粉煤高低温热解一体化反应器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了粉煤高低温热解一体化反应器及其应用，粉煤高低温热解一体化反应器包括高温热解炉体和低温热解炉体。高温热解炉体内限定有高温热解腔室，高温热解腔室内设置有多个辐射管，高温热解炉体上部具有第一粉煤入口、高温热解炉体底端具有第一半焦出口，高温热解炉体侧壁具有连通辐射管的燃料入口和烟气出口；低温热解炉体内限定有低温热解腔室，低温热解炉体上部具有第二粉煤入口、低温热解炉体侧壁具有低温热解油气出口，低温热解炉体底端具有第二半焦出口；低温热解炉体与高温热解炉体共用一个侧壁，且侧壁上具有连通高温热解腔室和低温热解腔室的高温热解油气通道。利用该反应器能够显著提高处理粉煤的效率，节约能耗。

【技术实现步骤摘要】
粉煤高低温热解一体化反应器及其应用
本专利技术属于化工领域，具体而言，涉及粉煤高低温热解一体化反应器及其应用。
技术介绍
煤炭是世界上探明储量最为丰富的常规资源之一，作为世界上最大的煤炭生产和消费国，我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气。在我国煤炭资源结构中，挥发份较高的低阶煤又占有较大的比例，其中褐煤探明保有储量约为1300亿吨，占全国探明保有资源量的12.69％左右，长焰煤、不黏煤和弱黏煤等低阶变质烟煤，约占煤炭储量的42.46％。低阶煤是煤化作用初期的产物，因具有水分高、低灰、低硫、低发热量、挥发分高、密度小、粘结性差和活性强等特点，使得其综合利用受到很大程度地限制。现有低阶煤的主要利用方式有：直接燃烧发电、热解提质、直接液化、气化以及制取化学品等。其中，直接燃烧发电是其最为常见的利用方式之一，据不完全统计，我国约有90％的低阶煤直接用于电站锅炉和各种工业锅炉。作为动力燃料直接燃烧效率低，不但温室气体排放量高，污染严重，而且浪费了煤炭中蕴含的丰富油气资源。同时随着现代化采煤综合技术的广泛使用，使得块煤产率下降，粉煤产率升高(达60％以上)。因粉煤易扬尘，堆积时易燃易爆，综合利用难度大，致使其销路不佳而大量积压。煤的热解是低阶煤洁净高效利用的重要途径之一，是煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时，发生的一系列物理变化和化学反应，包括煤中有机质的裂解，裂解产物中轻质组分的挥发，裂解残留物的缩聚，挥发分产物在逸出过程中的分解、化合，缩聚产物的进一步分解，再缩聚等过程。在煤气化、液化、焦化和燃烧过程中都要经过或发生热解过程，是煤转化的关键步骤。低阶煤的热解就是能在常压、中低温、无催化剂条件下从高挥发分低阶煤中提取液体产物、精细化学品、高热值煤气，将具有重要的经济价值和社会效益。因此，研究如何通过中低温快速热解实现低阶粉煤热解提油产气，最大限度地提取低阶煤中蕴含的丰富油气资源，解决目前粉煤难以利用的难题，缓解我国油气资源短缺，实现煤炭资源的高效清洁转化，具有非常重要的社会效益、经济效益和环境效益。
技术实现思路
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粉煤高低温热解一体化反应器及其应用，该反应器结构简单、操作方便，利用该反应器不仅可以提高处理粉煤的效率，实现粉煤的清洁利用，还能显著提高能源利用率，降低能耗。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种粉煤高低温热解一体化反应器，包括：高温热解炉体，所述高温热解炉体内限定有高温热解腔室，所述高温热解腔室内设置有多个辐射管，所述高温热解炉体的上部具有第一粉煤入口、所述高温热解炉体的底端具有第一半焦出口，所述高温热解炉体的侧壁具有连通所述辐射管的燃料入口和烟气出口；低温热解炉体，所述低温热解炉体内限定有低温热解腔室，所述低温热解炉体的上部具有第二粉煤入口、所述低温热解炉体的侧壁具有低温热解油气出口，所述低温热解炉体的底端具有第二半焦出口；其中，所述低温热解炉体与所述高温热解炉体共用一个侧壁，且所述侧壁上具有连通所述高温热解腔室和所述低温热解腔室的高温热解油气通道。根据本专利技术上述实施例的粉煤高低温热解一体化反应器，分别设置了高温热解炉体和低温热解炉体，高温热解炉体和低温热解炉体同时进行粉煤的热解，并各自产生半焦和热解油气，有效提高了粉煤热解处理的效率。进一步地，本专利技术通过共用一个侧壁使高温热解炉体和低温热解炉体结合起来，使高温热解炉体产生的高温热解油气通过高温热解油气通道进入低温热解炉体，并作为气体热载体对低温热解炉体供热，不仅有效利用了高温热解油气携带的热能，提高了能源利用率，还省去了额外对低温热解炉体加热的步骤，节约资源。由此，本专利技术粉煤高低温热解一体化反应器结构简单、操作方便，利用该反应器能够显著提高处理粉煤的效率，实现粉煤的清洁利用，并显著提高能源利用率，节约资源。另外，根据本专利技术实施例的粉煤高低温热解一体化反应器还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述高温热解炉体的宽度为2-5m，所述高温热解炉体的高度为3-30m；所述低温热解炉体的宽度为2-4m，所述低温热解炉体的高度为3-20m。由此，可以有效实现对粉煤的热解。在本专利技术的一些实施例中，所述高温热解油气通道位于所述侧壁的上部，所述低温油气出口位于所述低温热解炉体的下部。