一种蓄热式热解反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种蓄热式热解反应器。该蓄热式热解反应器包括反应器本体、辐射管和多个挡板；辐射管为多个，水平同方向间隔排布在反应器本体内的不同高度，相邻高度层的辐射管错列布置；挡板为多个，挡板倾斜设置于两层辐射管之间。本发明专利技术提供的快速热解反应器结构简单、占地面积小，而且能有效的热解粉状含碳燃料。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热式热解反应器
本专利技术涉及热解反应器，具体涉及一种蓄热式热解反应器。
技术介绍
将含碳燃料(煤、油页岩、生物质等)热解是现代煤化工产业的主要趋势。然而，一些干馏炉只能用来热解块状油页岩和煤，小粒径物料无法利用，资源利用率低，粉状物料因无法利用而大量堆积；以气体为热载体的炉型，因冷凝回收系统庞大，热解气热值低，焦油收率低等问题，难以进一步推广示范；以固体为热载体的炉型，则存在原料和热载体均匀混合，分离等问题，而限制了其进一步发展。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种粉状含碳燃料热解用的蓄热式热解反应器。本专利技术提供的一种蓄热式热解反应器，包括反应器本体、辐射管和多个挡板；所述辐射管为多个，水平同方向间隔排布在所述反应器本体内的不同高度，相邻高度层的所述辐射管错列布置；所述挡板为多个，所述挡板倾斜设置于两层辐射管之间。进一步地，所述挡板包括第一挡板，所述第一挡板的竖直截面与竖直方向之间的夹角α1为30°-45°。进一步地，上下相邻两层所述第一挡板错列布置。进一步地，所述挡板包括第二挡板，所述第二挡板的一端与所述反应器本体内侧壁相连，并形成夹角α2。进一步地，所述夹角α2为15°-60°。进一步地，所述挡板与上下相邻两层辐射管之间的垂直距离相等。进一步地，所述挡板的长度为所述辐射管直径的1-2倍。进一步地，所述辐射管的上侧安装有顶盖。进一步地，所述顶盖的顶角α3为60°-90°。进一步地，所述顶盖的垂直截面的宽度为所述辐射管直径的1.1-1.5倍。本专利技术提供的蓄热式热解反应器能有效的热解粉状含碳燃料。本专利技术提供的蓄热式热解反应器采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，该反应器结构简单、占地面积小，易于工业化。其次，反应器内设置了挡板，挡板能增加含碳燃料在热解反应器内停留的时间。因此，添加挡板后，反应器的高度可降低。若不改变反应器本体的高度，添加挡板后，可将辐射管的垂直间距加大，从而可减少反应器内辐射管的数量。而且，挡板还可以起到打散物料的作用，提高含碳燃料的热解效果。此外，辐射管上方安装有顶盖，顶盖能有效地起到保护辐射管不受受到物料冲刷，延长辐射管的使用寿命。附图说明图1为实施例中一种蓄热式热解反应器的结构示意图；图2为图1中A区的局部放大图。图中：1、进料料斗；2、螺旋进料器；3、螺旋出料器；41、反应器本体；42、辐射管；431、第一挡板；432、第二挡板；44、燃料气进口；45、空气入口；46、烟气出口；47、油气出口；48、顶盖。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。需要说明的是，本专利技术中的“辐射管”指得是蓄热式无热载体辐射管。其次，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本专利技术的限制。此外，本专利技术中的术语“第一”或“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”或“第二”特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。本专利技术提供了一种蓄热式热解反应器(本专利技术中也简称为“反应器”)。参考图1，根据本专利技术的实施例对该蓄热式热解反应器进行解释说明，该反应器包括：反应器本体41、辐射管42、挡板、燃料气进口44、空气入口45、烟气出口46、油气出口47、顶盖48、进料口和出料口。辐射管42为多个，水平同方向间隔排布在反应器本体41的不同高度，相邻高度层的辐射管错列布置。挡板为多个，挡板倾斜设置于两层辐射管之间。反应器本体41上设有进料口、出料口、燃料气进口44、空气入口45、烟气出口46和油气出口47。辐射管42的上方安装有顶盖48。