一种新型蓄热式热解装置及系统制造方法及图纸

针对现有技术中存在的不足，本发明专利技术提供了一种新型蓄热式热解装置及系统。本发明专利技术提供的新型蓄热式热解装置及系统包括：热解系统和蓄热燃烧系统；其中，所述热解系统包括热解反应器、进料装置、出料系统和热解气出口；所述蓄热燃烧系统环绕布置在所述热解反应器的四周，包括辐射管、燃烧器及相关配套系统。根据燃气辐射管燃烧器以及热解炉各自特点，采用蓄热式多管束辐射管燃烧装置，节省了辐射管燃烧器及点火烧嘴等相关配套设备的投入，精简了系统，同时回收余热后的烟气用来干燥原料，提高了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气蓄热燃烧技术及热解处理
，尤其涉及一种新型蓄热式热解装置及系统。
技术介绍
我国拥有丰富的含碳的低品位能源和废弃物资源，主要包括低阶煤、生物质、油页岩、废旧轮胎、污泥等，这些物质很多没有得到充分有效的利用。热解的定义是指无氧的环境下，有机含碳物质在高温下的分解反应，可以生成油气产品，是对含碳物质的一种有效处理方法，能为我国能源需求提供有力的补充。目前的热解反应器主要包括内热式、外热式及混合加热式，根据热载体分类可以分为气体热载体、固体热载体及无热载体反应器。燃气辐射管，主要以煤气为燃料，在特制的密封套管内燃烧，通过受热的套管表面以热辐射的形式把热量传递给被加热物体，燃烧产物不与被加热物体接触；蓄热式燃气辐射管通过蓄热体的设置利用套管内燃烧后烟气的显热来预热助燃空气或燃气，具有燃烧热效率高、运行稳定、设备可靠性高等特点，广泛应用于各种热处理炉、连续退火炉和热解炉等。由于燃气辐射管在正常工作过程中，需要配置相应的换向控制系统及装置。随着工程化项目的广泛应用，一座热处理炉需配备几十乃至几百支辐射管燃烧器，系统十分庞大，人工操作繁琐，成本高。根据辐射管燃烧器的自身特点与蓄热式燃烧技术相结合所开发出来的蓄热式多管束辐射管燃烧装置应运而生，蓄热式多管束辐射管燃烧装置具有满足高效、节能、环保蓄热式燃烧技术优点的同时具有更高效的集成性，辐射功率高，温度更加均匀，而其结构更简单，安装、调试和检修更加方便。专利号为CN203231301U的技术公开了一种蓄热式辐射管燃烧器，包括两个气体流通管、燃烧器外壳、煤气喷管、两个蓄热腔、耐高温喷口及耐高温辐射管，所述的燃烧器外壳、耐高温喷口与耐高温辐射管依次相连接；所述的两个气体流通管分别与所述的两个蓄热腔相连接，并置于所述燃烧器外壳的内部，所述的耐高温喷口内设有两个助燃风通道，分别连通所述的两个蓄热腔与耐高温辐射管，所述的煤气喷管贯穿所述的燃烧器外壳及耐高温喷口；该燃烧器设有两个蓄热腔，能有效地进行蓄热循环，在提高燃烧效率的基础上节能环保。但是，这种蓄热式辐射管燃烧器仍存在以下缺陷：（1）该种蓄热式辐射管燃烧器只适用于规模产量较小的炉型，以立式热解炉为例，该炉型300~600只辐射管，不仅安装难度大，空间局促，调试检修难度更加难以想象；（2）采用该种蓄热式射管燃烧器由于火焰在辐射管中燃烧使得辐射管在轴向方向的温度很难达到均匀，局部高温度情况同样束缚着该种辐射管的使用范围。因此，如何设计出一种设备简单、节约能源和低成本的新型蓄热式热解装置及系统，成为目前急需解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种新型蓄热式热解装置及系统。