一种煤热解产合成气系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种煤热解产合成气系统及方法，该系统包括：热解料斗；第一进料装置，第一进料装置与所述热解料斗连接；热解反应器，包括：进料口、热解气出口、多个热解室和多个辐射管室，进料口设置在每个热解室的顶壁上，热解料斗通过第一进料装置与进料口相连，热解气出口设置在每个辐射管室和每个热解室的侧壁上，以及：传热体，所述传热体沿所述反应器横向具有间隔地设置，且竖直地贯穿于反应器内，将反应器的内部空间分隔成用作多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，且热解室和辐射管室交替设置；蓄热式辐射管，蓄热式辐射管沿反应器的高度方向多层布置在辐射管室内部，该系统工艺简单，热效率高，成本低和操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种煤热解产合成气系统及方法
本专利技术属于煤热解产气
，主要是基于蓄热式辐射管加热煤热解系统以制取合成气系统，具体涉及一种煤热解产合成气系统及方法。
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。因此，如何设计一种工艺简单、效率高和成本低廉的煤热解产合成气系统成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种煤热解产合成气系统及方法，该系统工艺简单，热效率高，成本低和操作简单。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提出了一种煤热解产合成气系统，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；热解反应器，包括：进料口、热解气出口、多个热解室和多个辐射管室，所述进料口设置在所述每个热解室的顶壁上，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连，所述热解气出口设置在所述每个辐射管室和每个热解室的侧壁上，以及：传热体，所述传热体沿所述反应器横向具有间隔地设置，且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用作所述多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，且所述热解室和辐射管室交替设置；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辐射管室内部，所述传热体使所述辐射管室内部的所述蓄热式辐射管与所述热解室中的进料进行分隔、利用辐射热对热解室内的物料进行热解处理，防止所述蓄热式辐射管结焦和磨损；喷淋塔，所述喷淋塔与所述热解气出口连接；焦油罐，所述焦油罐与所述喷淋塔连接；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。进一步的，所述传热体上设置有多个孔带，所述孔带的孔径为3-30mm，其总开孔面积占所述传热体总面积的20-60%。进一步的，进一步包括：燃气引风机，所述燃气引风机的一端与所述喷淋塔的出口相连，另一端与所述转化炉的进口相连。进一步的，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，其通过尾气引风机与所述气固分离装置相连接；烟囱，所述烟囱与所述尾气净化装置相连。进一步的，进一步包括半焦出口，所述半焦出口设置在所述每个热解室和每个辐射管室的下部，所述半焦出口与半焦输送装置连接。进一步的，所述传热体为易传热金属材料，所述第一进料装置为星形进料器。在本专利技术的另一方面，提供了一种利用上述煤热解产合成气系统进行煤热解产合成气的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将颗粒煤通过加料斗进入干燥装置，通过热解反应器的蓄热式辐射管烟气出口处的烟气对煤进行干燥和提升，然后进入到气固分离装置，分离的煤通过热解料斗经所述进料口进入所述反应器的热解室中进行热解，分离的烟气经尾气引风机进入尾气净化装置，净化后的烟气经烟囱排出；b.分离的煤在所述每个热解室中自上而下停留一段时间，通过与所述热解室分隔设置的辐射管室内部的蓄热式辐射管进行高温热解，完成热解过程，同时产生的烟气通过热解反应器的蓄热式辐射管烟气出口进入干燥装置，循环利用；c.热解产生的油气通过所述辐射管室和热解室的热解气出口进入喷淋塔中进行冷凝和净化处理，热解产生的半焦经所述热解室和辐射管室下部的半焦出口进入所述半焦输送装置进行排出；d.经冷凝后的冷凝油进入焦油罐中存储，经净化后的不凝热解气经燃气送风机进入转化炉，在所述转化炉中，不凝热解气转化为合成气；e.所述合成气进入燃气罐进行储存。进一步的，所述步骤b中，所述高温温度为500-600℃，所述停留时间为10-100min；所述步骤a和步骤b中，所述辐射管烟气出口处的烟气温度为150-250℃。进一步的，所述步骤d中，所述不凝热解气包括：甲烷和多碳烃气体；所述步骤d和步骤e中，所述合成气为一氧化碳和氢气合成气。进一步的，所述颗粒煤的粒度为20mm以下。