一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器制造技术

本发明专利技术提供了一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器，所述弯管反应器包括弯管本体，弯管本体的一端设置有进气口，另一端连接有旋风分离器，弯管本体沿气体走向依次分布有混合段、第一反应段和第二反应段；混合段靠近进气口的一端内壁，沿气体走向设置有隔板，隔板上设置有至少两个开孔，混合段上设置有至少两个进料口，第一反应段靠近混合段的一端设置有支路进气口，且第一反应段靠近支路进气口的一端内壁沿气体走向设置有分布板。本发明专利技术提供的弯管反应器，实现了粉煤快速热解工艺的主要反应控制，粉煤在弯管反应器内能够达到秒级快速热解反应，可以减少二次裂解，大幅提高焦油收率，适合工业化推广。合工业化推广。合工业化推广。

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器


[0001]本专利技术属于煤热解反应器设计
，涉及一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器。

技术介绍

[0002]煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重仍将占主要地位；2021年全国原煤产量41.3亿吨，煤炭消费量占能源消费总量比重为56％，预估其中有10亿吨为富油煤，如采用低温热解技术，将10亿吨富油煤热解，分离出油气后粉焦利用或者再燃烧发电，至少能得到1亿吨油、6000亿方气，可以实现油气倍增计划，少烧4亿吨煤，少排10亿吨二氧化碳，实现低阶煤资源最大化利用。经过多年的努力，目前国内已成功开发了多种粉煤热解技术。
[0003]CN204490808U公开了一种旋转式粉煤热解反应器，通过在架体上设置转动连接的外筒，外筒内设有同轴内筒，所述内筒周侧设有螺旋形导热板，所述导热板伸入内筒内，内筒内的导热板连接起来构成螺旋结构，煤粉进入内筒的，内外筒转动，内筒螺旋结构的导热板将煤粉向前推进，煤粉与内筒的内表面接触面积极大，煤粉热分解效率极高，同时内筒外设置螺旋形的凸块，热介质与内筒外表面接触面积大，传热效果好，同时螺旋结构的凸块能够延长热介质在热介质通道的停留时间，便于充分吸收热介质的能量，节约能源。该反应器热介质通过筒壁传热到煤粉，存在传热速率低，反应速度慢，煤热解过程中易发生二次裂解。
[0004]CN206143128U公开了一种管式粉煤热解反应器，管式粉煤热解反应器包括反应器本体，所述反应器本体主要由底部缓冲段、垂直立管和顶部缓冲段构成，所述底部缓冲段上设置有热介质管路，所述热介质管路上设置有放空管路，所述放空管路上设置有放空控制阀，所述垂直立管的顶部设置有冷介质管路，所述冷介质管路上设置有冷介质控制阀，所述冷介质管路与顶部缓冲段同心设置，所述顶部缓冲段的出口处设置有温度传感器，所述放空控制阀、冷介质控制阀和温度传感器均与主控系统相连接。但是，该反应器存在热介质与煤粉混合不均的问题。
[0005]CN111676040A公开了一种粉煤环流热解反应器，通过在环流热解反应段内设置导流加热装置，即多段导流加热筒，将环流热解反应段分为多段热解反应区，每段热解反应区又分为导流区和环隙区，靠导流加热筒的加热和引导，形成气固混合物的总体有序循环流动、混合及传热。通过在热载气进口段的气体分布器上通入高温热载气，用于提升和加热来自第一段热解反应区内环隙区粉煤给料口的大颗粒粉煤，并使得热载气和大颗粒粉煤沿第一段导流区向上流动至第一段导流加热筒顶部；进一步，一部分未反应完全煤粉和热载气从第一段导流加热筒顶部流入第一段环隙区，并继续沿第一段环隙区向下流动并返回至第一段导流区内，同时绝大多数未反应完全的粉煤以及高温热载气继续沿第一段导流加热筒顶部进入第二段导流区，依次类推，实现热载气和大颗粒粉煤在环流热解反应段内定向流动。但是，该反应器对油气的停留时间相对较长，二次裂解反应严重。
[0006]因此，亟需设计开发一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器，克服现有技术的缺陷，
提高粉煤热解效率。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器，在本专利技术中，提供的弯管反应器，实现了粉煤快速热解工艺的主要反应控制，粉煤在弯管反应器内能够达到秒级快速热解反应，可以减少二次裂解，大幅提高焦油收率，适合工业化推广。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器，所述弯管反应器包括弯管本体，所述弯管本体的一端设置有进气口，另一端连接有旋风分离器，所述弯管本体沿气体走向依次分布有混合段、第一反应段和第二反应段；
[0010]所述混合段靠近所述进气口的一端内壁，沿气体走向设置有隔板，所述隔板上设置有至少两个开孔，所述开孔用于气体分流和斜向进气，所述混合段上设置有至少两个进料口，所述第一反应段靠近所述混合段的一端设置有支路进气口，且所述第一反应段靠近所述支路进气口的一端内壁沿气体走向设置有分布板，所述分布板用于斜向进气，所述第二反应段用于粉煤充分热解。
