[發明專利]熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器

有效

• 申請號: 201610245425.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105749820B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 郭啟海;丁力;肖磊;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: B01J8/08
• 分類號: B01J8/08;B01J19/08;B01J4/00;C07C11/24;C07C1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發明涉及乙炔生產技術領域，具體而言，涉及一種熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器。

背景技術

相關技術中，對熱等離子體裂解煤制乙炔工藝的研究，主要從乙炔收率角度出發，乙炔收率及比能耗是衡量熱等離子體裂解制乙炔可行性的重要指標，而反應器結構又對乙炔收率及比能耗有顯著影響。縱觀所有等離子體煤制乙炔反應器，熱等離子體裂解煤制乙炔過程中，僅裂解煤中揮發分轉化為乙炔氣，乙炔收率僅有20％-40％，原煤轉化率低，占有50％以上的固體半焦沒有參與反應，通過急冷后排出反應器。此部分固體半焦在煤制乙炔過程中沒有轉化利用，直接急冷后排出反應器，不僅能源轉化效率低，而且帶出的高溫顯熱通過急冷過程沒有在工藝過程中利用，系統能量利用率大大降低。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出一種提高原煤轉化率以及能量利用率的熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器。

根據本發明實施例的熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器包括：殼體，所述殼體內限定出自上向下依次連通的氣固混合室、煤裂解反應室、碳化鈣合成反應室、冷卻水解反應室以及氣-固液分離室，所述氣固混合室具有煤進口、氫氣進口以及等離子體噴槍插口，所述碳化鈣合成反應室具有氧化鈣進口，所述冷卻水解反應室具有進水口，所述氣-固液分離室具有氣體出口以及固液混合物出口。

根據本發明實施例的熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器，能夠提高原煤轉化率以及能量利用率。

根據本發明的一些實施例，所述氣固混合室的等離子體噴槍插口上插設有多個等離子體噴槍，所述多個等離子體噴槍沿所述氣固混合室的周向均布且相對于所述氣固混合室的中心軸線成對設置。

優選地，所述等離子體噴槍插口位于所述氣固混合室的頂部。

根據本發明的一些實施例，所述等離子體噴槍自外至內斜向下設置，每個所述等離子體噴槍的傾斜角度為15-30度。

根據本發明的一些實施例，所述氣固混合室的煤進口上插設有多個煤粉噴嘴，所述煤粉噴嘴沿所述氣固混合室的周向均勻分布且相對于所述氣固混合室的中心軸線成對設置；所述氣固混合室的氫氣進口上插設有多個氫氣噴嘴，所述氫氣噴嘴沿所述氣固混合室的周向均勻分布且相對于所述氣固混合室的中心軸線成對設置。

根據本發明的一些實施例，所述殼體在所述煤裂解反應室、所述碳化鈣合成反應室所在處具有耐火保溫層。

根據本發明的一些實施例，所述氧化鈣進口位于所述碳化鈣合成反應室的上部，所述氧化鈣進口的個數為多個且每個氧化鈣進口上插設有氧化鈣噴嘴，所述多個氧化鈣噴嘴沿所述碳化鈣合成反應室的周向均勻分布且相對于所述碳化鈣合成反應室的中心軸線成對設置。

根據本發明的一些實施例，所述冷卻水解反應室設有環形的水冷器，所述水冷器上形成有所述進水口，所述水冷器內設有多個沿其周向均布的水噴嘴。

根據本發明的一些實施例，所述氣體出口位于所述氣-固液分離室的上部，所述固液混合物出口位于所述氣-固液分離室的底部。

根據本發明的一些實施例，所述氣-固液分離室的下部的內壁自上至下向內傾斜。

根據本發明的一些實施例，所述冷卻水解反應室的內壁直徑大于所述碳化鈣合成反應室的內壁直徑。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器的示意圖。

附圖標記：

反應器100，殼體10，氣固混合室20，煤進口21，氫氣進口22，等離子體噴槍插口23，煤粉噴嘴24，氫氣噴嘴25，煤裂解反應室30，碳化鈣合成反應室40，氧化鈣進口41，氧化鈣噴嘴42，冷卻水解反應室50，進水口51，水噴嘴52，水冷器53，氣-固液分離室60，氣體出口61，固液混合物出口62，等離子體噴槍70，耐火保溫層80。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參照圖1詳細描述根據本發明實施例的熱等離子體裂解煤制乙炔的反應器100。