由此，可以使高温热解炉体产生的高温热解油气进入低温热解炉体并作为低温热解炉体的热源，提高能源利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述多个辐射管在所述高温热解腔室内的纵向方向上呈多层布置，且相邻两层之间层间距为200-800mm，每层内相邻两个辐射管的间距为200-800mm。由此，可以使高温热解腔室内形成均匀的温度场，有效提高粉煤的热解效率。在本专利技术的一些实施例中，高温热解炉体进一步包括：第一进料漏斗和第一进料螺旋，所述第一进料螺旋分别与所述第一进料漏斗和所述第一粉煤入口相连。由此，可以使粉煤被均匀地输送到高温热解炉体内。在本专利技术的一些实施例中，低温热解炉体进一步包括：第二进料漏斗和第二进料螺旋，所述第二进料螺旋分别与所述第二进料漏斗和所述第二粉煤入口相连。由此，可以使粉煤被均匀地输送到低温热解炉体内。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种采用上述粉煤高低温热解一体化反应器处理粉煤的方法。包括：将一部分粉煤输送至高温热解炉体内，并在高温热解腔室内进行热解，以便产生半焦和高温热解油气，所述高温热解油气通过高温热解油气通道进入低温热解腔室内；将另一部粉煤输送至低温热解炉体内，并在低温热解腔室内被高温热解油气加热进行热解，以便产生半焦和低温热解油气。通过采用本专利技术上述实施例处理粉煤的方法，不仅可以有效实现高温热解炉体和低温热解炉体同时进行粉煤的热解，提高处理粉煤的效率，还能进一步利用高温热解炉体内产生的高温热解油气作为低温热解腔室的热源，充分利用高温热解油气携带的热能对粉煤进行加热，显著提了高能源利用率，节约资源。另外，根据本专利技术上述实施例的采用粉煤高低温热解一体化反应器处理粉煤的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述粉煤的平均粒径为不大于10mm。由此，可以进一步提高粉煤热解的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述高温热解炉体内的热解温度为700-1000摄氏度。由此，可以进一步提高高温热解炉体内粉煤热解的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述高温热解油气的温度为700-1000摄氏度。由此，可以有效实现低温热解炉体内粉煤的热解。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的粉煤高低温热解一体化反应器的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种粉煤高低温热解一体化反应器，如图1所示，包括：高温热解炉体10和低温热解炉体20。其中，高温热解炉体10内限定有高温热解腔室11，高温热解腔室11内设置有多个辐射管12，高温热解炉体10的上部具有第一粉煤入口13、高温热解炉体10的底端具有第一半焦出口14，高温热解炉体10的侧壁具有连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤高低温热解一体化反应器，其特征在于，包括：高温热解炉体，所述高温热解炉体内限定有高温热解腔室，所述高温热解腔室内设置有多个辐射管，所述高温热解炉体的上部具有第一粉煤入口、所述高温热解炉体的底端具有第一半焦出口，所述高温热解炉体的侧壁具有连通所述辐射管的燃料入口和烟气出口；低温热解炉体，所述低温热解炉体内限定有低温热解腔室，所述低温热解炉体的上部具有第二粉煤入口、所述低温热解炉体的侧壁具有低温热解油气出口，所述低温热解炉体的底端具有第二半焦出口；其中，所述低温热解炉体与所述高温热解炉体共用一个侧壁，且所述侧壁上具有连通所述高温热解腔室和所述低温热解腔室的高温热解油气通道。

【技术特征摘要】
1.一种粉煤高低温热解一体化反应器，其特征在于，包括：高温热解炉体，所述高温热解炉体内限定有高温热解腔室，所述高温热解腔室内设置有多个辐射管，所述高温热解炉体的上部具有第一粉煤入口、所述高温热解炉体的底端具有第一半焦出口，所述高温热解炉体的侧壁具有连通所述辐射管的燃料入口和烟气出口；低温热解炉体，所述低温热解炉体内限定有低温热解腔室，所述低温热解炉体的上部具有第二粉煤入口、所述低温热解炉体的侧壁具有低温热解油气出口，所述低温热解炉体的底端具有第二半焦出口；其中，所述低温热解炉体与所述高温热解炉体共用一个侧壁，且所述侧壁上具有连通所述高温热解腔室和所述低温热解腔室的高温热解油气通道。2.根据权利要求1所述粉煤高低温热解一体化反应器，其特征在于，所述高温热解炉体的宽度为2-5m，所述高温热解炉体的高度为3-30m；所述低温热解炉体的宽度为2-4m，所述低温热解炉体的高度为3-20m。3.根据权利要求1所述粉煤高低温热解一体化反应器，其特征在于，所述高温热解油气通道位于所述侧壁的上部，所述低温油气出口位于所述低温热解炉体的下部。4.根据权利要求1所述粉煤高低温热解一体化反应器，其特征在于，所述多个辐射管在所述高温热解腔室内的纵向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉丽，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