适用于煤直接液化残渣的连续热解装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤直接液化残渣的连续热解领域，具体涉及适用于煤直接液化残渣的连续热解装置及其方法。该装置包括：给料单元、热解单元和出料单元，所述热解单元包括适用于煤直接液化残渣进行热解的回转热解反应器(3)，该回转热解反应器(3)的反应腔体(302)内设置有可自由运动的金属棒。本发明专利技术的连续热解装置，巧妙地在反应腔体内设置有可自由运动的金属棒，使得煤直接液化残渣热解产生的半焦能够在自由运动的金属棒的撞击下在线粉碎，利于煤直接液化残渣的连续热解。

A Continuous Pyrolysis Device for Direct Liquefaction Residue of Coal and Its Method

The invention relates to the field of continuous pyrolysis of coal direct liquefaction residue, in particular to a continuous pyrolysis device and method suitable for coal direct liquefaction residue. The device comprises a feeding unit, a pyrolysis unit and a discharging unit. The pyrolysis unit comprises a rotary pyrolysis reactor (3) suitable for pyrolysis of coal direct liquefaction residue. The reaction chamber (302) of the rotary pyrolysis reactor (3) is provided with a metal rod which can move freely. The continuous pyrolysis device of the invention ingeniously sets free-moving metal bars in the reaction chamber, so that the semi-coke produced by pyrolysis of coal direct liquefaction residue can be crushed online under the impact of free-moving metal bars, which is beneficial to the continuous pyrolysis of coal direct liquefaction residue.

