本发明专利技术公开了气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置，包括变径的热解反应器，热解反应器的顶部出口安装有热解油气收集器，中部内藏有旋流混合器，下部设有透气蓄热层，底部设有两个热半焦出口，一个出口将热半焦排出，另一个出口与烟斗型返料器连接，烟斗型返料器通过燃烧提升管与简单分离器相连，简单分离器的底部设有L型高温半焦控制阀，干燥原料煤仓底部设有L型干燥原料煤控制阀，两个控制阀的出口分别与旋流混合器的两个入口相连，热解油气收集器与箱式多管旋风除尘器的油气入口集合管箱相连，箱式多管旋风除尘器的出口与高温离心风机相连，高温离心风机出口分别与L型干燥原料煤控制阀和L型高温半焦控制阀相连，克服了现有技术的不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于粉煤（油页岩）热解领域，具体涉及一种气固混合热载体快速粉煤热 解工艺及装置。
技术介绍
我国煤多油少，虽然煤炭资源相对丰富，但是褐煤、长焰煤等低阶煤占据了我国煤 炭总量的53%左右，目前该类煤种大多直接作为发电燃料；于是开发一种粉煤热解工艺， 在煤燃烧之前拔出富氢组分的煤焦油并对其进行深加工，提高粉煤的附加值，减少燃烧过 程中硫化物和氮氧化物排放，保护大气环境具有十分重要的意义。我国长期以块煤在直立碳化炉内进行热解生产半焦的工艺为代表，利用自身产生 的煤气进行直接或间接加热，加热温度均在800°C左右，产出固体半焦，煤气和中低温煤焦 油。但该工艺存在煤气热值低，焦油产率低，环境污染大的缺点。并且近年来我国综采采煤 技术得到了迅速发展，煤炭开采过程中块煤的产率降至了 36%以下，市场块煤的价格持续 走高，对块煤为原料的热解工艺技术产生了严重的不利影响。在粉煤热煤领域国内的众多 企业、高校和科研院所对粉煤热解做了广泛的研究，并获得了大量的基础数据。但是我国在 粉煤热解领域起步较晚，没有成熟、可靠、稳定的工艺技术，长期处于产品结构简单，处理规 模小的落后阶段。同时已经建成的粉煤热解工业示范装置均不同程度的出现了以下不足： (1)热解油气含尘较大，产生的煤焦油难以回收利用；（2)工艺不稳定，运行周期短、操作难 度大；（3)工艺复杂、流程较长、投资较高、不利于推广应用。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题和不足，本专利技术提供了一种气固混合热载体快速粉 煤热解工艺及装置。 本专利技术是通过以下技术方案来实现： -种气固混合热载体快速粉煤热解装置，包括干燥原料煤仓和变径的热解反应 器，所述的热解反应器的顶部出口安装有热解油气收集器，中部内藏有旋流混合器，下部设 置有透气蓄热层，底部设置有两个热半焦出口，一个出口将热半焦排出，另一个出口通过管 道连接烟斗型返料器的入口，烟斗型返料器的出口连接垂直设置的燃烧提升管，燃烧提升 管的顶端水平方向弯曲90度后接至简单分离器的进口，简单分离器的底部出口设置有L型 高温半焦控制阀，干燥原料煤仓底部设置有L型干燥原料煤控制阀，L型高温半焦控制阀的 出口与L型干燥原料煤控制阀的出口分别从热解反应器的筒体侧壁进入与旋流混合器的 两个入口相连接，简单分呙器的出口与旋风分呙器的入口相连接，旋风分呙器的出口与箱 式多管旋风除尘器的保温层的入口相连接，热解反应器顶部设置的热解油气收集器与箱式 多管旋风除尘器的油气入口集合管箱相连接，箱式多管旋风除尘器的出口与高温离心风机 相连接，高温离心风机出口分别与L型干燥原料煤控制阀和L型高温半焦控制阀相连接。 该装置还包括多管螺旋给料机和导热管半焦冷却器，热解反应器底部的一个热半 焦出口与多管螺旋给料机连接，多管螺旋给料机与导热管半焦冷却器相连。 所述的变径的热解反应器上段为扩大段，下段为反应段，扩大段直径为反应段直 径的1. 1~1. 8倍，变径的热解反应器扩大段高度为反应段高度的0. 75~1. 12倍；所述的 热解油气收集器包括圆柱外形的底板和安装在底板上的百叶，百叶片与热解油气收集器的 底板外圆的切线夹角呈30~65度。 所述的变径的热解反应器扩大段直径为反应段直径的1. 2~1. 6倍，扩大段高度 为反应段高度的0. 8~1. 0倍；百叶片与热解油气收集器的底板外圆的切线夹角呈35~45 度。 所述的旋流混合器包括圆柱型的筒体和锥体，圆柱型的筒体下方连接有锥体，筒 体上部的切向处分别对置设有两个倾斜向下的进料管，筒体顶部设置有排气管，排气管出 口对应设有分布帽，锥体下部设置有下料管，下料管的筒体外侧设置有两组共8个相同倾 角不同长度的排料管，排料管的末端安装有翼阀，锥体高度是筒体高度的1. 2~2. 7倍。 所述的透气蓄热层包括多层布置的厚壁同心大小头，同心大小头优选的规格 有 100X80、125X80、150X100、200X150,250X200、300X200、300X250、350X200、 350X250透气蓄热层为多层布置，优选的为6~25层。 