[發明專利]一種同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置

在審

• 申請號: 202011490798.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112480944A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 馬琎晨;田鑫;高源;王偉林;付鵬兵
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;潞安化工集團有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B57/00;B01D53/82;B01D53/96;B01D53/48;B01D53/54;C10B49/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 石夢雅;李智

本發明屬于固體燃料熱解相關技術領域，并具體公開了一種同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置。該裝置包括第一反應器，第一反應器被反應器壁分隔為內部反應器和外部反應器，內部反應器用于通入固體燃料以進行原位焦制備同時產生熱解氣；反應器壁的下端開孔，用于將內部反應器產生的熱解氣釋放到外部反應器中；外部反應器用于填充過渡金屬氧化物，以對熱解氣進行氧化，從而同步實現熱解氣脫除和原位焦制備。本發明中內部反應器作為原位焦制備的場所，并將熱解氣通入外部反應器，利用過渡金屬氧化物對其進行氧化脫除，能夠降低尾氣中污染物的排放，以此同步實現熱解氣脫除或原位焦制備。

技術領域

本發明屬于固體燃料熱解相關技術領域，更具體地，涉及一種同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置。

背景技術

煤粉熱解制備煤焦、生物質熱解制備生物炭或石油焦熱解脫除揮發分的過程中會釋放大量的可燃性氣體，如CO，CH₄，H₂，H₂S，HCN，NH₃等，同時還會產生焦油。如何安全、合理地處理熱解反應的副產物，減少其帶來的安全隱患和環境污染是目前亟需解決的問題之一。

現有技術中對于可燃性氣體的常規處理方式為空氣直接燃燒，但是這種處理方式通常會有低濃度氣體逃逸，不僅會造成環境污染還具有嚴重的安全隱患。此外，含硫含氮物質、焦油等需要后續處理，容易堵塞管路，脫除成本高且效果難以達到排放標準。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置，其中利用反應器壁將第一反應器分隔為內部反應器和外部反應器，其中內部反應器作為原位焦制備的場所，將熱解氣通入外部反應器，同時利用過渡金屬氧化物對其進行氧化脫除，降低尾氣中污染物的排放，以此同步實現熱解氣脫除或原位焦制備。

為實現上述目的，本發明提出了一種同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置，該裝置包括第一反應器，所述第一反應器被反應器壁分隔為內部反應器和外部反應器，所述內部反應器用于通入固體燃料以進行原位焦制備同時產生熱解氣；所述反應器壁的下端開孔，用于將所述內部反應器產生的熱解氣釋放到所述外部反應器中；所述外部反應器用于通入過渡金屬氧化物，以對所述熱解氣進行氧化，從而同步實現熱解氣脫除和原位焦制備。

作為進一步優選地，所述同步實現熱解氣脫除和原位焦制備的裝置還包括第二反應器，所述第二反應器的頂部入口與所述外部反應器的底部出口連接，以將失活的過渡金屬氧化物通入所述第二反應器中；同時所述第二反應器的底部設置有空氣入口，通過在空氣氣氛下加熱使得失活的過渡金屬氧化物進行再生。

作為進一步優選地，所述第二反應器的頂部還設置有氣體出口，該氣體出口與所述內部反應器的頂部的氣體入口連接，用于將再生反應后的乏氧空氣通入所述內部反應器。

作為進一步優選地，所述固體燃料包括煤粉、生物質或生物焦。

作為進一步優選地，所述反應器壁的下端設置有多孔燒結板，用于阻隔固體顆粒向所述外部反應器逃逸。

作為進一步優選地，所述過渡金屬氧化物為氧化鐵、氧化銅或氧化錳。

作為進一步優選地，所述過渡金屬氧化物還摻雜有CaO和/或NiO。

作為進一步優選地，所述第一反應器和第二反應器的反應溫度為800～1000℃。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優點：