一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统。系统包括上行蓄热式热解炉、旋风分离器、半焦冷凝器和油气冷凝器，上行蓄热式热解炉包括炉体和辐射管，炉体的顶部设有产物出口，炉体的底部设有气体进口和反应物进料口，辐射管设于所述炉体内，辐射管为一组沿竖直方向间隔排布的蓄热式辐射管；旋风分离器的产物进口与上行蓄热式热解炉的产物出口相连；半焦冷凝器的半焦进口与旋风分离器的半焦出口相连；油气冷凝器的油气进口与旋风分离器的油气出口相连。本实用新型专利技术实现了热解反应深度和反应进程的有效控制，改善转化率，提高目标产品收率；工艺流程简单、控温准确、调温方便，降低了系统的故障率，提高了系统的热效率，降低了焦油含尘量。

【技术实现步骤摘要】
一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统
本技术涉及粉煤热解
，尤其涉及一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统。
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。煤炭的清洁高效利用是国民生产的迫切需求。现阶段，我国的煤炭资源主要有燃烧、气化、液化、热解等几种利用方式。煤炭直接燃烧会产生热量，效率比较低，而且排放物会严重污染环境；煤炭气化、液化工艺一般需要满足高温、高压、富氧等苛刻的反应条件，这对反应器性能以及工艺过程的成本要求较高。相比于这几种利用方式，煤热解将煤转化成固态、液态和气态产品，有明显的优势与前景。目前，从加热方式来看，国内外现有热解工艺多采用瓷球以及热解产物半焦作为固体热载体，或产物半焦气化后的煤气作为气体热载体等加热方式。但这些加热方式涉及到热载体的加热、分离等过程，会导致系统工艺流程长，系统故障率较高。而且，试验中发现瓷球被反复加热到600℃以上循环使用，会产生磨损性问题；黏结性煤在热解过程中会黏附在瓷球上，仅有非黏结性煤和弱黏结性煤可用于该工艺，通常焦油收率不高。采用半焦作为热载体时，由于大量焦砟细颗粒被带入焦油中，焦油中固体颗粒物含量高达40％-50％，给焦油的加工和利用带来了困难；使用黏结性煤时会因焦油和粒子的凝集而引起故障；采用机械搅拌对煤和热的半焦进行混合，磨损较严重，设备放大存在问题。采用气体作为热载体，涉及到加热、分离等，导致系统工艺流程长，系统故障率较高；采用可燃气作为热载体，可燃气在预热过程中如果出现泄漏现象，可能与加热室的加热介质接触，带来安全隐患。总之，半焦、瓷球等固体热载体严重影响了热解炉装置的处理能力，煤气等气体热载体预热也存在较大安全隐患。此外，目前使用的热解炉，多数为固定床，或具有下行流化床的功能，煤粉热解不充分或挥发产物的二次分解严重，导致转化率和目标产品收率过低。因此，亟待研发一种新型热解工艺。
技术实现思路
针对上述问题，本技术旨在提供一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统，以简化系统工艺流程，降低系统的故障率，使得系统控温准确、调温方便，对热解反应深度和反应进程进行有效控制，改善热解转化率，提高目标产品收率，提高系统的热效率。本技术提供一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统，所述系统包括上行蓄热式热解炉、旋风分离器、半焦冷凝器和油气冷凝器，所述上行蓄热式热解炉包括炉体和辐射管，所述炉体的顶部设有产物出口，所述炉体的底部设有气体进口和反应物进料口，所述反应物进料口在所述炉体的竖直方向上的位置高于所述气体进口；所述辐射管设于所述炉体内，位于所述反应物进料口上方，所述辐射管为一组沿竖直方向间隔排布的蓄热式辐射管；所述旋风分离器的产物进口与所述上行蓄热式热解炉的产物出口相连；所述半焦冷凝器的半焦进口与所述旋风分离器的半焦出口相连；所述油气冷凝器的油气进口与所述旋风分离器的油气出口相连。上述的系统，所述上行蓄热式热解炉还包括气体分布板，所述气体分布板设置于所述炉体内，位于所述反应物进料口下方，所述气体进口连通均布于所述气体分布板上的一组进气口。上述的系统，所述辐射管两端均设置有燃烧器，所述燃烧器分别与所述炉体外部的蓄热器相连，所述燃烧器与所述蓄热器一一对应。上述的系统，所述系统还包括半焦收集器、电除尘净化分离器、焦油收集器、热解气冷凝器、油水分离器、热解水收集器和热解气收集器；所述半焦收集器与所述半焦冷凝器的冷凝半焦出口相连；所述电除尘净化分离器的气液进口与所述油气冷凝器的气液出口相连；所述焦油收集器的焦油进口与所述电除尘净化分离器的焦油出口相连；所述热解气冷凝器的含油水热解气进口与所述电除尘净化分离器的含油水热解气出口相连；所述油水分离器的油水进口与所述热解气冷凝器的油水出口相连；所述热解水收集器与所述油水分离器的热解水出口相连；所述热解气收集器与所述热解气冷凝器的热解气出口相连。上述的系统，所述半焦冷凝器中设有换热器，用于回收半焦的热量，所述换热器的热解气进口与所述热解气收集器相连，所述换热器的热解气出口与煤粉加料器相连。上述的系统，所述上行蓄热式热解炉的底部设有气体压缩机，用于向所述上行蓄热式热解炉输送提升气体；所述气体压缩机的气体入口与所述换热器的热解气出口相连。