本专利技术提供的蓄热式热解反应器采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，该反应器结构简单、占地面积小，易于工业化。参考图2，根据本专利技术的实施例，挡板包括第一挡板431和第二挡板432。第一挡板431的竖直截面与竖直方向之间的夹角为α1。第二挡板432的一端与反应器本体41的内侧壁相连，并形成夹角α2。参考图2，根据本专利技术的实施例，辐射管的上侧可以安装顶盖48。顶盖48能有效地起到保护辐射管不受受到物料冲刷，延长辐射管的使用寿命。顶盖48的形状并不需要限定，其形状优选为开口向下且具有一个顶角，这样设置可避免含碳燃料滞留在顶盖上，也可以对含碳燃料起到引流作用。为了阐述方便，将图2中所显示的两层辐射管分别记为第一层辐射管和第二层辐射管。专利技术人通过数值模拟分析得出含碳燃料从入口进入炉内中，从上到下经过辐射管后会被分散，分散的物料如果不经过减速或改变方向则大部分会从第一层的两根辐射管中间的空隙落下，既减少了壁面传热效率又缩短了物料在反应器内的停留时间，如果想增加物料在炉内的热解时间则必然要加高反应器的高度，增加占地面积及投资，效益降低。通过模拟发现，第一层辐射管与第二层辐射管之间的挡板加入能有效地的改善对经过第一层辐射管的物料分布，使其充分打散，最大面积的让含碳燃料参与炉内传热。含碳燃料从进料口进入后，开始下落，碰到挡板和顶盖后，被弹起，然后再下落；含碳燃料每碰到一次挡板和顶盖，即被弹到一定高度，其下落速度被减缓，因此，增加了含碳燃料在热解反应器内的停留时间。而且，挡板和顶盖还起到对含碳燃料的引流作用，增加了含碳燃料在反应器本体内移动的距离，这也能增加含碳燃料在热解反应器内的停留时间。因此，添加挡板和顶盖后，反应器的高度可降低。若不改变反应器本体的高度，添加挡板和顶盖后，可将辐射管的垂直间距加大，从而可减少反应器内辐射管的数量。此外，挡板还可以起到打散物料的作用，提高含碳燃料的热解效果。根据本专利技术的实施例，挡板和顶盖48的材质也并不需要特别限定，优选为金属，金属的热传导性好，能提高含碳燃料热解的效果。根据本专利技术的实施例，挡板的具体位置、形状并不需要特别限定。挡板可以只有第一挡板431，也可以只有第二挡板432。当然，两个都有是最佳的。同一层的第一挡板431可以都往左侧倾斜，也可以都往左侧倾斜，优选地，两个第一挡板431的一端相连，另一端一个向左倾斜、一个向右倾斜，配套使用。为了更好的起到引流的作用，上下相邻两层的第一挡板431最好错列布置。挡板可以根据需要设置在某层辐射管的上方或下方，挡板的最佳位置为两层辐射管的正中间，即与上下两层辐射管之间的垂直距离相等。如图1所示，挡板最好设置在反应器本体的中下部，最上层挡板位于反应器本体高度的1/2-2/3处。如图1及图2所示，可将两个第一挡板431组成开口向下的挡板组件，该挡板组件优选设置在两个辐射管之间的空隙的上方，其最佳位置为两个辐射管之间的空隙的正上方，即挡板组件与该两个辐射管之间的水平距离相等，能保证停留在挡板上的含碳燃料受热均匀。根据本专利技术的实施例，挡板的长度并不需要特别限定，专利技术人发现，挡板的长度优选为辐射管42的直径的1-2倍。挡板的长度主要影响含碳燃料在挡板上的停留时间及含碳燃料在反应器内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式热解反应器，包括反应器本体、辐射管和多个挡板；所述辐射管为多个，水平同方向间隔排布在所述反应器本体内的不同高度，相邻高度层的所述辐射管错列布置；所述挡板倾斜设置于两层辐射管之间。

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式热解反应器，包括反应器本体、辐射管和多个挡板；所述辐射管为多个，水平同方向间隔排布在所述反应器本体内的不同高度，相邻高度层的所述辐射管错列布置；所述挡板倾斜设置于两层辐射管之间。2.根据权利要求1所述的蓄热式热解反应器，其特征在于，所述挡板包括第一挡板，所述第一挡板的竖直截面与竖直方向之间的夹角α1为30°-45°。3.根据权利要求2所述的蓄热式热解反应器，其特征在于，上下相邻两层所述第一挡板错列布置。4.根据权利要求1所述的蓄热式热解反应器，其特征在于，所述挡板包括第二挡板，所述第二挡板的一端与所述反应器本体内侧壁相连，并形成夹角α2。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏伟，陈水渺，梅磊，赵延兵，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：发明
国别省市：北京,11