[0011]在本专利技术中，提供的弯管反应器，实现了粉煤快速热解工艺的主要反应控制，粉煤在弯管反应器内能够达到秒级快速热解反应，可以减少二次裂解，大幅提高焦油收率，适合工业化推广。
[0012]需要说明的是，本专利技术中的弯管反应器通过特别设计第一反应段和第二反应段的具体结构，使得弯管反应器可以实现多点进料，且进料方向和进气方向有斜度，能够实现煤粉的快速且充分混合，具体结构设计在本专利技术中至关重要，不可拆分看待；进一步地，本专利技术也可以通过控制粉煤粒径大小，实现快速完全热解。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述混合段的直径大于所述弯管本体的直径。
[0014]优选地，所述混合段的直径为1500～4000mm，例如可以是1500mm、1800mm、2100mm、2400mm、2700mm、3000mm、3300mm、3600mm、4000mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]本专利技术限定了混合段的直径为1500～4000mm，是因为在此数值范围内，使得气固混合均匀便于实施；若不在此数值范围内，可能会导致工业实际上不便于实施。
[0016]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述进气口的进气气体为自产煤气或惰性气体。
[0017]需要说明的是，本专利技术中的自产煤气的组成有CO、H2、CH4、C2H6、CO2、N2等，惰性气体可以是氮气，本专利技术在此不做特殊限定。
[0018]优选地，所述进气口的进气温度为40～200℃，例如可以是40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；进一步优选为60～180℃。
[0019]本专利技术限定了进气口的进气温度为40～200℃，是因为在此数值范围内，使得可缩短后续高温热载体与粉煤的传热时间，有利于反应的进行；若不在此数值范围内，温度过低
会增加热载体的循环量，温度过高大于200℃可能会导致在混合段发生粉煤的热解反应，不利于油气的快速分离。
[0020]优选地，所述进气口的进气压力为0.03～0.50MPa，例如可以是0.03MPa、0.05MPa、0.07MPa、0.09MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa、0.30MPa、0.35MPa、0.30MPa、0.35MPa、0.40MPa、0.45MPa、0.50MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述进气口的进气角度为40～45
°
，例如可以是40
°
、41
°
、42
°
、43...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉煤秒级快速热解的弯管反应器，其特征在于，所述弯管反应器包括弯管本体，所述弯管本体的一端设置有进气口，另一端连接有旋风分离器，所述弯管本体沿气体走向依次分布有混合段、第一反应段和第二反应段；所述混合段靠近所述进气口的一端内壁，沿气体走向设置有隔板，所述隔板上设置有至少两个开孔，所述开孔用于气体分流和斜向进气，所述混合段上设置有至少两个进料口，所述第一反应段靠近所述混合段的一端设置有支路进气口，且所述第一反应段靠近所述支路进气口的一端内壁沿气体走向设置有分布板，所述分布板用于斜向进气，所述第二反应段用于粉煤充分热解。2.根据权利要求1所述的弯管反应器，其特征在于，所述混合段的直径大于所述弯管本体的直径；优选地，所述混合段的直径为1500～4000mm。3.根据权利要求1或2所述的弯管反应器，其特征在于，所述进气口的进气气体为自产煤气或惰性气体；优选地，所述进气口的进气温度为40～200℃，进一步优选为60～180℃；优选地，所述进气口的进气压力为0.03～0.50MPa；优选地，所述进气口的进气角度为40～45
°
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的弯管反应器，其特征在于，所述隔板和所述混合段的内壁平行；优选地，所述隔板的材质为Q245R；优选地，所述隔板表面设置有耐磨层；优选地，所述隔板的长度小于所述混合段的长度；优选地，所述隔板的长度为500～1500mm；优选地，所述开孔在所述隔板上均匀分布，且所述开孔的方向和第一反应段的长度方向垂直；优选地，所述开孔的宽度为20～100mm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的弯管反应器，其特征在于，所述第一反应段的直径大于所述弯管本体的直径；优选地，所述第一反应段的直径为1500～4000mm；优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏，王红莉，苗孟杰，陈树群，于清江，
申请(专利权)人：胜帮科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：