本技术的上行蓄热式粉煤快速热解反应技术，通过控制提升气体流量，调控颗粒速度和颗粒停留时间，从而实现对于热解反应深度和反应进程的有效控制，改善了转化率，提高了目标产品收率；本技术采用多根蓄热式辐射管，为热解炉中的煤粉提供热源，没有热载体和机械转动装置，工艺流程简单、系统控温准确、调温方便，无需气体和固体热载体的加热、分离过程，降低了系统的故障率，能够结合对流、热传导和辐射传热控制，提高了系统的热效率，降低了焦油含尘量。附图说明图1为本技术实施例上行蓄热式粉煤快速热解反应系统示意图；图2为本技术实施例上行蓄热式粉煤快速热解炉结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本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技术的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。如图1所示，本技术提供一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统，所述系统主要包括上行蓄热式热解炉4、旋风分离器6、半焦冷凝器8和油气冷凝器11。如图2所示，所述上行蓄热式热解炉4包括炉体45和辐射管46，所述炉体45的顶部设有产物出口47，所述炉体45的底部设有气体进口41和反应物进料口44，所述反应物进料口44在所述炉体的竖直方向上的位置高于所述气体进口41；所述辐射管46设于所述炉体45内，位于所述反应物进料口44上方，所述辐射管46为一组沿竖直方向间隔排布的蓄热式辐射管。如图1所示，所述旋风分离器6的产物进口与所述上行蓄热式热解炉4的产物出口相连；所述半焦冷凝器8的半焦进口与所述旋风分离器6的半焦出口相连；所述油气冷凝器11的油气进口与所述旋风分离器6的油气出口相连。为保证热解炉底部的反应物有足够的动量，且沿炉膛均匀向上运动，上行蓄热式热解炉4还包括气体分布板42。所述气体分布板设置于所述炉体45内，位于所述反应物进料口44下方，所述气体进口41连通均布于所述气体分布板42上的一组进气口43。上述系统中，辐射管46两端均设置有燃烧器，燃烧器分别与炉体外部的蓄热器相连，所述燃烧器与所述蓄热器一一对应。多根蓄热式辐射管为热解炉反应器中的热解反应提供热源。上述的系统，所述系统还可包括半焦收集器9、电除尘净化分离器12、焦油收集器14、热解气冷凝器16、油水分离器18、热解水收集器20和热解气收集器22；所述半焦收集器9与所述半焦冷凝器8的冷凝半焦出口相连；所述电除尘净化分离器12的气液进口与所述油气冷凝器11的气液出口相连；所述焦油收集器14的焦油进口与所述电除尘净化分离器12的焦油出口相连；所述热解气冷凝器16的含油水热解气进口与所述电除尘净化分离器12的含油水热解气出口相连；所述油水分离器18的油水进口与所述热解气冷凝器16的油水出口相连；所述热解水收集器20与所述油水分离器18的热解水出口相连；所述热解气收集器22与所述热解气冷凝器16的热解气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统，其特征在于，所述系统包括上行蓄热式热解炉、旋风分离器、半焦冷凝器和油气冷凝器，其中，所述上行蓄热式热解炉包括炉体和辐射管，所述炉体的顶部设有产物出口，所述炉体的底部设有气体进口和反应物进料口，所述反应物进料口在所述炉体的竖直方向上的位置高于所述气体进口；所述辐射管设于所述炉体内，位于所述反应物进料口上方，所述辐射管为一组沿竖直方向间隔排布的蓄热式辐射管；所述旋风分离器的产物进口与所述上行蓄热式热解炉的产物出口相连；所述半焦冷凝器的半焦进口与所述旋风分离器的半焦出口相连；所述油气冷凝器的油气进口与所述旋风分离器的油气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种上行蓄热式粉煤快速热解反应系统，其特征在于，所述系统包括上行蓄热式热解炉、旋风分离器、半焦冷凝器和油气冷凝器，其中，所述上行蓄热式热解炉包括炉体和辐射管，所述炉体的顶部设有产物出口，所述炉体的底部设有气体进口和反应物进料口，所述反应物进料口在所述炉体的竖直方向上的位置高于所述气体进口；所述辐射管设于所述炉体内，位于所述反应物进料口上方，所述辐射管为一组沿竖直方向间隔排布的蓄热式辐射管；所述旋风分离器的产物进口与所述上行蓄热式热解炉的产物出口相连；所述半焦冷凝器的半焦进口与所述旋风分离器的半焦出口相连；所述油气冷凝器的油气进口与所述旋风分离器的油气出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上行蓄热式热解炉还包括气体分布板，所述气体分布板设置于所述炉体内，位于所述反应物进料口下方，所述气体进口连通均布于所述气体分布板上的一组进气口。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辐射管两端均设置有燃烧器，所述燃烧器分别与所述炉体外部的蓄热器相连，所述燃烧器与所述蓄热器一一对应。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，彭丽，孟嘉乐，张宏伟，郑倩倩，肖磊，
申请(专利权)人：北京神雾电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11