一种高压螺旋快速热解反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高压螺旋快速热解反应装置，包括炉体、螺旋式反应器和烧嘴，其中螺旋式反应器安装在炉体内；烧嘴均匀地布置在炉体的墙壁上，用于喷出火焰给螺旋式反应器加热。本实用新型专利技术的装置能够满足高温高压的工作状态，并可根据要求调整热解产物的生产成分，提高热效率，降低环境污染和生产成本。

A high pressure spiral fast pyrolysis reactor

The utility model relates to a high-pressure spiral fast pyrolysis reaction device, which comprises a furnace body, a spiral reactor and a burner, wherein the spiral reactor is installed in the furnace body, and the burner is evenly arranged on the wall of the furnace body for heating the spiral reactor by ejecting flame. The device of the utility model can satisfy the working state of high temperature and high pressure, and can adjust the production composition of pyrolysis products according to requirements, improve the thermal efficiency, reduce environmental pollution and production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种高压螺旋快速热解反应装置
本技术涉及一种用于煤化工行业的下行床快速热解反应器，用以制备高热值燃气、高品质半焦和高品质油等高附加值产品，并且更具体地涉及一种高压螺旋快速热解反应装置。
技术介绍
我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气，作为世界上最大的煤炭生产和消费国，在相当长的一段时期内，煤炭资源作为我国主导能源的地位是不可动摇的。据统计，我国已探明煤炭储量为1145亿吨，其中，中低阶煤(褐煤，低变质烟煤)占到全国保有资源量的55.15％左右。由于低阶煤具有水分含量高、易风化自然、难以分选、不宜长途运输和储存等特点，使得其综合利用受到很大限制。随着现代化采煤综合技术的广泛使用，煤热解技术被认为是煤炭高效清洁利用最为有效途径，然而在热解领域内，特别是快速热解成为了一种新型高效的热解方法。快速热解是指在无氧或限氧的条件下，将物料快速升温至热解所需温度，使得含碳高分子迅速地发生化学键断裂反应，高温高压的工作环境会对提高热解产物的生成速率有很大的提高。快速热解反应器目前一般分为流化床、移动床、旋转床等反应装置，并且利用有载体和无载体两种方法来实现温度场的温度分布以及升温速率的要求，然而采用热载体的快速反应器涉及到载体与原料的均布、混合、和反应，以及以后下游载体与半焦产物的分离、再预热、再输送等一系列复杂工艺，导致故障率提高，整体热效率降低。也有采用无载体间接传热反应器，但是传热效率低，大规模化较困难，并且更多是采用矩形截面的反应器，这种结构形式的反应器仅仅适用于中低温、低压和常压的工况下，针对高温高压的无热载体快速热解反应器目前还有待进一步开发。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种火焰外置无热载体下行式新型快速热解反应器，克服现有的设备、结构及工艺复杂等缺点，能够满足高温高压的工作状态，并可根据要求调整热解产物的生产成分，提高热效率，降低环境污染和生产成本。具体地，本技术可实现以下目的：1)采用一级能源提供热源，从能源结构上节约能源利用；2)提高反应器的耐压和耐热能力，实现高压的目的；3)反应器采用管型结构，提高稳定性，并且简化结构降低制造成本；4)无热载体的运行，简化系统，降低故障率，提高系统的运行可靠性，降低能耗,减少机械磨损；5)火焰外置大大减少了因布置辐射管形成的焊缝数量，提高了反应器高温高压运行工况下的安全可靠性；6)适用范围更广，反应器内部承受温度可达到1000℃，内部承压能力可以达到3MPa。为了实现或达到上述目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术，提供一种高压螺旋快速热解反应装置，包括炉体、螺旋式反应器和烧嘴，其中螺旋式反应器安装在炉体内；烧嘴均匀地布置在炉体的墙壁上，用于喷出火焰给螺旋式反应器加热。根据本技术的一个实施例，螺旋式反应器包括进料口、反应器管体、热解气出口和出焦口，其中进料口设置在螺旋式反应器的上部，反应器管体是螺旋式反应器的主体，热解气出口和出焦口均设置在螺旋式反应器的下部。根据本技术的一个实施例，反应器管体的钢板壁厚为6-15mm，反应器管体的直径为50-300mm，螺旋式反应器的中径为100-3000mm，反应器管体的节距不小于180mm。