本发明专利技术涉及一种生产轻质焦油的热解装置及方法。本发明专利技术的装置主要包括逆流下行床热解反应器、流化床反应器、移动床过滤装置、换热装置。本发明专利技术的特征在于，固体燃料由下行床热解反应器上端送入，由上而下与其底部进入的流化气逆流接触发生热解反应；流化床反应器中热解半焦与底部通入的空气或氧气发生部分氧化，产生的热量供下行床热解反应器热解；移动床过滤装置中粗颗粒固体燃料将热解油气分离，热解气和轻质焦油排出，重质组分随固体燃料返回下行床热解反应器中再次裂解。本发明专利技术的特点在于焦油中重质组分经移动床过滤装置返回热解器中反复裂解以脱除产物中的沥青成分；有利于提高轻质焦油产率、系统热效率，并可脱除产物油气中灰分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体燃料热解领域，尤其是可作为基于固体燃料热解和半焦燃烧的分级混合发电系统的热解装置。具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
煤既是能源，又是宝贵的C、H资源和多种高价值化学品的重要来源。我国是ー个富煤、少气、贫油的国家，煤炭是我国经济发展的重要支柱，因此开发煤炭的清洁综合利用方法是我国能源结构和产业发展的必然要求。以煤为代表的固体燃料，通常由有机物和无机物组成，其中的有机物在加热过程 中会发生热分解反应，生成有机产物和气体，同时残留半焦和灰分。而且，固体燃料低温热解技术是获得清洁固体燃料并联产焦油及热解气的有效方法。该技术以固体燃料为原料通过低温热解获得三种重要的能源产品热解气、焦油和半焦；热解气和焦油既可直接作为气体或液体燃料，用于燃气、蒸汽轮机燃烧发电；还可用作化工原料，生产化工产品；所得固体产物即半焦，可用作清洁固体燃料在燃烧设备上应用，有利于减少燃烧产生的污染物(SO2, NOx和粉尘等)。由中国科学院过程工程研究所申请的专利技术专利“基于固体燃料热解和半焦燃烧的分级混合发电系统及方法”(201110144144. 0)，提出了ー种通过热解，实现煤的气、液产物与固体半焦分离，同时通过集成IGCC和超超临界发电的优点，实现更高的系统发电效率。而且，该系统装置简单，投资和运行成本低；并可用于对现有的中小热电机组的改造以提高发电效率，实现节能减排。因此，设计合适的热解装置及エ艺是实现该发电系统的关键。本专利技术为上述技术提供了ー种合理的热解方法。国内外众多研究机构针对固体燃料热解制取液体产物、煤气和半焦エ艺开发了各种类型的热解反应器，主要包括流化床热解反应器、移动床热解反应器、固定床热解反应器、转炉反应器和下行床反应器等。国内浙江大学申请的专利技术专利(CN101691501)公布了循环流化床煤分级转化煤气焦油半焦多联产装置，该装置将循环流化床气化炉和流化床干馏炉相结合，干馏炉为常压流化床，用再循环煤气作流化介质。李定凯等人1991年申请了名为“循环床煤气-蒸汽联产エ艺及装置”的专利技术专利(CN1056117A)采用流化床煤热解炉与流化床锅炉耦合，用高温热灰作热载体提供粉煤热解所需热量，煤粉在700-750で条件下进行热解，产生煤气。张绪炜，程荫桐95年提出了 “重力循环床煤气-蒸汽联产锅炉”专利技术专利(CN1144260A)，主要特征是锅炉炉膛下部由燃烧床、传热床和气化床三个并列的流化床组成，強化了炉内飞灰的重力循环，提高煤气产率。1996年又提出用半焦作为热载体产生煤气，提高煤气产率(CN1155573A)。吕清刚于04年提出了“双循环流化床煤气-蒸汽联产方法及装置”(CN1754945)，其特征是燃烧炉和气化炉都为循环流化床。美国安辛集团股份有限公司公布了ー种快速热解含碳物质的新方法和装置(专利技术专利CN1225851)，它使用上流式夹带输送热解反应器，输送气体为循环的煤气。上世纪60年代德国的Lurgi-Ruhr Gas褐煤热解エ艺将煤与热载体半焦在螺旋混合器中混合，然后在移动床中热解。国内的大连理工大学新法干馏技术与此相似，也是采用螺旋混合器及移动床干馏槽进行煤的热解。煤炭科学研究总院北京煤化学研究所的专利(CN1066459)公布了一种多级回转窑的煤热解反应器，通过串联多级回转窑对煤粉分段进行内热式干燥，外热式热解，内热式增碳热加工，得到粒状焦、焦油产品及中热值煤气。