[發(fā)明專利]輸運床水煤漿熱解反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010320505.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111394136B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張忠孝;陳寶明;于娟;郭欣維;白昊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于輸運床水煤漿熱解反應(yīng)裝置的輸運床水煤漿熱解反應(yīng)方法，其特征在于，該輸運床水煤漿熱解反應(yīng)裝置包括：輸運床熱解反應(yīng)裝置本體、設(shè)置于輸運床熱解反應(yīng)裝置本體內(nèi)的水煤漿噴槍、用于系統(tǒng)點火的點火裝置和用于提供助燃空氣的助燃風入口、與輸運床熱解反應(yīng)裝置本體相連的氣固分離裝置、返料裝置；

所述的輸運床熱解反應(yīng)裝置本體為圓柱形，其外殼采用耐熱金屬材料制成，內(nèi)部包括采用分體法蘭依次連接的用于水煤漿熱解氣化反應(yīng)的熱解段、用于燃料燃燒為整個裝置提供熱量的燃燒段和灰渣段，其中：燃燒段和熱解段其內(nèi)襯均采用耐火材料制成，內(nèi)襯每平方米采用1500-2000個外螺紋頂帶絲扣的爪釘固定以提高耐高溫強度，且沿高度方向設(shè)置數(shù)個用于觀察爐內(nèi)反應(yīng)和裝置泄壓的人孔；燃燒段內(nèi)設(shè)有所述的點火裝置，該燃燒段分別與鍋爐系統(tǒng)的循環(huán)煙氣出口及返料裝置相連；熱解段的兩側(cè)均布對稱設(shè)置數(shù)個所述水煤漿噴槍，其出口與進行熱解氣凈化和物料循環(huán)的氣固分離裝置入口相連；灰渣段的底部設(shè)有排灰口，灰渣段呈錐體環(huán)形布置；

所述的氣固分離裝置的上端出口與輸運床熱解反應(yīng)裝置本體輸送凈化后的熱解氣的熱解氣管道相連，氣固分離裝置的下端出口通與返料裝置入口相連，該氣固分離裝置的內(nèi)部設(shè)有分離效率高的軸向偏置式中心筒，該軸向偏置式中心筒采用耐熱防磨材料制成，其內(nèi)襯采用耐火材料制成，更適用于處理來自熱解分離裝置本體的高溫熱解混合煙氣；

所述的點火裝置采用等離子點火方式，該點火裝置的控制系統(tǒng)根據(jù)燃燒段溫度自動投入運行及切斷，保證為熱解反應(yīng)裝置提供連續(xù)穩(wěn)定的熱源；

所述的水煤漿噴槍采用防磨耐熱材料制成，噴嘴的霧化角度為30°～60°，噴嘴與壁面之間的調(diào)節(jié)范圍為+/-15°，該水煤漿噴槍的中心管輸出霧化蒸汽、中間層輸出水煤漿、最外層輸出保護蒸汽；

所述的氣固分離裝置的內(nèi)部設(shè)有分離效率高的軸向偏置式中心筒，該軸向偏置式中心筒采用耐熱防磨材料制成，其內(nèi)襯采用耐火材料制成；

所述的返料裝置的管道內(nèi)設(shè)有用于防止管道阻塞的流化風，即返料管道與氣固分離裝置從連接處連接有兩股通流面積小的高動量空氣吹入其中，一直補入該處進行流化作用；

所述的返料裝置的出口布設(shè)L字形控制閥進行返料流量調(diào)節(jié)控制，即通過采用蒸汽代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓縮空氣作為霧化介質(zhì)，可避免水煤漿在噴射過程中接觸過多的氧氣，在水煤漿噴槍的最外層進一步設(shè)有保護蒸汽，一方面高速射流的蒸汽可穿旋轉(zhuǎn)上升的煙氣，保證水煤漿和煙氣的充分混合，另一方面水蒸氣在高溫下熱解出OH離子，增加熱解氣中的還原活性組份，提高熱解過程產(chǎn)氣率，以及燃料利用率；

所述的輸運床水煤漿熱解反應(yīng)方法，通過噴入燃燒段內(nèi)的燃料通過點火裝置點火燃燒，燃料為濃度60％以上的水煤漿或者用于制備水煤漿的煤粉，燃燒停留時間為0.3s以內(nèi)，燃燒時的過量空氣系數(shù)為1～1.05，助燃風來自于循環(huán)煙氣入口抽取的中溫煙氣，溫度為300℃～400℃，煙氣中氧含量為5-8％；燃燒后的灰渣通過灰渣段底部排灰口排出，燃燒后的高溫上升煙氣在熱解段內(nèi)與通過具有防水煤漿氧化作用的噴槍噴入的水煤漿充分混合，在高溫作用下水煤漿進行熱解反應(yīng)，熱解反應(yīng)停留時間為0.5～1s，以保證水煤漿充分熱解，熱解段內(nèi)溫度始終維持在950℃以上從而將熱解氣化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的焦油充分熱解；從輸運床熱解裝置本體出口輸出的含熱解氣組份的混合煙氣進入分離裝置進行氣固分離，分離凈化后的熱解氣通過分離裝置上端出口進入熱解氣管道供生產(chǎn)用，分離的包含未燃盡碳顆粒物通過返料裝置送回到燃燒段內(nèi)繼續(xù)進行燃燒。