本专利技术提供的新型蓄热式热解装置及系统，根据燃气辐射管燃烧器以及热解炉各自特点，采用蓄热式多管束辐射管燃烧装置，节省了辐射管燃烧器及点火烧嘴等相关配套设备的投入，精简了系统，同时回收余热后的烟气用来干燥原料，提高了能源利用率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种新型蓄热式热解装置及系统，包括：热解系统和蓄热燃烧系统；其中，所述热解系统，用于将原料进行热解处理，包括热解反应器、进料装置、出料系统和热解气出口，所述进料装置设置在所述热解反应器的顶部，所述出料系统设置在热解反应器的底部，用于将热解反应后产生的固体渣排出，所述热解气出口设置在热解反应器的侧壁，用于将热解反应后产生的热解气排出；所述蓄热燃烧系统环绕布置在所述热解反应器的四周，包括辐射管、燃烧器及相关配套系统；所述辐射管设有两个或多个并横穿所述热解反应器，所有的所述辐射管共用两个燃烧室，以内部无焰加热形式进行辐射加热；所述燃烧器为对称设置的两个燃烧器，分别与所述辐射管的两端连接，并且，所述燃烧器采用单蓄热燃烧方式，其中一个燃烧器燃烧产生的高温烟气进入辐射管中放出热量用于加热热解反应器后进入对称设置的另一个燃烧室中蓄热，用以预热进入燃烧室中参与燃烧的空气；所述燃烧器包括空气单蓄热式燃烧器和燃烧室，通过空气单蓄热式燃烧器和燃烧室相结合的方式，实现辐射管内部的无焰加热形式；所述相关配套系统包括：四通换向阀，其分别与两个燃烧器的空气管路和排烟管道连通，用于控制其中一个所述燃烧器内空气的引入以及另一个所述燃烧器内废气的排出。专利技术人发现，本专利技术提供的新型蓄热式热解装置及系统，根据燃气辐射管燃烧器以及热解炉各自特点，采用蓄热式多管束辐射管燃烧装置，节省了辐射管燃烧器及点火烧嘴等相关配套设备的投入，精简了系统，简化工艺管路的布置，节约成本；同时，利用回收余热后250℃左右的烟气干燥原料，将入炉原料的含水量控制在20%以下，提高热解效率，提高了能源利用率；辐射管内部无火焰面，不会产生局部高温，使得辐射管的功率可以根据燃烧器功率的增加而增加，同时也延长了辐射管的使用寿命。根据本专利技术的实施例，所述空气单蓄热式燃烧器设置在所述燃烧室的正下方；所述燃烧室的侧壁上设有点火烧嘴，所述空气单蓄热式燃烧器的底部设有空气管路和煤气管路，其中，所述空气管路与四通换向阀连通，用于通入空气，所述煤气管路与煤气喷枪连通，通过煤气喷枪的快切阀控制煤气的引入。根据本专利技术的实施例，还包括冷却净化装置，分别与所述燃烧器和所述热解气出口连通，用于将产生的热解气送入冷却净化装置中进行处理，得到的不凝气部分送入所述燃烧器中作为燃料，另一部分用作甲烷合成原料气。根据本专利技术的实施例，还包括干燥系统，分别与所述燃烧室和所述进料装置连通，用于将经过所述燃烧室蓄热后的烟气通入到所述干燥系统中对原料进行干燥处理。根据本专利技术的实施例，所述热解反应器内部设有热解气导管，用于将热解反应后产生的热解气汇集后排出。根据本专利技术的实施例，所述蓄热燃烧系统周期性换向燃烧：工作时，先将左侧燃烧器的点火烧嘴点燃，在其稳定燃烧后，开启两个燃烧器的金属法兰前阀门，此时四通换向阀工作，使得左侧燃烧器的空气管路被连通，同时开启煤气喷枪的快切阀，使得左侧燃烧器的煤气管路被连通，则左侧燃烧器燃烧，火焰向左侧燃烧室内传播，通过左侧燃烧室内的燃烧将高温烟气通过辐射管到达右侧燃烧室内；而右侧燃烧器在四通换向阀的动作，将排烟管路连通，此时整个蓄热燃烧系统正常运行；两个燃烧器在一个单位工作时间后，四通换向阀执行相反操作，使整个蓄热燃烧系统周期性换向燃烧。同时，本专利技术提供了一种利用前面所述的新型蓄热式热解装置及系统进行热解反应的方法，包括以下步骤：（1）启动蓄热燃烧系统，所述蓄热燃烧系统的燃烧器产生高温烟气，分布至两个或多个辐射管中进行辐射传热，将热解反应器加热至600-800℃；（2）原料通过进料装置连续从热解反应器顶部进入热解反应器，下行降落至炉底的过程中受热发生热解反应，产生热解气和固体渣；（3）热解后的固体渣通过出料系统从反应器底部连续排出；（4）热解后产生的热解气通过热解气导管汇集后从热解气出口排出，进入冷却净化系统；（5）经冷却净化系统处理后得到的不凝气，通入燃烧器用作燃料。