[發明專利]一種用于固體熱解工藝中能量階梯回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201710028910.4
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106642041B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 何建祥;劉明會;張紀剛;魏超;齊濤;何方;崔凱
• 申請（專利權）人: 西安三瑞實業有限公司
• 主分類號: F22B1/02
• 分類號: F22B1/02;F22D1/00;C10B53/00;C10B53/06;C10B53/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種用于固體熱解工藝中能量階梯回收方法及裝置，方法包括：熱解反應器熱解后的熱固體熱解物經上卸料器排入一級冷卻器與除鹽水間接換熱，除鹽水產生蒸汽；經一級冷卻后的固體物料經過下卸料器排入二級冷卻器前段與除鹽水間接換熱，除鹽水產生蒸汽；二級冷卻器前段物料經倒料裝置進入二級冷卻器主體，與除鹽水間接換熱，物料溫度進一步降低，除鹽水吸收熱量后作為鍋爐給水送入鍋爐。裝置包括立式列管式換熱的一級冷卻器和前段夾套式冷卻，主體回轉式列管冷卻的二級冷卻器。本裝置熱量回率高達70～80％，降低了企業生產能耗和冷卻水量，節約了水資源，降低了冷卻水輸送的動力消耗；且在固體物料的冷卻過程無廢水排放，環保優勢明顯。

技術領域

本發明涉及一種用于固體熱解工藝中能量階梯回收的方法及裝置，屬節能、環保技術領域。

背景技術

我國能源總量中石油所占比例不足5％，天然氣僅占0.3％左右，中國缺油、少氣的局面成為困擾經濟社會發展的顯著問題，因此，非常規油氣資源的開發近年日益受到重視，逐漸成為新的經濟增長極。隨之而來開發的固體能源熱解技術層出不窮。

目前國內針對煤、油砂、油頁巖、生物質等固體物料的熱解技術主要有內熱立式爐工藝、外熱式立式爐工藝、固體熱載體工藝、流化床等工藝，這些工藝技術在熱解時均需將固體物料加熱至400～600℃，固體產物攜帶的大量熱量不能被有效的利用。目前廣泛應用的內熱式直立爐熱解產生的高溫半焦通過熄焦裝置與水直接接觸，從而降低半焦的溫度。固體熱載體、循環流化床、內外熱式回轉爐工藝熱解產生的高溫固體產物一般采用循環水間接冷卻或是通過冷的惰性氣體直接接觸來降低產品的溫度。前者通過與水直接接觸，不僅大量的熱量沒有得到回收，還造成大量廢水的產生以及環境的污染。后者采用的冷卻技術只是單純的將固體產品的溫度降低，達到后續處理的目的，沒有充分回收其所攜帶的熱量，造成社會資源的損失。

發明內容

針對現有技術存在的缺點，本發明的目的是提供一種用于固體熱解工藝中能量階梯回收的方法及裝置，其工藝合理、技術先進、經濟可行，存在明顯優勢。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的：

一方面，本發明提供了一種用于固體熱解工藝中能量階梯回收方法，包括下述步驟：

1)將經熱解反應器產出的固體熱解物由上卸料器均勻排入一級冷卻器，在一級冷卻器中與一級冷卻器管程中除鹽水間接換熱，除鹽水從一級冷卻器除鹽水進口進入，吸收熱量產生部分蒸汽后從一級冷卻器蒸汽出口排出，熱物料溫度降低，除鹽水吸收熱量產生蒸汽；

3)經過一級冷卻器冷卻后的固體熱解物經過下卸料器均勻的排入二級冷卻器前段與除鹽水間接換熱，固體熱解物在二級冷卻器前段中與除鹽水間接換熱，固體物料溫度進一步降低，除鹽水從二級冷卻器前段除鹽水進口進入吸收熱量產生蒸汽后從二級冷卻器前段蒸汽出口排出；

4)二級冷卻器前段中固體熱解物經過二級冷卻器中的倒料裝置進入二級冷卻器主體與列管中除鹽水間接換熱，固體熱解物溫度進一步降低，除鹽水從二級冷卻器主體除鹽水進口進入，吸收熱量后從二級冷卻器主體除鹽水出口排出。

進一步，步驟1)中，所述固體熱解物為經熱解反應器加熱至450～700℃的熱解產物。

進一步，步驟1)中，一級冷卻器管程中除鹽水溫度為30～40℃，間接換熱10～30min，固體熱解物溫度降低至300～350℃。

進一步，步驟2)中，在二級冷卻器前段中除鹽水溫度為30～40℃，間接換熱1～5min，固體熱解物溫度進一步降低至220～300℃。

進一步，步驟3)中，在二級冷卻器主體內列管中除鹽水溫度為30～40℃，間接換熱20～60min，固體熱解物溫度進一步降低至60～100℃；

除鹽水從二級冷卻器主體除鹽水進口進入，吸收熱量溫度升至50～80℃后從二級冷卻器主體除鹽水出口排出，作為鍋爐給水送入鍋爐。