.1～10mm之間。

本實用新型的原位催化調質裝置，將殼體的至少一部分置入熱解 爐中形成爐內段，并在爐內段開設氣孔，以便將熱解氣引入殼體內， 通過殼體內的催化劑對熱解氣中重質焦油的裂解反應進行催化，將重 質焦油轉化為輕質組分，進而降低熱解氣對溫度的敏感度，輔助改善 除塵效果。同時，催化劑還可以設置為空心網格結構，并控制網孔的 孔徑處于預定范圍內，熱解氣在通過所述催化劑時，其流速和流向會 發生變化，加之內外表面會產生一定的摩擦阻力，使氣體產生微渦旋 流動；這種微渦旋流動能有效的促進氣體中固體顆粒的擴散與碰撞， 在催化劑的網孔內聚結長大，形成容易被去除的大顆粒，大部分被后 續熱解氣的帶動下由出口排出，并在后續的除塵步驟中去除?？梢?， 本申請的催化劑在起到催化作用的同時實現了小顆粒粉塵的去除，提 高了煤氣的潔凈度。

可選地，所述爐內段的側壁以及底壁均設有若干所述氣孔。

可選地，所述氣孔的孔徑處于0.1～20mm之間。

可選地，所述氣孔為圓孔、方孔、菱形孔或三角孔；開設在所述 爐內段的側壁的所述氣孔為菱形孔，開設在所述爐內段的底壁的所述 氣孔為圓孔。