一种煤热解和催化裂解产合成气系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种煤热解和催化裂解产合成气系统，包括：热解和裂解反应器，包括：隔热砖墙，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；转化炉，所述转化炉与所述喷淋塔连接；燃气罐，所述燃气罐与所述转化炉连接。该合成气系统可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，进行深度裂解，并通过催化裂解的方式，大量产生氢气。该系统产生大量的裂解气，进入转化炉中，可将甲烷和少数多碳气态烃转化为一氧化碳和氢气，合成气可做工业上的基础合成原料气，生产各种甲醇、乙二醇、醋酸产品。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤的热解和催化裂解产气
，具体涉及一种基于蓄热式辐射管加热颗粒煤热解和裂解系统以制取合成气系统。
技术介绍
我国煤炭资源丰富，原煤除了部分用于炼焦、转化加工外，绝大部分用于直接燃烧。煤直接燃烧，导致煤炭中富含的油气资源还没有得到充分的提炼利用，而且直接燃烧热效率低，对环境破坏严重。煤的热解是将煤在惰性气氛下加热，制取半焦、煤气和焦油等产品，得到的这些产品，又可以梯级利用，对油气资源充分提取的同时，又提高了煤炭的综合利用效率。煤热解工艺可分为外热式和内热式两类。外热式热效率低，挥发产物二次分解严重；内热式工艺克服了外热式的缺点，借助热载体（固体热载体和气体热载体）把热量传递给煤。气体热载体工艺，存在干馏气被冲稀，冷凝回收系统庞大，气体热值低，难以进一步综合利用的缺点。固体热载体工艺相对来说具有一定的优势，但是存在工艺复杂操作环节太多，制造成本高昂等缺点。现有的热解炉型均以制取油品为主要目的，但是大多热解炉型，尤其是以处理粉煤为原料的炉型，热解油中含有大量尘，造成热解油难以有效利用，热解油价值不高等问题。因此，如何设计一种高效除尘、系统结构和工艺流程都简单的煤热解和催化裂解产合成气系统成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，设计并开发出一种煤热解和催化裂解产合成气系统，该反应系统可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解室进行深度裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，并通过催化裂解的方式，大量产生氢气。该反应系统产生大量的裂解气，进入转化炉中，可将甲烷和少数多碳气态烃转化为一氧化碳和氢气，合成气可做工业上的基础合成原料气，生产各种甲醇、乙二醇、醋酸产品。该系统避免了生产热解油含尘的问题，真正实现了煤的清洁高效利用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：本技术提供了一种煤热解和催化裂解产合成气系统。根据本技术的实施例，该系统包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上，以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气，通过所述连通构件，通入到所述裂解室；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；转化炉，所述转化炉与所述喷淋塔连接；燃气罐，所述燃气罐与所述转化炉连接。专利技术人发现，根据本技术实施例的合成气系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好。该反应系统可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解室进行深度裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，并通过催化裂解的方式，大量产生氢气。该反应系统产生大量的裂解气，进入转化炉中，可将甲烷和少数多碳气态烃转化为一氧化碳和氢气，合成气可做工业上的基础合成原料气，生产各种甲醇、乙二醇、醋酸产品。该系统避免了生产热解油含尘的问题，真正实现了煤的清洁高效利用。此外，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积。而且,该系统采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。根据本技术的实施例，所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔的孔带；或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口。根据本技术的实施例，所述隔热砖墙的厚度为5-15cm，所述孔带的高度为3-15cm，所述孔的直径为1-3cm，所述开口的高度为3-15cm。根据本技术的实施例，进一步包括燃气送风机和燃气引风机，其中，所述燃气送风机的一端与所述喷淋塔的出口连接，另一端与所述蓄热式辐射管的燃气入口连接；所述燃气引风机布置在所述喷淋塔和所述转化炉之间。根据本技术的实施例，还包括加料斗；第二进料装置，其与所述加料斗相连；干燥装置，其分别与所述第二进料装置和所述蓄热式辐射管上的烟气出口连接；气固分离装置，其分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接；尾气净化装置，其与所述气固分离装置相连接。根据本技术的实施例，所述催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；优选的，所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；优选的，所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀。根据本技术的实施例，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连，进一步包括半焦出口，所述半焦出口设置在所述热解室的下部，所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。在本技术的另一个方面，本技术提供了一种利用前面所述的系统进行煤热解和催化裂解产合成气的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将颗粒煤通过进料口加入到反应器中，在所述反应器的热解室中完成热解过程；b.热解产生的油气，通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件，进入到所述反应器的裂解室；c.热解产生的油气进入到所述裂解室内，催化剂加入装置将催化剂喷洒于所述裂解室中，热解油气在所述裂解室内完成催化裂解过程，产生裂解气；d．所述裂解气通过裂解气出口进入到喷淋塔中，对所述裂解气进行净化处理；e．经净化的净裂解气一部分经燃气送风机送入蓄热式辐射管的燃气入口，净裂解气另一部分经燃气引风机送入转化炉，在所述转化炉中，裂解气中甲烷和多碳烃转化为一氧化碳和氢气合成气；f．所述合成气进入燃气罐中储存。根据本技术的实施例，所述步骤a中，所述颗粒煤从所述反应器上部的进料口加入到所述反应器中，并被所述反应器内的所述蓄热式辐射管打散，热解半焦从所述反应器底部的半焦出口排出；所述步骤a中，所述颗粒煤被所述反应器热解室中的所述蓄热式辐射管加热到500-600℃，所述步骤b中，所述热解油气被所述反应器裂解室中的所述蓄热式辐射管加热到600-900℃，所述步骤c中，所述催化剂通过催化剂喷射件均匀地喷洒于所述裂解室中。根据本技术的实施例，所述颗粒煤的粒度为10mm以下。本技术的有益效果在于：1）采取蓄热式辐射管移动床工艺加热10mm以下的颗粒和粉末煤，温度分布均匀，加热效果好，反应系统结构简单，操作方便。2）反应器分为热解室和裂解室，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，并通过催化裂解的方式，产生大量氢气，燃气品质高；产生大量的裂解气产品，避免了热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用。3）一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤热解和催化裂解产合成气系统，其特征在于，包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；其中，所述催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气，通过所述连通构件，通入到所述裂解室；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；转化炉，所述转化炉与所述喷淋塔连接；燃气罐，所述燃气罐与所述转化炉连接。...

【技术特征摘要】
1.一种煤热解和催化裂解产合成气系统，其特征在于，包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；其中，所述催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿层层，陈水渺，肖磊，薛逊，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：新型
国别省市：北京;11