[發明專利]一種高壓均熱快速熱解器

在審

• 申請號: 201711444746.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107936993A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 常勝良;謝善清;李生忠;林景龍;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京神霧電力科技有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B47/00;C10B57/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發明屬于石化技術領域，具體涉及一種高壓均熱快速熱解器。

背景技術

快速熱解是指在無氧或限氧的條件下，將物料快速升溫至熱解所需溫度，使得含碳高分子迅速的發生化學鍵斷裂反應，高溫高壓的工作環境會對提高熱解產物的生成速率有很大的提高。快速熱解器目前一般分為流化床、移動床、旋轉床等反應裝置，并且利用有載體和無載體兩種方法來實現溫度場的溫度分布以及升溫速率的要求，然而采用熱載體的快速熱解器涉及到載體與原料的均布、混合、和反應，以及下游載體與半焦產物的分離、再預熱、再輸送等一系列復雜工藝，導致故障率提高，整體熱效率降低。也有采用無載體間接傳熱熱解器，但是傳熱效率低，大規模化較難，并且更多是采用矩形截面的熱解器，這種形式的熱解器僅僅適用于中低溫、常壓和低壓的工況下，針對高溫高壓的快速熱解器目前還需進一步開發。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種高壓均熱快速熱解器，采用筒體形式，頂部采用橢球面結構，底部采用錐形結構，其耐壓和耐高溫能力更強，出料流暢；不僅適用于低壓和高壓環境而且適用于低溫和高溫度環境；相對于熱載體快速熱解反應器，該熱解器結構簡單，性能穩定，降低了制造成本，提高材料利用率；整個系統制造和安裝簡單，連續運行時間長。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種高壓均熱快速熱解器，包括：熱解器筒體、布料器和蓄熱式輻射管，其中，

所述熱解器筒體的頂部為橢球面結構，中部為環形筒結構，底部為錐形結構；

所述橢球面結構上均勻設置有多個進料口，所述橢球面結構內設有多個與所述進料口對應的布料器，所述橢球面結構形成的區域為布料區；

所述環形筒結構內設有多層所述蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管包括：第一蓄熱式輻射管和第二蓄熱式輻射管，所述第一蓄熱式輻射管和第二蓄熱式輻射管在水平面上交錯布置，且所述第一蓄熱式輻射管的長度大于所述第二蓄熱式輻射管的長度；

每層蓄熱式輻射管設置有多根蓄熱式輻射管，且每層所述蓄熱式輻射管在水平方向上呈放射狀均勻設置，所述環形筒結構形成的區域為反應區；

所述錐形結構的底部均勻設置有多個出焦口，所述錐形結構形成的區域為出料區。

進一步的，所述熱解器筒體的設置有保溫耐火材料，所述熱解器筒體由6-30mm的鋼板材料制成，所述保溫耐火材料的厚度為200-400mm。

進一步的，所述進料口和所述布料器的個數為4-12個。

進一步的，所述第一蓄熱式輻射管的長度為L，等于外環與內環半徑的差值，所述第二蓄熱式輻射管的長度d為1/4L~3/4L；

所述蓄熱式輻射管的管徑為100-600mm，上下兩層所述蓄熱式輻射管之間的距離為2000-3000mm，所述蓄熱式輻射管設置有6-12層，每層設置有8-12根蓄熱式輻射管。

進一步的，還包括熱解氣出口，其設置于所述出料區的上部。

進一步的，所述出焦口的個數為4-12個。

進一步的，所述熱解器筒體內的絕對壓強為0-600KPa，溫度為500-1000℃。

進一步的，所述熱解器筒體的中徑為3-20m，高度為6-50m，內環與外環的間距為1-5m。

進一步的，所述布料器位于所述進料口下部，且所述布料器的中心線與所述進料口的中心線重合。

進一步的，所述蓄熱式輻射管由耐熱鋼制成，所述蓄熱式輻射管的管壁厚度為8-15mm。

本發明的有益效果在于：

（1）采用筒體形式，頂部采用橢球面結構，底部采用錐形結構，其耐壓和耐高溫能力更強，出料流暢；不僅適用于低壓和高壓環境而且適用于低溫和高溫度環境；

（2）相對于熱載體快速熱解反應器，該熱解器結構簡單，性能穩定，降低了制造成本，提高材料利用率；整個系統制造和安裝簡單，連續運行時間長；

（3）熱解器根據生產規模的大小可以實現多樣化和大型化，系統易于實現工業化；高溫高壓環境下可以使得熱解更徹底，熱解氣的產率更高；

（4）熱解器可根據熱解產物的要求調節內部溫度和壓力，輻射管在水平方向上采用長短輻射管間隔布置，使得熱解器內外環的物料加熱速率一致。

附圖說明

圖1為本發明高壓均熱快速熱解器整體結構圖。

圖2為本發明蓄熱式長、短輻射管排布示意圖。