【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工制造装备与炭材料，尤其涉及一种自热式烃类裂解炭化的流化床系统与方法。
技术介绍
1、多孔炭是一种导电性好，化学稳定性强的多孔物质，比表面积与孔径可调，在催化剂载体，吸附，能源存储领域具有广泛应用，每年的产量约在上千万吨。多孔炭可以由生物质，石化类烃质等经过热裂解炭化再活化而得，其中炭化步骤是其中关键步骤之一。大部分烃类热裂解都是高温与强吸热反应，比如纯烷烃、汽油，柴油，沥青，焦油等的裂解，基本上都需要吸热>90kj/mol。炭化温度都>800-900℃。这导致能耗居高不下。以及每吨生产的co2排放，和基于每万元产值的co2排放都是非常高的。另外，高温过程也导致裂解设备由于需要有供热功能而变得结构复杂。同时，频繁的开停也导致设备温度急剧变化，导致结构变形，焊接缝开裂，安全隐患大，维护成本高。另外，对于乙炔等不饱和烃的裂解来说，是强放热反应，又需要移出大量的热量，后面的结构件也面临着多重温差变形问题。
2、因此，对制备方法与装置进行改进与优化，以降低多孔炭制备成本，提高生产安全性，是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种自热式烃类裂解炭化的流化床系统与方法，通过将乙炔的裂解(放热反应)与重质烃的裂解(吸热反应)过程耦合于同一反应装置中进行，以实现简化反应装置的供热结构和装置温度的可控目的，降低连续炭化过程的能耗成本。
2、具体
技术实现思路
如下：
3、第一方面，本专利技术提
4、设置炭化流化床内的温度为600-800℃，并使乙炔在载气携带下，从第一气体进口通入炭化流化床，乙炔发生裂解形成微小炭颗粒，并释放反应热；
5、重质烃类从第二气体进口通入所述炭化流化床，重质烃利用所述反应热发生裂解，在所述微小炭颗粒上继续生长碳，形成可控粒径的炭颗粒；
6、控制所述乙炔和重质烃类的通入量，使所述炭化流化床内的温度保持在950-1250℃，并使生成的炭颗粒在炭化流化床的中下部处于流化状态；
7、生成的炭颗粒高度超过所述炭化流化床高度的2/3，将炭颗粒从所述炭化流化床转移至研磨装置，并对炭颗粒进行研磨，获得颗粒炭产品。
8、可选地，所述第一气体进口的气速范围为0.05-0.3m/s。
9、可选地，所述裂解生成的气态物质与所述载气混合后，经第一尾气出口出所述炭化流化床，并作为换热介质，用于对所述重质烃类的预热。
10、可选地，所述方法还包括：将氮气和/或氩气通入所述研磨装置，使研磨过程中产生的粉尘被气流携带，出所述研磨装置，并作为载气，进行二次利用。
11、可选地，所述乙炔的质量浓度占乙炔+载气总量的10-100％。
12、可选地，所述载气为氮气和/或氩气。
13、可选地，所述重质烃类为氢碳比小于1.2，分子量大于100的液态烃类。
14、可选地，所述重质烃类包括萘系、蒽系、菲系、煤焦油、石化类焦油、沥青、催化柴油和蜡油中的一种或多种。
15、第二方面，本专利技术提供一种自热式烃类裂解炭化的流化床系统，所述系统被用于执行上述第一方面所述的自热式烃类裂解炭化的方法，所述系统包括：炭化流化床和研磨装置；
16、所述炭化流化床用于将通入其中的乙炔和重质烃类裂解为炭颗粒；
17、所述研磨装置用于将所述炭颗粒研磨成颗粒炭产品。
18、可选地，所述炭化流化床包括：第一气体进口、第二气体进口、第一尾气出口及炭颗粒出口；
19、其中，所述第一气体进口用于通入乙炔和/或载气；所述第二气体进口用于通入重质烃类；所述第一尾气出口用于排出裂解生成的气态物质与所述载气；
20、所述研磨装置包括：炭颗粒进口、第三气体进口、第二尾气出口及颗粒炭产品出口；
21、其中，所述第三气体进口用于通入氮气和/或氩气；
22、所述第二尾气出口用于排出携带粉尘的氮气和/或氩气；
23、所述炭化流化床的固体出口与所述研磨装置的固体进口相连，所述研磨装置的气体出口与碳化流化床的气体进口相连。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
25、本专利技术提供一种自热式烃类裂解炭化的方法，所述方法适用于流化床系统，所述流化床系统包括炭化流化床和研磨装置，所述炭化流化床的固体出口与所述研磨装置的固体进口相连，所述研磨装置的气体出口与碳化流化床的气体进口相连，所述方法包括：
26、设置炭化流化床内的温度为600-800℃，并使乙炔在载气携带下，从第一气体进口通入炭化流化床，乙炔发生裂解形成微小炭颗粒，并释放反应热；
