[發(fā)明專利]一種含進出料的高壓煤粉快速熱解裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107937002A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)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: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權代理有限公司11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發(fā)明屬于石化技術領域，具體涉及一種含進出料的高壓煤粉快速熱解裝置及方法，尤其涉及一種下行床的快速熱解反應裝置。

背景技術

我國是個富煤、缺油、少氣的國家，我國的能源結構特點決定了其能源主要以煤炭資源為主。中低階煤占據(jù)我國的煤炭資源已探明儲量的55%以上，同時中低階煤種含有豐富的油氣資源，直接燃燒不僅造成能源浪費，還造成環(huán)境污染，因此如何有效的利用中低階煤不僅能夠改善我國能源結構，緩解能源緊缺的問題，還具有巨大的經(jīng)濟價值。

目前，市面上已有的處理中低階煤的技術主要是直接燃燒、氣化、干餾和快速熱解。然而，第一，直接燃燒不僅浪費中低階煤中的油氣資源，還造成一定的環(huán)境問題。第二，氣化技術的產(chǎn)品主要以氣體燃料為主且其氣體燃料的熱值較低，一般在700-2500kcal左右。氣化技術產(chǎn)生的低熱值燃氣不便于長距離運輸，僅適用于就近使用，同時其氣化過程中產(chǎn)生的高溫焦油一直該技術的局限。第三，干餾技術的產(chǎn)品主要以提質(zhì)煤為主，處理時間長，能耗高。因此，快速熱解技術是目前提取中低階煤中油氣資源的最有效的技術。

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(fā)生化學鍵斷裂反應，高溫高壓的工作環(huán)境會對提高熱解產(chǎn)物的生成速率有很大的提高。快速熱解反應器目前一般分為流化床、移動床、旋轉(zhuǎn)床等反應裝置，并且利用有載體和無載體兩種方法來實現(xiàn)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反應器涉及到載體與原料的均布、混合、和反應，以后下游載體與半焦產(chǎn)物的分離、再預熱、再輸送等一系列復雜工藝，導致故障率較高，整體熱效率降低，設備投資大。也有采用無載體間接傳熱反應器，但是傳熱效率低，大規(guī)模化較難，并且更多是采用矩形截面的反應器，這種形式的反應器僅僅適用于中低溫、常壓和低壓的工況下，因此，針對既可以滿足低溫低壓熱解又可以滿足高溫高壓的快速裝置目前還是一個空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種含進出料的高壓煤粉快速熱解裝置及方法，反應器本體中部采用環(huán)形筒，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(huán)境而且適用于低溫和高溫度環(huán)境，進出料口的中間倉，屬于鎖倉結構形式，很好的保證了反應器的氣密性和耐壓性。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種含進出料的高壓煤粉快速熱解裝置，包括：煤閉鎖罐、反應器本體和焦閉鎖罐，其中

所述煤閉鎖罐的進料口與進料閥連接，所述煤閉鎖罐上設置有第一壓力控制閥，所述第一壓力控制閥用于控制所述煤閉鎖罐內(nèi)的壓力；

所述煤閉鎖罐的出料口與所述反應器本體的進料口間通過高溫進料閥連接；

所述反應器本體的頂部為橢球面結構，中部為環(huán)形筒結構，底部為錐形結構；

所述反應器本體的半焦出口與所述焦閉鎖罐間通過高溫卸料閥連接，所述焦閉鎖罐上設有第二壓力控制閥，所述第二壓力控制閥用于控制所述焦閉鎖罐內(nèi)的壓力；

所述焦閉鎖罐的出料口與高溫下料閥連接。

進一步的，所述煤閉鎖罐與所述焦閉鎖罐的結構相同，均包括：圓柱部、設置于所述圓柱結構上部的球面部和設置于所述下部的錐形部；

所述進料閥與儲煤倉連接。

進一步的，所述煤閉鎖罐與所述焦閉鎖罐的直徑為1-5m，高度為1-3m，且由3-200mm的鋼板制成，所述錐形部的錐角≤90°。

進一步的，還包括：輻射管，所述輻射管設置于所述反應器本體內(nèi)，所述輻射管具有多層，每層有多個，相鄰的兩層輻射管間交錯設置；

所述輻射管由耐熱鋼制成，所述輻射管的管徑為100-600mm，所述輻射管的管壁厚度為8-15mm。

進一步的，所述反應器本體的入料口有多個，均勻設置于所述橢球面結構上；所述反應器本體的出料口有多個，與所述反應器本體的入料口對應并均勻設置于所述錐形結構的底部。

進一步的，還包括：多個熱解氣出口，其均勻設置于所述環(huán)形筒結構的外環(huán)壁底部。

進一步的，還包括：布料板，所述布料板設置于所述橢球面結構內(nèi)并與所述反應器本體的進料口對應。

進一步的，所述橢球面結構形成的區(qū)域為布料區(qū)，所述環(huán)形筒結構形成的區(qū)域為反應區(qū)，所述錐形結構形成的區(qū)域為出料區(qū)。