本发明专利技术公开了快速热解反应装置，包括：反应器，反应器包括：反应器本体，反应器本体内限定出反应空间，其自上而下形成分散区、热解区和出料区；多层蓄热式辐射管，多层蓄热式辐射管在热解区中沿反应器本体高度方向间隔分布，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；布料器；物料入口，物料入口位于分散区且位于布料器的上方；布料气入口，布料气入口位于分散区且与布料器相连通，以便采用布料气将布料器中的物料吹出进入分散区，均匀地落入热解区；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；以及半焦出口，半焦出口设置在出料区。该装置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】
本专利技术属于化工领域，具体而言，本专利技术设及一种快速热解反应装置。
技术介绍
快速热解可W使含碳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，降低热解过程中的燃气和半焦产物，提高焦油产率。从经济和社会效益来看， 快速热解技术是一种非常适合对含碳物质的处理技术。 快速热解反应器一般开发为流化床、移动床、旋转床等反应器，并利用气体或固体 热载体来实现溫度场和升溫速率要求，但采取热载体的快速热解反应器设及热载体与原料 的均布、混合和反应，W及后续对热载体与反应半焦的分离、热载体的再加热、输送等一系 列的工艺，工艺复杂、流程长，导致故障率增加，影响了系统的连续运行。也有采取间接传热 的烧蚀床反应器，利用床体的间接加热实现快速热解，但间接传热换传热效果差，装置大型 化开发困难。 因此，现有的快速热解技术有待进一步改进。
技术实现思路
阳〇化]本专利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，本专利技术的 一个目的在于提出一种快速热解反应装置，本专利技术的快速热解反应装置采取蓄热式福射管 作为加热源并对原料入炉、福射管的布置、热解产物出炉进行合理设计，利用福射管间接传 热，热解反应装置中没有热载体，不需要热载体的加热、分离和反应等工艺，因此系统工艺 流程简单，运行可靠性高；同时采取物料入炉均布，对福射管进行多层错落布置，并设置多 层热解气出口，实现物料均匀进入加热区，并在加热区实现快速传热，热解气快速收集，克 服间接加热存在的传热效果差和装置规模小的问题，实现对含碳有机物的快速热解。 在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种快速热解反应装置，包括： 阳0〇7] 反应器， 所述反应器包括： 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； 物料入口，所述物料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，W便采用布料气将所述布料 器中的物料吹出进入分散区，均匀地落入热解区； 所述热解区包括： 多层蓄热式福射管，所述多层蓄热式福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福射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式福射 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。 在本专利技术的快速热解反应装置中，蓄热式福射管W多层的方式布置。相邻的两个 蓄热式福射管在水平方向上和竖直方向上W-定的间距隔开。[OOW温麼场 根据本专利技术的一个实施例，多层蓄热式福射管用于提供热源，使得在热解区形成 一个或多个溫度场，并且每个溫度场的溫度是均匀的，由此，在热解区形成溫度梯度。 例如，在本专利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个溫度场） 溫度场的个数W及溫度梯度可根据需要设置。例如，预热段的蓄热式福射管溫度 为550~900°C，快速热解段的蓄热式福射管溫度为500~800°C，完全热解段的蓄热式福 射管溫度为500~800°C。 溫度场的溫度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式福射管在水平方向和/或 竖直方向上的个数；蓄热式福射管的层数；蓄热式福射管彼此之间的间距（竖直方向和/ 或水平方向）；各蓄热式福射管本身的溫度；等等。 在本专利技术的一个实施例中，蓄热式福射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄 热式福射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式福射管的溫度。 阳做]蓄热式猛射管 蓄热式福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 出时形成溫度梯度，即，从燃烧器向外溫度逐渐降低。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溫度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个溫度梯 度叠加，使得溫度互补，导致整个蓄热式福射管整体的溫度均匀。例如，单根所述蓄热式福 射管上的溫度差不大于30°C。 本专利技术的快速热解反应装置使用本专利技术的蓄热式福射管的布置方式，由于蓄热式 福射管本身固有的属性（如上所述，在蓄热式福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溫度场，实现溫度梯度并且 确保每个溫度场具有均匀的溫度。 在本专利技术的一个实施方案中，各蓄热式福射管的溫度相同或不同，只要确保溫度 场的溫度均匀即可。 在本专利技术的一个实施方案中，介于相邻蓄热式福射管之间的间距可W相同或不 同，只要确保溫度场的溫度均匀即可。例如，相邻所述蓄热式福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 热段中的各蓄热式福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保预热段的溫度均匀即可。 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福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保快速热解段的溫度 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福射管的溫度相同或不同，优选相同，只要确保完全热解段的溫度 均匀即可。 虽然并不限于理论，但据信，如果物料在热解区不能均匀受热，局部溫度过高则导 致热解过程中局部物料发生高溫裂解，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，或者局部溫度过低则导致热解过程中局部物料热解不充分，致使物料中的 挥发分不能释放出来，从而降低了焦油产率。 在本专利技术中，当蓄热式福射管被布置成形成一个或多个溫度场时，由于溫度场各 自的溫度是大致均匀的，因此，物料在落入各溫度场时均匀受热，发生反应的程度大体相 同。由此，顺而避免焦油产率下降。 阳的引热解气的快巧导出 利用本专利技术的快速热解反应装置，能够在物料热解之后实现热解气的快速导出。 具体而言，在本专利技术的一个实施方案中，快速热解反应装置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。 在本专利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。 热解过程中产生当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快速热解反应装置，其特征在于，包括：反应器，所述反应器包括：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；物料入口，所述物料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，以便采用布料气将所述布料器中的物料吹出进入分散区，均匀地落入热解区；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。
【技术特征摘要】
【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：发明
国别省市：北京;11
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