[實用新型]一種同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置

有效

• 申請號: 201720605439.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN207175870U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李大鵬
• 申請（專利權）人: 李大鵬
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10G1/06;C10G1/08;C10B53/00;C10B53/02;C10B57/00;C10K1/32;C10K1/02;B01D53/04;B01D53/22;C07C9/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 張震國

1.一種同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，包括含碳物料快速熱裂解反應系統(2)以及與其入口相連的連續加壓穩態進料系統(1)，與其出口相連的合成氣凈化與顆粒分流系統(3)，合成氣凈化與顆粒分流系統(3)的出口依次與輕質煤焦油回收系統(4)、甲烷富集分離系統(5)相連；

所述的含碳物料快速熱裂解反應系統(2)包括自下而上依次相連的循環顆粒二次裂解制氫子系統(11)、快速混合升溫子系統(13)、含碳物料恒溫-加壓-催化加氫快速熱裂解反應子系統(14)；

所述的合成氣凈化與顆粒分流系統(3)包括依次相連的高溫干法分離子系統(15)、合成氣深度凈化子系統(16)、顆粒篩分子系統(17)和外置顆粒循環子系統(18)，所述的高溫干法分離子系統(15)與含碳物料恒溫-加壓-催化加氫快速熱裂解反應子系統(14)的合成氣出口相連，外置顆粒循環子系統(18)捕集的含碳顆粒循環返回循環顆粒二次裂解制氫子系統(11)；

所述的輕質煤焦油回收系統(4)包括依次相連的油氣吸附分離子系統(19)、輕油分離提純子系統(20)和輕質煤焦油儲存子系統(21)；

所述的甲烷富集分離系統(5)包括甲烷分離提純子系統(22)和甲烷升壓儲存子系統(23)，所述的甲烷分離提純子系統(22)與輕油分離提純子系統(20)的合成氣出口相連。

2.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的連續加壓穩態進料系統(1)包括依次相連的原料儲倉(6)、可控進料粉碎器(7)、一體式循環氣干燥器(8)、進料緩沖器(9)和機械氣力耦合式粉煤給料裝置(10)，所述的機械氣力耦合式粉煤給料裝置(10)與含碳物料快速熱裂解反應系統(2)的入口相連通。

3.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的含碳物料恒溫-加壓-催化加氫快速熱裂解反應子系統(14)上還安裝有捕集不含碳惰性顆粒的內置顆粒循環子系統(12)，該內置顆粒循環子系統(12)將捕集的惰性顆粒再通過多通路內置循環返料系統分別循環返回快速混合升溫子系統(13)及循環顆粒二次裂解制氫子系統(11)用以調控兩個子系統的床層總熱容及床料密度。

4.根據權利要求3所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的循環顆粒二次裂解制氫子系統(11)包括自下而上依次設置的顆粒升溫活化區(26)、初級裂解反應區(25)和深度裂解反應區(24)，所述的顆粒升溫活化區(26)分別與外置顆粒循環子系統(18)及內置顆粒循環子系統(12)相連。

5.根據權利要求4所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的快速混合升溫子系統(13)包括自下而上依次設置的富氫高溫氣-固混合流體整流區(29)、渦旋流場傳遞區(28)、混合流體溫控區(27)，所述的富氫高溫氣-固混合流體整流區(29)與循環顆粒二次裂解制氫子系統(11)的深度裂解反應區(24)相連通，混合流體溫控區(27)與含碳物料恒溫-加壓-催化加氫快速熱裂解反應子系統(14)相連通。

6.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的油氣吸附分離子系統(19)設有吸附填料床層。

7.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的含碳物料快速熱裂解反應系統(2)的操作壓力為3.0～5.0MPa,反應溫度為950～1200℃。

8.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的快速混合升溫子系統(13)通過局部射流構型與50～300高溫熱載體循環倍率所提供的10-20MJ/m²s的熱通量，在10³～10⁵℃/s的升溫速率下，于1～10ms內將新鮮進料快速加熱至500～700℃的反應溫度。

9.根據權利要求1所述的同步制取富甲烷合成氣與輕質煤焦油的裝置，其特征在于，所述的甲烷分離提純子系統(22)采用CH₄富集分離材料。