所述的烟斗型返料器包括圆柱型的外筒体，外筒体内部设置有圆柱形的导流筒， 导流筒的高度低于外筒体高度，导流筒底部接返料空气管，返料空气管底部设置有气孔， 导流筒与外筒体之间设置有用于进行密封的底板，外筒体侧部上倾斜设置有固体物料进料 管，外筒体的上端设置有一个锥形封头，锥形封头顶部连接燃烧提升管。 所述的燃烧提升管由外层的不锈钢基层和内部的陶瓷耐磨层组成。 所述的简单分离器包括圆柱形筒体、顶部平板形封头和底部锥形封头，所述的圆 柱形筒体、顶部平板形封头和底部锥形封头密封而成，圆柱形筒体的切向水平连接有旋流 混合器的进料管，在顶部平板形封头的中间设置有气相出口，该气相出口与旋风分离器相 连，底部锥形封头连接L型高温半焦控制阀。 所述的箱式多管旋风除尘器为方箱型结构，包括箱体，箱体内部错层错位排列有 多个旋风分离器，每个旋风分离器的出口均安装有切断阀，箱体内部倾斜设置有隔板，该隔 板将箱体分为两部分，一部分为箱式多管旋风除尘器的热解油气入口集合管箱，一部分为 箱式多管旋风除尘器的保温层，优选的旋风分离器个数为20~1000个。 所述的导热管半焦冷却器包括箱体，所述的箱体的顶部设置有长条型进料口，该 进料口与具有多个出口的多管螺旋给料机相接，箱体内部设置有S型布置的多个导热管， 导热管的底端为上水口，顶部为回水口，导热管穿过对应布置的箱体，使导热管部分置于 箱体外部，外部的导热管表面设置散热翅片，置于外部的导热管总长度为内部导热管的 0· 6~1. 5倍，优选的为0· 8~1. 2倍。 -种基于所述装置的气固混合热载体快速粉煤热解工艺，包括以下步骤： (1)将干燥后的粒径为0. 2~8mm，温度为130~150°C的干燥原料煤送入干燥原 料煤仓中，干燥原料煤仓内的干燥粉煤从底部出料口进入L型干燥原料煤控制阀内与来自 高温离心风机的温度为400~600°C的热解油气汇合，并进入内藏在热解反应器中部的旋 流混合器中，且用热解油气的流量大小调整干燥原料煤的流量； (2)自简单分离器来的高温半焦从底部出料口进入L型高温半焦控制阀内与来自 高温离心风机的温度为400~600°C的热解油气汇合，在热解油气的推动力作用下，进入内 藏在热解反应器中部的旋流混合器中，且用热解油气的流量大小调整高温半焦的流量； (3)从旋流混合器的筒体切向进入的干燥粉煤、热解油气和高温半焦，呈气固两相 流，气固两相流在旋流混合器的筒体内壁的导流作用下而产生强烈旋转，并在螺旋形向下 运动过程中，干燥粉煤与高温半焦迅速混合，并发生传热和热分解反应，混合后的固体颗粒 在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒体的内壁下落至下料管，由下料管四周 分布的排料管将混合颗粒排至热解反应器的反应段，旋转的气流在锥体的约束作用下收缩 向中心流动，并向上形成二次涡流经排气管排出，使排出气流通过分布帽分散至热解反应 器内壁四周； (4)从旋流混合器的排料管出来的混合干燥粉煤和高温半焦继续进行传热和热分 解反应，直至传热或热分解反应结束；混合的干燥粉煤和高温半焦向下移动的过程中在透 气蓄热层的作用下，不断的改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气固混合热载体快速粉煤热解装置，其特征在于，包括干燥原料煤仓(m)和变径的热解反应器(a)，所述的热解反应器(a)的顶部出口安装有热解油气收集器(b)，中部内藏有旋流混合器(c)，下部设置有透气蓄热层(d)，底部设置有两个热半焦出口，一个出口将热半焦排出，另一个出口通过管道连接烟斗型返料器(g)的入口，烟斗型返料器(g)的出口连接燃烧提升管(h)，燃烧提升管(h)的顶端水平方向弯曲90度后接至简单分离器(i)的进口，简单分离器(i)的底部出口设置有L型高温半焦控制阀，干燥原料煤仓(m)底部设置有L型干燥原料煤控制阀(n)，L型高温半焦控制阀的出口与L型干燥原料煤控制阀的出口分别从热解反应器(a)的筒体侧壁进入与旋流混合器(c)的两个入口相连接，简单分离器的出口(i)与旋风分离器(j)的入口相连接，旋风分离器(j)的出口与箱式多管旋风除尘器(k)的保温层的入口相连接，热解反应器(a)顶部设置的热解油气收集器(b)与箱式多管旋风除尘器(k)的油气入口集合管箱相连接，箱式多管旋风除尘器(k)的出口与高温离心风机(1)相连接，高温离心风机(1)出口分别与L型干燥原料煤控制阀和L型高温半焦控制阀相连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：佘焱，董芳儒，
申请(专利权)人：陕西美斯林能源科技研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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