根据本专利技术的实施例，步骤（1）中排出辐射管的高温烟气通过设置在另一端燃烧室点火烧嘴处的蓄热室蓄热回收余热，对经过蓄热室的所述入炉参与燃烧的空气预热至900-1000℃，预热后的空气通入正在燃烧一端的燃烧室点火烧嘴进入燃烧室后与燃气混合进行燃烧，燃烧后产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型蓄热式热解装置及系统，其特征在于，包括：热解系统和蓄热燃烧系统；其中，所述热解系统，用于将原料进行热解处理，包括热解反应器、进料装置、出料系统和热解气出口，所述进料装置设置在所述热解反应器的顶部，所述出料系统设置在热解反应器的底部，用于将热解反应后产生的固体渣排出，所述热解气出口设置在热解反应器的侧壁，用于将热解反应后产生的热解气排出；所述蓄热燃烧系统环绕布置在所述热解反应器的四周，包括辐射管、燃烧器及相关配套系统；所述辐射管设有两个或多个并横穿所述热解反应器，所有的所述辐射管共用两个燃烧室，以内部无焰加热形式进行辐射加热；所述燃烧器为对称设置的两个燃烧器，分别与所述辐射管的两端连接，并且，所述燃烧器采用单蓄热燃烧方式，其中一个燃烧器燃烧产生的高温烟气进入辐射管中放出热量用于加热热解反应器后进入对称设置的另一个燃烧室中蓄热，用以预热进入燃烧室中参与燃烧的空气；所述燃烧器包括空气单蓄热式燃烧器和燃烧室，通过空气单蓄热式燃烧器和燃烧室相结合的方式，实现辐射管内部的无焰加热形式；所述相关配套系统包括：四通换向阀，其分别与两个燃烧器的空气管路和排烟管道连通，用于控制其中一个所述燃烧器内空气的引入以及另一个所述燃烧器内废气的排出。...

【技术特征摘要】
1.一种新型蓄热式热解装置及系统，其特征在于，包括：热解系统和蓄热燃烧系统；其中，所述热解系统，用于将原料进行热解处理，包括热解反应器、进料装置、出料系统和热解气出口，所述进料装置设置在所述热解反应器的顶部，所述出料系统设置在热解反应器的底部，用于将热解反应后产生的固体渣排出，所述热解气出口设置在热解反应器的侧壁，用于将热解反应后产生的热解气排出；所述蓄热燃烧系统环绕布置在所述热解反应器的四周，包括辐射管、燃烧器及相关配套系统；所述辐射管设有两个或多个并横穿所述热解反应器，所有的所述辐射管共用两个燃烧室，以内部无焰加热形式进行辐射加热；所述燃烧器为对称设置的两个燃烧器，分别与所述辐射管的两端连接，并且，所述燃烧器采用单蓄热燃烧方式，其中一个燃烧器燃烧产生的高温烟气进入辐射管中放出热量用于加热热解反应器后进入对称设置的另一个燃烧室中蓄热，用以预热进入燃烧室中参与燃烧的空气；所述燃烧器包括空气单蓄热式燃烧器和燃烧室，通过空气单蓄热式燃烧器和燃烧室相结合的方式，实现辐射管内部的无焰加热形式；所述相关配套系统包括：四通换向阀，其分别与两个燃烧器的空气管路和排烟管道连通，用于控制其中一个所述燃烧器内空气的引入以及另一个所述燃烧器内废气的排出。2.如权利要求1所述的新型蓄热式热解装置及系统，其特征在于，所述空气单蓄热式燃烧器设置在所述燃烧室的正下方；所述燃烧室的侧壁上设有点火烧嘴，所述空气单蓄热式燃烧器的底部设有空气管路和煤气管路，其中，所述空气管路与四通换向阀连通，用于通入空气，所述煤气管路与煤气喷枪连通，通过煤气喷枪的快切阀控制煤气的引入。3.如权利要求1或2所述的新型蓄热式热解装置及系统，其特征在于，还包括冷却净化装置，分别与所述燃烧器和所述热解气出口连通，用于将产生的热解气送入冷却净化装置中进行处理，得到的不凝气部分送入所述燃烧器中作为燃料，另一部分用作甲烷合成原料气。4.如权利要求1或2所述的新型蓄热式热解装置及系统，其特征在于，还包括干燥系统，分别与所述燃烧室和所述进料装置连通，用于将经过所述燃烧室蓄热后的烟气通入到所述干燥系统中对原料进行干燥处理。5.如权利要求1所述的新型蓄热式热解装置及系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋敏洁，杨玉地，王东方，王志军，田中君，吴道洪，
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：发明
国别省市：北京;11