一种块煤蓄热式热解反应系统及方法技术方案

本发明专利技术创造属于煤热解技术领域，具体涉及一种块煤蓄热式热解反应系统及方法，该系统包括：料斗、链板式烘干机、蓄热式热解反应器、冷渣机、冷凝鼓风系统和净化系统，所述链板式烘干机与所述料斗连接，所述料斗与所述进料口相连；所述蓄热式热解反应器包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统；所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；所述净化系统与所述冷凝鼓风系统连接。该系统采取内置外热式，热解气发热量高，有利于热解气后续利用，并且实现可对低阶煤的热解处理，克服低阶煤热解过程中易碎的难题，能够处理长焰煤和褐煤。

【技术实现步骤摘要】
一种块煤蓄热式热解反应系统及方法
本专利技术创造属于煤热解
，具体涉及一种煤炭分质梯级利用中的块煤热解反应系统及方法，以提取低阶煤中的油、气资源，并得到半焦（兰炭）。
技术介绍
我国煤炭中的中低阶煤占比超55%，每年大量的低阶煤都直接作为发电或锅炉燃料直接燃烧，浪费了大量的油气资源。传统的焦炭炉要求采用焦煤作为原料，而成熟的立式炉兰炭炉采取的是热强度好的烟煤生产兰炭，对于很多长焰煤和褐煤，因长焰煤和褐煤热强度差，在热解过程中容易粉化，堵塞热解气体流动，使立式兰炭炉无法正常运行。如公告号为CN202482265U的专利文献，公开了一种蓄热式并联式热解反应器，由耐火材料浇筑或砌筑而成，该反应器有n个反应室，每个反应室外连接蓄热室，反应室与蓄热室间隔设置。反应室的形状为箱型，高1-5米，长5-20米，宽250-500mm。反应室的单侧或双侧设有进出料的密封门。反应室顶部有热解气体出口，底部有进出料车滑轨，但是该现有技术必须采取焦煤，无法处理褐煤和长焰煤。因此如何设计一种能够利用长焰煤和褐煤在立式热解炉中热解处理的块煤蓄热式热解反应系统及方法成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种块煤蓄热式热解反应系统及方法，该系统利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，采取内置外热式，热解气发热量高，有利于热解气后续利用，并且实现可对低阶煤的热解处理，克服低阶煤热解过程中易碎的难题，能够处理长焰煤和褐煤，同时炉体规模可以按照实际需求进行放大。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提出了一种块煤蓄热式热解反应系统，该系统包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统与所述冷凝鼓风系统连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气。专利技术人发现，根据本专利技术实施例的该反应系统，利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，采取内置外热式，热解气发热量高，有利于热解气后续利用，并且实现可对低阶煤的热解处理，克服低阶煤热解过程中易碎的难题，能够处理长焰煤和褐煤，同时炉体规模可以按照实际需求进行放大，可以放大到年处理100万吨，此外，采取分层双蓄热式热解反应器，系统热效率高，燃烧控制系统数量少，控制程序简化了，另外可以实现多层布置，对热解温度可以灵活调整，实现不同目标热解产物。根据本专利技术的实施例，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体。根据本专利技术的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接。根据本专利技术的实施例，所述蓄热体为陶瓷蜂窝体材料，每层的蓄热体为4-8层的辐射管提供作为加热源的所述烟气。根据本专利技术的实施例，所述换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，为20-150s，用于使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气。根据本专利技术的实施例，所述料斗与所述进料口相连，所述出料口与冷渣机之间设有半焦输送装置。根据本专利技术的实施例，燃气和空气在所述燃气烧嘴中燃烧，产生600-1000℃的高温烟气；所述烟气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃，并将所述蓄热体加热到500-650℃。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种利用前面所述的系统进行块煤蓄热式热解反应的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤：a.将块煤破碎成颗粒筛分送入链板式烘干机，烟气经烟气风机引入链板式烘干机作为烘干热源，对块煤原料进行烘干；b.燃气和空气在一侧的燃气烧嘴中燃烧产生高温烟气，所述高温烟气通过热解室侧壁直接加热热解室，并把烟气通过蓄热式辐射管内置在热解室中，为热解反应提供热源；所述高温烟气经所述辐射管后，对另一侧的蓄热体进行加热，最终烟气经所述烟气风机引入链板式烘干机中；c.换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，当换向阀换向后，所述一侧的燃气烧嘴停止供燃气，而所述另一侧烧嘴开始供燃气燃烧并产生高温烟气，以使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气，为热解反应提供热源；d.块煤原料通过进料口加入到蓄热式热解反应器中，经布置在所述反应器中的辐射管均布和加热，在所述反应器的热解室中停留一段时间，完成热解过程，移动至热解反应器下端排出；e.高温半焦通过半焦输送装置排出到冷渣机中，冷却水进入，通过内置的盘管换热，把半焦冷却后作为常温半焦排出，而冷却水通过高温半焦后从常温升高温度，送入居民区供暖；f.热解气通过设置在相邻两层的所述辐射管之间的多个热解气出口汇集，并从热解反应器下部的热解气导出口导出，进入所述冷凝鼓风系统，冷凝生成焦油产品，冷却后的可燃气进入所述净化系统，脱除燃气中的杂质气后作为净燃气或原料气备用。根据本专利技术的实施例，所述步骤a中，所述块煤粒径为6-100mm，烟气温度为150-250℃，烘干块煤的水分小于10%；所述步骤d中，停留时间为30-300min；所述步骤e中，高温半焦的温度为400-950℃，冷却水温度升至65-95℃；所述步骤f中，热解气温度为400-850℃。本专利技术至少具有以下有益效果：1）实现可对低阶煤的热解处理，克服低阶煤热解过程中易碎的难题。2）采取内置外热式，热解气发热量高，有利于热解气后续利用。3）炉体规模可以放大到年处理100万吨。4）采取分层双蓄热式热解反应器，系统热效率高，燃烧控制系统数量少，控制程序简化了，另外可以实现多层布置，对热解温度可以灵活调整，实现不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种块煤蓄热式热解反应系统，其特征在于，包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统与所述冷凝鼓风系统连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气。...

【技术特征摘要】
1.一种块煤蓄热式热解反应系统，其特征在于，包括：料斗；链板式烘干机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统与所述冷凝鼓风系统连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓄热体为陶瓷蜂窝体材料，每层的蓄热体为4-8层的辐射管提供作为加...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈水渺，肖磊，薛逊，王东方，姜朝兴，
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