【技术实现步骤摘要】
适用于煤直接液化残渣的连续热解装置及其方法
本专利技术涉及煤直接液化残渣的连续热解领域，具体涉及适用于煤直接液化残渣的连续热解装置及其方法。
技术介绍
现有的煤直接液化工艺中，煤的转化率都达不到100％，总会有未反应的煤和其中夹带的无机矿物质及部分催化剂以固态形式存在。它们与液化油混合在一起，各种液化工艺采用不同的固液分离方法将它们与液化油分离出来。未被分离液化油和剩余的固体物质统称为液化残渣，是液化工艺的副产物之一。液化残渣的产量约占到进料原煤的30％。以神华煤直接液化示范工程为例，其规模年产5Mt油品，已建成先期工程第一条生产线为年产1.08Mt油品，其中液化用煤2Mt/a，液化残渣产量约为0.61Mt/a。液化残渣不含水分，固定碳含量高，灰分和挥发分含量较高，硫含量高。萃取分析的结果显示：残渣的固含量约为45％，油和沥青含量相对较高，具有一定的回收价值。如果不对其进行有效合理利用，不仅会降低液化项目的经济性，还会对当地环境造成一定影响。由于残渣中含有约一半的重油和沥青，碳含量较高，因此其热加工处理是最普遍的利用方式。但是由于其热解过程中会融化成液固混合态具有流动性和粘附性，而随着挥发分的析出，其又转变成固态，最终得到的半焦凝固成大块，无法顺利从热解炉中卸出。这样传统的热解方法如固定床热解炉无法适用，虽然有文献可以与煤混合热解，以解决结块问题，但掺混比例较低。至今为止仍然没有以残渣为原料的连续热解技术出现。现在研究较多的萃取工艺，一般工艺复杂、流程长、投资大而且处理量偏小，也不能满足全部需求。CN201713483U公开了煤炭液化残渣的连续焦化设备。该设备的焦炭和热解气出口各自与真空发生装置连通，使得焦化炉处于真空状态，以便煤炭液化残渣在真空下受热焦化，且配合焦化炉内设置有差速双螺旋杆输送装置，便于热解气和半焦的排出。然而，由于液化残渣在熔融状态时具有很强的粘附性，所述差速双螺旋杆输送装置仍然很难达到粉碎半焦的目的，而负压操作成本高，对密封性的要求太高，焦化炉漏气易造成重大事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可在线粉碎半焦的适用于煤直接液化残渣的连续热解装置及其方法。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种适用于煤直接液化残渣的连续热解装置，该装置包括：给料单元、热解单元和出料单元，所述热解单元包括适用于煤直接液化残渣进行热解的回转热解反应器，该回转热解反应器的反应腔体内设置有可自由运动的金属棒。本专利技术第二方面提供一种煤直接液化残渣的连续热解方法，其中，该方法采用上述装置进行煤直接液化残渣的连续热解；该方法包括：将煤直接液化残渣通过给料单元连续地送至所述回转热解反应器中，在反应腔体的转动且带动其中的金属棒自由运动下，对煤直接液化残渣进行热解，所得热解气和半焦连续地从所述出料单元排出。本专利技术的连续热解装置，巧妙地在反应腔体内设置有可自由运动的金属棒，使得煤直接液化残渣热解产生的半焦能够在自由运动的金属棒的撞击下在线粉碎，利于煤直接液化残渣的连续热解。附图说明图1是根据本专利技术的一种实施方式的连续热解装置的示意图。图2是根据本专利技术的另一种实施方式的连续热解装置的示意图。图3是根据本专利技术的另一种实施方式的煤直接液化残渣的进料口的示意图。附图标记说明1——原料仓；2——给料器；3——回转热解反应器；301——进料口；302——反应腔体；303——加热炉膛；304——热解气出口；305——半焦出口；306——支撑装置；307——传动装置；4——进料泵。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术的第一方面提供一种适用于煤直接液化残渣的连续热解装置，该装置包括：给料单元、热解单元和出料单元，所述热解单元包括适用于煤直接液化残渣进行热解的回转热解反应器3，该回转热解反应器3的反应腔体302内设置有可自由运动的金属棒。根据本专利技术，本专利技术的连续热解装置，巧妙地在反应腔体内设置有可自由运动的金属棒，使得在反应腔体旋转时，也能够带动金属棒的自由运动，由此金属棒之间、金属棒与原料和产物之间的碰撞、摩擦，能够阻止原料在热解过程中结块，且粉碎大块半焦。根据本专利技术，所述金属棒的尺寸和数量的选择优选使得所得半焦的粒度在30mm以下，例如为2-25mm。由此，在本专利技术的一种优选的实施方式中，所述金属棒的直径为50-140mm，优选为60-120mm。优选地，所述金属棒的长度比所述反应腔体302的有效长度短100-500mm，优选为150-300mm，更优选为180-200mm。优选地，所述金属棒占所述反应腔体302体积的10-35％，优选为15-28％。其中，所述反应腔体302的尺寸可以根据需要进行适当地设计和调整，例如所述反应腔体302的内径为1-5m，优选为1.5-4.5m；所述反应腔体302的有效长度的范围为3-15m，优选为4-10m。根据本专利技术，所述金属棒可以为各种能够发挥本专利技术的作用的金属材质的棒材，优选使用温度大于850℃的耐热钢棒。钢材牌号如022Cr19Ni10、42Cr9Si2、ZG40Cr17Si2等材料。根据本专利技术，所述给料单元可以根据原料的状态进行适当地调整，例如图1所示的连续热解装置，其中，给料单元包括原料仓1、给料器2和进料口301，这样的设置更适用于冷态的煤直接液化残渣，即固态的煤直接液化残渣，经过原料仓1通过给料器2，由回转热解反应器3的头部进料口301进入到回转热解反应器3中。其中，所述给料器2可以为本领域常规采用的各种给料器，例如为星型给料器、螺旋输送机等。再如图2所示的，其中，给料单元包括进料泵4和进料口301，该设置更适用于热态的煤直接液化残渣，即流体状态的煤直接液化残渣，而且该进料泵4直接可以与煤直接液化工艺联合。根据本专利技术，其中，所述出料单元是用于排出热解气和半焦的，其构造可以为本领域常规的构造，例如所述出料单元包括设置在所述回转热解反应器3尾端的热解气出口304和半焦出口305，所述热解气出口304设置在所述回转热解反应器3尾端的顶部或头部的顶部(当采用高温烟气作为热载体提供热源，需要将原料与高温烟气逆流接触时)，而所述半焦出口305设置在所述回转热解反应器3尾端的底部。根据本专利技术，为了能够方便原料混合和半焦排出，优选地，所述反应腔体302为倾斜设置，其中心线与水平面的夹角为0-3度，优选转速0.3-5r/min。在本专利技术的一种优选的实施方式中，所述回转热解反应器3为回转圆筒焙烧炉或回转窑。图1和图2展示了在所述回转热解反应器3为回转圆筒焙烧炉的连续热解装置的构造，可以看出，该回转圆筒焙烧炉除了包括以上所描述的构件外，还可以包括加热炉膛303、支撑装置306、传动装置307等。其中，加热炉膛303用于为反应腔体302提供保温和加热作用，所述支撑装置306用于支撑回转圆筒焙烧炉，所述传动装置307用于使得物料传动至反应器尾端。这样的回转圆筒焙烧炉可以是电加热的方式。根据本专利技术，所述回转热解反应器3也可以为回转窑，所述回转窑也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于煤直接液化残渣的连续热解装置，其特征在于，该装置包括：给料单元、热解单元和出料单元，所述热解单元包括适用于煤直接液化残渣进行热解的回转热解反应器(3)，该回转热解反应器(3)的反应腔体(302)内设置有可自由运动的金属棒。

【技术特征摘要】
1.一种适用于煤直接液化残渣的连续热解装置，其特征在于，该装置包括：给料单元、热解单元和出料单元，所述热解单元包括适用于煤直接液化残渣进行热解的回转热解反应器(3)，该回转热解反应器(3)的反应腔体(302)内设置有可自由运动的金属棒。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述金属棒的直径为50-140mm，优选为60-120mm。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述金属棒的长度比所述反应腔体(302)的有效长度短100-500mm，优选短150-300mm。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，所述金属棒占所述反应腔体(302)体积的10-35％。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其中，所述出料单元包括设置在所述回转热解反应器(3)尾端的热解气出口(304)和半焦出口(305)，所述热解气出口(304)设置在所述回转热解反应器(3)尾端的顶部或者头部的顶部，而所述半焦出口(305)设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，索娅，孙永伟，朱豫飞，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11