27、重质烃类从第二气体进口通入所述炭化流化床，重质烃利用所述反应热发生裂解，在所述微小炭颗粒上继续生长碳，形成可控粒径的炭颗粒；
28、控制所述乙炔和重质烃类的通入量，使所述炭化流化床内的温度保持在950-1250℃，并使生成的炭颗粒在炭化流化床的中下部处于流化状态；
29、生成的炭颗粒高度超过所述炭化流化床高度的2/3，将炭颗粒从所述炭化流化床转移至研磨装置，并对炭颗粒进行研磨，获得颗粒炭产品。本专利技术通过将乙炔的裂解(放热反应)与重质烃的裂解(吸热反应)过程耦合于同一反应装置中进行，利用乙炔裂解放热反应，为其他氢碳较低的重质烃类裂解的吸热反应补充热量。含乙炔气体在碳化流化床发生放热裂解，生成微小炭颗粒，并释放大量反应热；重质烃类利用乙炔裂解释放的反应热裂解，在微小炭颗粒上继续生长碳，形成可控粒径的炭颗粒，使得裂解过程基本处于热平衡状态(碳化流化床温度维持在500-1250℃之间)，即不需要向装置内供热或撤热，在提高过程能源利用效率的同时，有效简化了装置结构，避免高温对设备的结构损害并降低设备维护和使用的成本，有利于工业化推广。
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1.一种自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述方法适用于流化床系统，所述流化床系统包括炭化流化床和研磨装置，所述炭化流化床的固体出口与所述研磨装置的固体进口相连，所述研磨装置的气体出口与碳化流化床的气体进口相连，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述第一气体进口的气速范围为0.05-0.3m/s。
3.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述裂解生成的气态物质与所述载气混合后，经第一尾气出口出所述炭化流化床，并作为换热介质，用于对所述重质烃类的预热。
4.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述方法还包括：将氮气和/或氩气通入所述研磨装置，使研磨过程中产生的粉尘被气流携带，出所述研磨装置，并作为载气，进行二次利用。
5.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述乙炔的质量浓度占乙炔+载气总量的10-100％。
6.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述载气为氮气和/或氩气。
8.根据权利要求7所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述重质烃类包括萘系、蒽系、菲系、煤焦油、石化类焦油、沥青、催化柴油和蜡油中的一种或多种。
9.一种自热式烃类裂解炭化的流化床系统，其特征在于，所述系统被用于执行上述权利要求1-8任一所述的自热式烃类裂解炭化的方法，所述系统包括：炭化流化床和研磨装置；
10.根据权利要求9所述的自热式烃类裂解炭化的流化床系统，其特征在于，所述炭化流化床包括：第一气体进口、第二气体进口、第一尾气出口及炭颗粒出口；
...【技术特征摘要】
1.一种自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述方法适用于流化床系统，所述流化床系统包括炭化流化床和研磨装置，所述炭化流化床的固体出口与所述研磨装置的固体进口相连，所述研磨装置的气体出口与碳化流化床的气体进口相连，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述第一气体进口的气速范围为0.05-0.3m/s。
3.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述裂解生成的气态物质与所述载气混合后，经第一尾气出口出所述炭化流化床，并作为换热介质，用于对所述重质烃类的预热。
4.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的方法，其特征在于，所述方法还包括：将氮气和/或氩气通入所述研磨装置，使研磨过程中产生的粉尘被气流携带，出所述研磨装置，并作为载气，进行二次利用。
5.根据权利要求1所述的自热式烃类裂解炭化的...
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