本发明专利技术涉及低阶煤/生物质低碳清洁高效梯级转化技术领域，尤其涉及一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物质制焦油装置及方法，旋风分离器和离心双涡流快速热解器同轴上下排列，旋风分离器设多个入口，顶部排气管内同轴嵌套内排气管，且其纵贯旋风分离器直至离心双涡流快速热解器内部，旋风分离器的料腿与离心双涡流快速热解器的顶板连接；离心双涡流快速热解器采用筒体和锥体组合结构，所述筒体内顶部且内排气管周围安装圆柱环板，筒体上部侧面设多个矩形入口，入口与筒体相切，椎体底部连接料腿，本申请分离燃烧烟气，提取循环流化床锅炉循环灰，并将其携带的热量快速传递给煤/生物质，实现煤/生物质快速热解。实现煤/生物质快速热解。实现煤/生物质快速热解。
【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物质制焦油装置及方法
[0001]本专利技术涉及低阶煤/生物质低碳清洁高效梯级转化
，尤其涉及低阶煤/生物质热解和气化或燃烧分质梯级清洁转化技术。本专利技术不仅适用于低阶煤/生物质的催化热解，也适用于加氢热解，以及二者共热解。
技术介绍
[0002]低阶煤约占我国煤炭总储量的45%，和生物质类似，其能量密度偏低，但在化学组成上包含大量的芳香结构和环烃等，是联产油及高附加值化学品的良好原料。因此，低阶煤不宜直接入炉燃烧，利用热解技术提取是更经济合理的方式。基于这一认识，中国专利技术专利申请CN102504842A（公告号）提出了三流化床煤热解
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气化
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燃烧梯级利用技术的构思，其中包含了循环流化床燃烧炉。该专利技术专利主要阐述技术思路，没有说明具体的装置结构。中国专利技术专利CN103881761A同样提出用循环灰做热源，为煤的热解与气化提供能量。对于热解环节，该专利技术主要解决热解油气含尘量高的问题，技术方案是热解油气进入气化器中，利用颗粒床层的过滤作用除尘，对于热解器本身的性能特点，旋风分离器中的热烟气是否会进入热解器等问题没有明确说明。
[0003]专利技术专利CN103992824A提出了一种旋风式热解炉，以高温气体做为热源。申请人前期申报的专利CN106336907A中采用类似的思路设计热解反应器，其热源同时使用了燃烧产生的烟气和载热颗粒，但使用烟气做为热源的热解技术方案并不适合基于循环流化床锅炉的系统，原因在于锅炉产生的烟气不仅流量大，而且为保证燃烧充分，会使用过量的氧气。一方面，大流量烟气会稀释热解油气，后续热解油气的分离困难；另一方面，高温烟气与有氧环境会烧损热解油气中的高值组分，降低油品收率。
[0004]热解油气的组分复杂，含有部分高沸点有机产品，热解油气输运过程中，高沸点产品容易粘结在壁面，堵塞管道，造成非计划停车，带来安全隐患。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物质制焦油装置及方法，解决大流量烟气会稀释热解油气，后续热解油气的分离困难；高温烟气与有氧环境会烧损热解油气中的高值组分，降低油品收率，高沸点产品容易粘结在壁面，堵塞管道的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物质制焦油装置，包括旋风分离器和离心双涡流快速热解器，所述旋风分离器和离心双涡流快速热解器同轴上下排列，所述旋风分离器设多个入口，顶部中心设排气管，在排气管内同轴嵌套内排气管，且其纵贯旋风分离器直至离心双涡流快速热解器内部，所述旋风分离器底端连接料腿，料腿与内排气管形成环缝为排料管，内排气管底端安装圆锥挡件，所述圆锥挡件与内排气管同轴，且圆锥挡件底端设底板，与内排气管管壁构成闭合结构，所述旋风分离器的料腿与离心双涡流快速热解器
的顶板连接。
[0007]所述离心双涡流快速热解器采用筒体和锥体组合结构，筒体上部侧面设多个周向均布的矩形入口，分别进入不同的热解原料，所述入口与筒体相切，促使载气与颗粒旋转，载气旋转后形成准兰金涡湍流场实现气固快速传热，所述锥体底部连接料腿，料腿为排料结构，排出固态热解半焦和循环灰；所述料腿和锥体底部衔接处安装锥状挡块，在操作条件波动时稳定兰金涡流场，保持热解器传热性能的稳定。
[0008]所述筒体内顶部且内排气管周围安装圆柱环板，所述圆柱环板与内排气管同轴，圆柱环板与所述圆锥挡件的锥面构成半闭合结构，气体不能通过，颗粒通过其重力作用可以通过，圆柱环板的底板离心双涡流快速热解器、圆柱环板与圆锥挡板构成循环灰缓存空间。
[0009]所述圆柱环板底端的位置高于圆锥挡件的底板位置。
[0010]一种循环灰热解煤生物质制焦油方法，其步骤如下：S1：高温烟气与循环灰共同进入旋风分离器，分离后循环灰经料腿导入离心双涡流快速热解器；S2：载气运输煤和/或生物质分别从不同的切向入口进入离心双涡流快速热解器，并在其中旋转流动，在流动过程中煤和/或生物质被快速加热，升温速率达到500 K
