[發(fā)明專利]一種碳氫原料熱解裝置與熱解方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011233503.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112410058B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 胡二峰;劉壯;伊梟劍;盧義玉;田宜水;李沫杉;戴重陽
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學;北京理工大學
• 主分類號: C10G11/00
• 分類號: C10G11/00
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

一種碳氫原料熱解裝置與熱解方法，熱解裝置的熱解反應系統(tǒng)的上下兩端的熱解反應器通過串聯(lián)組成二段床熱解反應器，連接處通過卡箍連接并密封，中心導氣管被外部加熱器緊緊包覆，填料管懸掛在中心導氣管的內(nèi)部，并且填料管與中心導氣管之間均有一定的間隙保證氣體的正常流通。中心導氣管兩端均設有通氣管，通過連接不同通氣管以控制氣體進出方向。熱解氣體產(chǎn)物經(jīng)過一、二、三、第四產(chǎn)物回收瓶和集氣倉回收，通過氣相色譜分析儀分析氣體成分。所述熱解方法能夠?qū)崿F(xiàn)碳氫原料的二段床熱解反應器熱解，得到高品質(zhì)的熱解產(chǎn)物。本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一段床熱解或二段床熱解，針對不同的熱解物質(zhì)調(diào)整熱解條件，具有全面，靈活，快速加熱的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含能材料熱解設備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種碳氫原料熱解裝置與熱解方法。

背景技術(shù)

全世界的能源需求問題一直沒有得到很好的解決，以煤為例的傳統(tǒng)化石能源已經(jīng)日趨緊張，我國富煤，但是由于煤的品質(zhì)差異較大導致其能源利用率較低，熱解煤是一種具有光明前景的能源獲取手段，煤通過熱解可以產(chǎn)生具有熱值的氣體產(chǎn)物、液體產(chǎn)物和半焦，但傳統(tǒng)的熱解技術(shù)所得產(chǎn)物雜質(zhì)含量高，因此通過煤熱解來獲取熱解氣，焦油和半焦的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

生物質(zhì)能是世界上的第三大能源，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)能的儲量巨大，現(xiàn)在我國的農(nóng)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)能被直接焚燒，因此在我國每年有大量的生物質(zhì)能被浪費，熱解生物質(zhì)也是一個具有前途的獲取生物質(zhì)能的手段，生物質(zhì)熱解同樣可以產(chǎn)生大量的可燃氣，生物油和生物炭。

我國機動車、航天航空設備以及軍工設備等裝置都會產(chǎn)生大量廢機油(潤滑油)，廢機油的有機物含量高，成分復雜，如果直接排放到環(huán)境中會對環(huán)境產(chǎn)生巨大的傷害，但是廢機油同樣具有熱值，熱解手段既可以無害化處理廢機油，同樣也能產(chǎn)生可燃氣以及焦油等能源物質(zhì)，因此對廢機油熱解裝置的研發(fā)也具有較大的現(xiàn)實意義。

盡管煤、生物質(zhì)以及廢機油的熱解已經(jīng)有了部分研究，但是熱解產(chǎn)物的品質(zhì)卻不是很理想，直接作為代替燃料還需要做更多努力，傳統(tǒng)的熱解裝置多為一段式固定床，用來熱解煤或生物質(zhì)都有一定的局限性，因此開發(fā)一種全新的熱解裝置獲取高品質(zhì)燃料具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種碳氫原料熱解裝置與熱解方法，此裝置可以實現(xiàn)一段床或兩端床、上行床或下行床的靈活使用，不但能熱解固體含能原料，還能熱解液體含能原料。作為兩段床使用時將一個熱解反應器填充熱解原料，一個熱解反應器填充催化劑，還能實現(xiàn)催化熱解，也避免了催化劑與熱解原料直接混合而導致催化劑快速失活的問題，基于本發(fā)明的熱解方法可以獲得高品質(zhì)的熱解產(chǎn)物。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的：一種碳氫原料熱解裝置，包括供氣系統(tǒng)、熱解反應系統(tǒng)以及產(chǎn)物回收系統(tǒng)，三個系統(tǒng)串聯(lián)連接構(gòu)成兩段床熱解裝置。

所述供氣系統(tǒng)包括氣瓶、減壓閥、氣體流量計、空氣預熱爐、第一單向閥、壓力表以及連接蓋，所述氣瓶通過導氣管與減壓閥連接，減壓閥通過導氣管與氣體流量計連接，然后導氣管穿過空氣預熱爐與第一單向閥連接，所述導氣管的末端焊接有連接蓋。

所述熱解反應系統(tǒng)由上端熱解反應器與下端熱解反應器串聯(lián)構(gòu)成，連接方式通過第一中心導氣管底端的第一小連接圈和第二中心導氣管頂端的第二小連接圈連接，再用卡箍將二者固定且密封，實現(xiàn)了上下熱解反應器的串聯(lián)，所述上端熱解反應器包括第一外部加熱器、第一溫度控制器、第一中心導氣管、進氣筒、大連接圈、第一小連接圈和第一填料管，所述第一外部加熱器為電熱式加熱器，處于上端熱解反應器的最外層，所述第一中心導氣管被第一外部加熱器所包覆，處于中間層；第一填料管處于上端熱解反應器的最里層，所述大連接圈與進氣筒的大端焊接，進氣筒的小端與第一中心導氣管的頂端焊接，所述第一小連接圈焊接在第一中心導氣管的底端，所述第一溫度控制器與第一外部加熱器連接，