本专利技术至少包括以下有益效果：1）采取蓄热式辐射管移动床热解反应器加热20mm以下的煤料，温度分布均匀，加热效果好，反应系统结构简单，操作方便；2）热解气未被稀释，热解气热值高；3）热解反应器为立式炉，结构简单，节省建造成本和占地面积；4）设置传热体将所述反应器的内部空间分隔成用作所述多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，且所述热解室和辐射管室交替设置，在充分热解的情况下，所述传热体使所述辐射管室内部的所述蓄热式辐射管与所述热解室中的进料进行分隔、利用辐射热对热解室内的物料进行热解处理，有效避免了物料与蓄热式辐射管接触，防止蓄热式辐射管磨损、结焦，延长了蓄热式辐射管的使用寿命，提高系统运行可靠性；5）热解气进入转化炉中，可将甲烷和少数多碳气态烃转化为一氧化碳和氢气，合成多种产品。附图说明图1为本专利技术煤热解产合成气系统的结构示意图。其中，1.加料斗；101.第二进料装置；2.提升管干燥器；3.蓄热式移动床热解反应器；301.热解室；302.辐射管室；303.传热体；304.进料口；305.热解气出口；306.蓄热式辐射管；307.烟气出口；308.空气入口；309.半焦出口；4.干燥旋风分离器；5.热解料斗；6.尾气引风机；7.尾气净化装置；8.烟囱；9.星形进料器；10.喷淋塔；11.焦油罐；12.燃气引风机；13.转化炉；14.螺旋输送机；15.燃气罐。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。根据本专利技术的实施例，本专利技术提出了一种煤热解产合成气系统，图1为本专利技术煤热解产合成气系统的结构示意图，参照图1所示，该系统包括：热解料斗5、第一进料装置、热解反应器3、传热体303、蓄热式辐射管306、喷淋塔10、焦油罐11、转化炉13、燃气罐15、燃气引风机12、加料斗1、第二进料装置101、干燥装置、气固分离装置、尾气净化装置7、烟囱8和半焦输送装置。专利技术人发现，根据本专利技术实施例的煤热解产合成气系统采取蓄热式辐射管移动床热解反应器加热20mm以下的煤料，温度分布均匀，加热效果好，反应系统结构简单，操作方便；并且，热解气未被稀释，热解气热值高；同时热解反应器为立式炉，结构简单，节省建造成本和占地面积；此外，设置传热体将所述反应器的内部空间分隔成用作所述多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤热解产合成气系统，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；热解反应器，包括：进料口、热解气出口、多个热解室和多个辐射管室，所述进料口设置在所述每个热解室的顶壁上，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连，所述热解气出口设置在所述每个辐射管室和每个热解室的侧壁上，以及：传热体，所述传热体沿所述反应器横向具有间隔地设置，且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用作所述多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，且所述热解室和辐射管室交替设置；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辐射管室内部，所述传热体使所述辐射管室内部的所述蓄热式辐射管与所述热解室中的进料进行分隔、利用辐射热对热解室内的物料进行热解处理，防止所述蓄热式辐射管结焦和磨损；喷淋塔，所述喷淋塔与所述热解气出口连接；焦油罐，所述焦油罐与所述喷淋塔连接；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；热解反应器，包括：进料口、热解气出口、多个热解室和多个辐射管室，所述进料口设置在所述每个热解室的顶壁上，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连，所述热解气出口设置在所述每个辐射管室和每个热解室的侧壁上，以及：传热体，所述传热体沿所述反应器横向具有间隔地设置，且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用作所述多个热解室和多个辐射管室的多个腔室，且所述热解室和辐射管室交替设置；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辐射管室内部，所述传热体使所述辐射管室内部的所述蓄热式辐射管与所述热解室中的进料进行分隔、利用辐射热对热解室内的物料进行热解处理，防止所述蓄热式辐射管结焦和磨损；喷淋塔，所述喷淋塔与所述热解气出口连接；焦油罐，所述焦油罐与所述喷淋塔连接；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。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传热体上设置有多个孔带，所述孔带的孔径为3-30mm，其总开孔面积占所述传热体总面积的20-60%。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：燃气引风机，所述燃气引风机的一端与所述喷淋塔的出口相连，另一端与所述转化炉的进口相连。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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，其通过尾气引风机与所述气固分离装置相连接；烟囱，所述烟囱与所述尾气净化装置相连。5.根据权利要求1所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿层层，陈水渺，马正民，姜朝兴，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11