·
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‑1以上，并发生快速热解反应；S3：热解油气从内排气管流出，在旋风分离器内高温烟气的保温作用下进入后续焦油回收与加工装置；S4：热解半焦随循环灰进入料腿，回流入循环流化床锅炉。
[0011]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果如下：（1）通过旋风分离器设多个入口用于分离烟气和循环灰，对称分布的多入口结构在旋风分离器内表面均布灰颗粒，进而均匀堆积在环缝中；纵贯旋风分离器的内排气管稳定气流旋转中心，防止其偏心摆动、破坏灰堆积层的稳定性；（2）循环流化床锅炉在运行过程中，进入旋风分离器的烟气和循环灰的量时常波动，圆柱挡板、圆锥档件与离心双涡流快速热解器顶部三者构成循环灰传输和缓冲部件，进入快速热解器的循环灰量稳定，该缓冲结构还实现了气体密封，防止快速热解器与旋风分离器中气体互蹿；（3）离心双涡流快速热解器采用筒体和锥体组合结构，入口与筒体相切，促使载气与颗粒旋转，利用以下两种原理实现快速升温：一是载气旋转后形成准兰金涡湍流场实现强烈的气固对流传热，热量由高温循环灰快速传递至气体，气体再快速加热原料；二是冷热颗粒均在离心作用下紧密聚集于边壁，二者间的充分接触有利于快速传热。在以上两种机制作用下，热解原料的升温速率达到100 K/s（关键核心优势），实现快速热解；锥体下部安装锥状挡块在操作条件波动时稳定兰金涡流场，保持热解器传热性能的稳定；在准兰金涡流场作用下，热解油气进入内排气管，热解半焦下行进入料腿，热解油气与半焦在反应器内实现即产即分，提高装置集成度；（4）旋风分离器内温度较高，内排气管防止高沸点有机产品在壁面的粘结，有助于提高回收率；（5）本专利技术申请针对循环流化床锅炉的特点，分离燃烧烟气，提取循环流化床锅炉
循环灰，并将其携带的热量快速传递给煤/生物质，实现煤/生物质快速热解。
附图说明
[0012]图1为本专利技术结构示意图；图中：1、旋风分离器；2、离心双涡流快速热解器；3、内排气管；4、排气管；5、第一料腿；6、排料管；7、圆锥挡件；8、圆柱环板；9、入口；10、第二料腿；11、锥状挡块。
实施方式
[0013]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0014]如图1所示，一种循环流化床锅炉循环灰热解煤生物质制焦油装置，包括旋风分离器1和离心双涡流快速热解器2，旋风分离器1和离心双涡流快速热解器2同轴上下排列，旋风分离器1设多个入口，顶部中心设排气管4，排气管4内同轴嵌套内排气管3，内排气管3纵贯旋风分离器1且直至离心双涡流快速热解器2内部，旋风分离器1底端连接第一料腿5，第一料腿5与内排气管3形成环缝为排料管6，内排气管3底端安装圆锥档件7，圆锥挡件7与内排气管3同轴，且圆锥挡件7底端设底板，与内排气管4管壁构成闭合结构；第一料腿5与离心双涡流快速热解器2的顶板连接；通过旋风分离器的料腿与离心双涡流快速热解器的顶板连接，引导循环灰以1 kg/s本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物质制焦油装置，包括旋风分离器（1）和离心双涡流快速热解器（2），其特征在于，所述旋风分离器（1）和离心双涡流快速热解器（2）同轴上下排列，所述旋风分离器（1）设多个入口，顶部中心设排气管（4），在排气管（4）内同轴嵌套内排气管（3），且其纵贯旋风分离器（1）直至离心双涡流快速热解器（2）内部，所述旋风分离器（1）底端连接第一料腿（5），第一料腿（5）与内排气管（3）形成环缝为排料管（6），内排气管（4）底端安装圆锥挡件（7），所述圆锥挡件（7）与内排气管（4）同轴；且圆锥挡件（7）底端设底板，底板与内排气管（4）管壁构成闭合结构，所述第一料腿（5）与离心双涡流快速热解器（2）的顶板连接；所述离心双涡流快速热解器（2）采用筒体和锥体组合结构，所述筒体上部侧面设多个周向均布的矩形入口（9），分别进入不同的热解原料，所述入口（9）与筒体相切，促使载气与颗粒旋转，所述椎体底部连接第二料腿（10），第二料腿（10）为排料结构，排出固态热解半焦和循环灰；所述第二料腿（10）和椎体底部衔接处安装锥状挡块（11）。2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉循环灰热解煤/生物...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨景轩，郝晓刚，韩碧龙，张忠林，
申请(专利权)人：山西科化技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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