根据本技术的一个实施例，反应器管体的耐热温度为500-1200℃，物料在反应器管体内的停留时间为6-9s。根据本技术的一个实施例，螺旋式反应器的展开长度为12-405m，螺旋式反应器的高度为6-405m，螺旋式反应器的螺旋数为1-390。根据本技术的一个实施例，反应器管体承受的绝对压强为1.0-10MPa。根据本技术的一个实施例，每相邻两个螺旋式反应器的间距为100-9000mm。根据本技术的一个实施例，炉体的结构是矩形、筒形或者环形。根据本技术的一个实施例，炉体的墙壁采用耐高温的保温材料砌筑，用于阻止热量的散失。根据本技术的一个实施例，炉体的墙壁厚度不小于300mm。通过采用上述技术方案，本技术相比于现有技术具有如下优点：1)本技术的螺旋式反应器采用耐热钢管体加螺旋形式，耐高温高压能力更强。2)本技术的装置采用火焰外置，大大减少了因布置辐射管形成的焊缝数量，使得反应器管体的整体性更好，提高了螺旋式反应器高温高压运行工况下的安全可靠性，从根本上降低了爆炸的危险性。3)本技术的螺旋式反应器整体安装在充满火焰且温度均匀的炉体内，使得螺旋式反应器内部的分布也更为均匀，如此设计避免了因较大的温差作用而造成结构的破坏。4)相比于现有的热载体快速热解反应器，本技术的反应器简化了结构，降低制造成本，提高材料利用率。5)本技术螺旋式反应器的反应器管体不仅降低了炉体高度，增加了管体辐射面，而且在同高度下还增加了物料在螺旋式反应器内的停留时间，从而提高了热解效率和反应完全性。6)本技术的整个装置的制造和安装比较简单，施工周期短。7)本技术的装置可根据生产规模的大小来实现多样化和大型化的工业生产。8)本技术的装置在高温高压环境下可以使得热解更彻底，热解气的产率更高，更重要的是为下游生产工艺提供了有利条件。9)反应器管体内壁可以加装肋板，不仅提高了管体强度而且在单位空间里增加了管体辐射面。10)本技术采用外加热内布料的加热形式，反应器本体的焊缝量大大减少，使得安装和探伤作业量减少，更重要的是高温高压环境下反应器的安全性更高。采用管体形式极大的简化了结构的复杂性，提高了材料利用率，降低了制造成本，并能够满足更高内压和更高温度的工作环境要求。11)本技术的热解气出口设置在螺旋式反应器的下部，出料区的上部，热解气通过螺旋式反应器内外压差快速的从出口导出。热解气出口设置在下部，颗粒自上而下经过了整个螺旋式反应器，使其热解更完全，相对于顶部和中部设置热解气出口，降低了气体中的携带颗粒数，提高了热解气体的品质。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点在与附图结合对实施例进行的描述中将更加明显并容易理解，其中：图1是本技术实施例的沿A-A方向的高压螺旋快速热解反应装置的结构示意图；图2是图1的剖视图；图3是本技术实施例的螺旋式反应器的结构示意图；图4是图3沿B-B方向的剖视图。附图标记说明1螺旋式反应器、2炉体、3烧嘴、4进料口、5反应器管体、6热解气出口、7出焦口。具体实施方式应当理解，在示例性实施例中所示的本技术的实施例仅是说明性的。虽然在本技术中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本技术主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本技术的范围内。在不脱离本技术的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。如图1-4所示，本技术提供了一种高压螺旋快速热解反应装置，该热解装置采用火焰外置螺旋式结构，包括炉体2、螺旋式反应器1和烧嘴3，其中螺旋式反应器1安装在炉体1内并且包括进料口4、反应器管体5、热解气出口6和出焦口7；烧嘴3均匀地布置在炉体2的墙壁上，用于喷出火焰给螺旋式反应器1加热。在本技术中，螺旋式反应器1置于炉体2内，物料在螺旋式反应器1内部流动，烧嘴3安装在炉墙上，其中烧嘴3位于蓄热式辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压螺旋快速热解反应装置，其特征在于，包括炉体、螺旋式反应器和烧嘴，其中所述螺旋式反应器安装在所述炉体内；所述烧嘴均匀地布置在所述炉体的墙壁上，用于喷出火焰给所述螺旋式反应器加热。

【技术特征摘要】
1.一种高压螺旋快速热解反应装置，其特征在于，包括炉体、螺旋式反应器和烧嘴，其中所述螺旋式反应器安装在所述炉体内；所述烧嘴均匀地布置在所述炉体的墙壁上，用于喷出火焰给所述螺旋式反应器加热。2.根据权利要求1所述的高压螺旋快速热解反应装置，其特征在于，所述螺旋式反应器包括进料口、反应器管体、热解气出口和出焦口，其中所述进料口设置在所述螺旋式反应器的上部，所述反应器管体是所述螺旋式反应器的主体，所述热解气出口和所述出焦口均设置在所述螺旋式反应器的下部。3.根据权利要求2所述的高压螺旋快速热解反应装置，其特征在于，所述反应器管体的钢板壁厚为6-15mm，所述反应器管体的直径为50-300mm，所述螺旋式反应器的中径为100-3000mm，所述反应器管体的节距不小于180mm。4.根据权利要求3所述的高压螺旋快速热解反应装置，其特征在于，所述反应器管体的耐热温度为500-1200℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：常胜良，林景龙，吴道洪，
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