煤快速热解的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了煤快速热解的系统，该系统包括：快速热解反应器，其包括：反应器本体，反应器本体内限定出反应空间，反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；分散区包括：布料器；煤入口，煤入口位于布料器的上方；布料气入口，布料气入口与布料器相连通；热解区包括：多层蓄热式辐射管，其在热解区中沿反应器本体高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；出料区包括：半焦出口；多个热解气出口，多个热解气出口分别设置在分散区和/或热解区；冷渣机，冷渣机与半焦出口相连；冷却装置，冷却装置与热解气出口相连。该系统可以显著提高焦油的产率，并且极大简化了快速热解反应工艺流程。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化工领域，具体而言，本技术涉及一种煤快速热解的系统。
技术介绍
快速热解方法是专门针对粉状中低阶煤的一种先进的中温热解提质技术，要求其物料在均匀的温度场下加热速率高，从反应机理上来看，可以使中低阶煤高分子迅速发生断键反应，抑制了热解产物的二次热解反应和交联反应，降低中低阶煤热解过程中的燃气和半焦产物，提高焦油产率，因此该技术更适合于中国国情，并能提高中低阶煤利用的经济和社会效果。现有技术中采用气体或固体热载体来实现温度场和升温速率要求。目前国内外开发的中低阶煤快速热解反应器主要包括采取气体或固体热载体的流化床、下行床等工艺，但由于涉及热载体的加热、分离、温度场控制、油气净化回收等系统，使得工艺流程非常复杂，造成目前市场上存在的中低阶煤快速热解系统故障率高、热效率低，无法长时间运行，从而抑制了该项技术的发展。因此，现有的煤快速热解技术有待进一步改善。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种煤快速热解的系统，该系统可以显著提高焦油的产率，并且极大简化了快速热解反应工艺流程。在本技术的一个方面，本技术提出了一种煤快速热解的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：快速热解反应器，所述快速热解反应器包括：反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；布料器；煤入口，所述煤入口位于所述分散区且位于所述布料器的上方；布料气入口，所述布料气入口位于所述分散区且与所述布料器相连通，以便采用布料气将所述布料器中的煤吹出进入分散区，均匀地落入热解区；多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；以及半焦出口，所述半焦出口设置在所述出料区；所述快速热解反应器适于采用所述蓄热式辐射管对煤进行快速热解处理，以便得到半焦和热解气；冷渣机，所述冷渣机与所述半焦出口相连，且适于对半焦进行冷却处理；以及冷却装置，所述冷却装置与所述热解气出口相连，且适于对所述热解气进行冷却处理，以便得到焦油和燃气。在本技术的煤快速热解反应系统中，蓄热式辐射管以多层的方式布置。相邻的两个蓄热式辐射管在水平方向上和竖直方向上以一定的间距隔开。温度场根据本技术的一个实施例，多层蓄热式辐射管用于提供热源，使得在热解区形成一个或多个温度场，并且每个温度场的温度是均匀的，由此，在热解区形成温度梯度。例如，在本技术的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段。(即，形成了3个温度场)温度场的个数以及温度梯度可根据需要设置。温度场的温度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式辐射管在水平方向和/或竖直方向上的个数；蓄热式辐射管的层数；蓄热式辐射管彼此之间的间距(竖直方向和/或水平方向)；各蓄热式辐射管本身的温度；等等。在本技术的一个实施例中，蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式辐射管的温度。蓄热式辐射管蓄热式辐射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时形成温度梯度，即，从燃烧器向外温度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时也形成温度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个温度梯度叠加，使得温度互补，导致整个蓄热式辐射管整体的温度均匀。例如，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃。本技术的煤快速热解反应系统使用本技术的蓄热式辐射管的布置方式，由于蓄热式辐射管本身固有的属性(如上所述，在蓄热式辐射管两端的燃烧器能够快速交替燃烧，实现蓄热式燃烧)，允许根据需要在反应器布置一个或多个不同的温度场，实现温度梯度并且确保每个温度场具有均匀的温度。在本技术的一个实施方案中，各蓄热式辐射管的温度相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。在本技术的一个实施方案中，介于相邻蓄热式辐射管之间的间距可以相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。例如，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm，例如200～300mm，例如200mm，例如300mm。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在预热段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保预热段的温度均匀即可。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在快速热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保快速热解段的温度均匀即可。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在完全热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保完全热解段的温度均匀即可。虽然并不限于理论，但据信，如果煤在热解区不能均匀受热，局部温度过高则导致热解过程中局部煤发生高温裂解，使热解产物中部分能产焦油的高分子物质直接生成了燃气和半焦，或者局部温度过低则导致热解过程中局部煤热解不充分，致使煤中的挥发分不能释放出来，从而降低了焦油产率。在本技术中，当蓄热式辐射管被布置成形成一个或多个温度场时，由于温度场各自的温度是大致均匀的，因此，煤在落入各温度场时均匀受热，发生反应的程度大体相同。由此，顺而避免焦油产率下降。热解气的快速导出利用本技术的煤快速热解反应系统，能够在煤热解之后实现热解气的快速导出。具体而言，在本技术的一个实施方案中，煤快速热解反应系统的反应器在热解区的侧壁和/或分散区的顶壁上设有一个或多个热解气出口。在热解反应过程中，产生热解气，使得该反应器内部的压力升高。产生的热解气在升高的压力的驱使下快速从热解气出口导出。在本技术的一个优选实施方案中，在反应器外部设有与热解气出口连通的抽气装置，有利于将热解气从该反应器中快速导出。热解过程中产生的热解气从反应器侧部导出，而位于热解气出口处、反应器内侧的热解气与上方落下来的物料接触，把进入反应器侧部的热解气中的细尘在所述物料重力作用下被携带下落，使得导出的热解气中含尘率低，从而冷却后得到的焦油中含尘率低。热解气出口是至少2个，例如2-100个，3-80个，5-70个，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤快速热解的系统，其特征在于，包括：快速热解反应器，所述快速热解反应器包括：反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；所述分散区包括：布料器；煤入口，所述煤入口位于所述布料器的上方；布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通；所述热解区包括：多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；所述出料区包括：半焦出口；多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；冷渣机，所述冷渣机与所述半焦出口相连；冷却装置，所述冷却装置与所述热解气出口相连，其中，所述冷却装置为喷淋塔；焦油槽，所述焦油槽与所述喷淋塔相连；油泵，所述油泵分别与所述焦油槽和所述喷淋塔相连；焦油储罐，所述焦油储罐与所述焦油槽相连；水封装置，所述水封装置与所述喷淋塔相连；燃气储罐，所述燃气储罐与所述喷淋塔相连；第二风机，所述第二风机分别与所述燃气储罐和所述蓄热式辐射管相连；以及第三风机，所述第三风机分别与所述燃气储罐和所述布料气入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种煤快速热解的系统，其特征在于，包括：
快速热解反应器，
所述快速热解反应器包括：
反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、
热解区和出料区；
所述分散区包括：
布料器；
煤入口，所述煤入口位于所述布料器的上方；
布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通；
所述热解区包括：
多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方
向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；
所述出料区包括：半焦出口；
多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；
冷渣机，所述冷渣机与所述半焦出口相连；
冷却装置，所述冷却装置与所述热解气出口相连，其中，所述冷却装置为喷淋塔；
焦油槽，所述焦油槽与所述喷淋塔相连；
油泵，所述油泵分别与所述焦油槽和所述喷淋塔相连；
焦油储罐，所述焦油储罐与所述焦油槽相连；
水封装置，所述水封装置与所述喷淋塔相连；
燃气储罐，所述燃气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈水渺，肖磊，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11