中国科学院过程工程研究所的专利技术专利(CN1377938)公布了ー种循环流态化碳氢固体燃料的四联产装置，该装置采用下行床热解反应器，利用下行床热解反应器可以实现小颗粒固体燃料的快速热解，热解气体停留时间短，但对于大粒径的固体燃料则停留时间过短，不利于大颗粒的充分热解。上述采用热灰、循环砂为固体热载体的下行床或流化床热解エ艺中，所得固体产物半焦与固体热载体颗粒呈固-固混合状态，分离难度较大，难以得到纯半焦产品；而且，所得热解产物中焦油产率较低，重质焦油组分含量较高。为此，本专利技术提出了ー种生产轻质焦油的热解装置，该装置以流化气作为热载体，在下行床反应器中与固体燃料逆流接触，使得固体燃料在反应器内有充分的受热时间进行热解，产生的热解油气经粗颗粒固体燃料的冷凝过滤作用，将其中的重质焦油组分冷凝分离并随同固体颗粒返回下行床热解反应器中再次裂解为轻质的油气组分，既获得了轻质的焦油产品和清洁的煤气，又提高了整个系统的热效率；同时可脱除油气产物中携帯的灰分，简化了工艺；而且，由于利用气体作为热载体，可以获得清洁的纯半焦产品，作为エ业锅炉和发电系统的燃料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供，其特征在于，固体燃料I从下行床热解反应器上端送入，由上而下与其底部进入的流化气逆流接触，发生热解反应r流化床反应器中热解半焦与其底部通入的氧气或空气发生部分氧化，产生热量，该热量被流化气携带进入下行床热解反应器供热解所需；生成的热解油气经移动床过滤装置中粗颗粒固体燃料2的冷凝过滤作用后，热解气和轻质焦油排出，焦油中重质组分则随固体燃料2 —起返回下行床热解反应器中汇同固体燃料I一起再次热裂解。本专利技术的特点在于下行床热解反应器中固体燃料与流化气逆流接触，使得燃料充分受热；而且，焦油中重质组分经移动床过滤装置中粗颗粒固体燃料的冷凝分离作用返回下行床热解反应器中反复裂解，最終得到轻质的焦油产品；以及利用该移动床过滤装置可脱除油气产物中的灰分。本专利技术有利于提高轻质焦油产率，具有半焦纯度高，热效率高，以及エ艺简化等优点。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了，其特征在于，该热解装置包括下行床热解反应器1，用于固体燃料的热解，生成热解气、焦油和热解半焦；流化床反应器2，用于热解半焦与氧气或空气部分氧化以提供下行床热解反应器I中固体燃料热解所需热量；移动床过滤装置3，用于热解产物焦油中重质组分在粗颗粒固体燃料的作用下冷凝循环返回下行床热解反应器I中再次热裂解；以及用于过滤脱除热解油气产物中携帯的灰分；换热装置4，用于热解半焦的冷却，得到半焦产品。作为上述方案的一种改进，所述的ー种生产轻质焦油的热解装置，还包括冷凝分离装置5、气体浄化装置6、液体浄化装置7，分别用于热解气液产物的分离、脱硫浄化；干燥装置8，用于脱除固体燃料原料中的水分；以及筛分装置9，用于固体燃料的破碎筛分，细颗粒直接进入下行床反应器I，粗颗粒进入移动床过滤装置3中，如图2所示。本专利技术可应用于通过热解反应从固体燃料中提取液体燃料、气体燃料和半焦。所涉及的固体燃料包括煤炭、油页岩和生物质(如稻壳、秸杆、木屑)及油砂等含碳类固体燃料；固体燃料热解所需热量主要来自热解半焦在流化床反应器中的部分氧化。所述的生产轻质焦油的热解装置及方法中固体燃料的热解过程是指固体燃料I从下行床热解反应器上端进入，并自上而下与其底部进入的流化气逆流接触，使固体燃料充分受热以热解；固体燃料热解产生的热解油气，由下行床热解反应器上部出ロ排出进入移动床过滤装置，所得热解半焦由下行床热解反应器底部进入流化床反应器的过程；该热解过程还包括粗颗粒的固体燃料2经移动床过滤装置将热解产物中的重质焦油组分冷凝返回下行床热解反应器，井随固体燃料一起再次热裂解的过程。所述的生产轻质焦油的热解装置及方法中热解油气在移动床过滤装置中冷凝分 离，得到粗热解气、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产轻质焦油的热解装置，其特征在于，该热解装置包括：下行床热解反应器(1)，用于固体燃料的热解，产生热解气、焦油和热解半焦；流化床反应器(2)，用于热解半焦与氧气或空气发生部分氧化以提供下行床热解反应器(1)中固体燃料热解所需热量；移动床过滤装置(3)，用于热解产物焦油中重质组分在固体燃料2的冷凝作用下，随固体燃料2一起返回下行床热解反应器(1)中；以及用于过滤脱除热解油气产物中携带的灰分；换热装置(4)，用于热解半焦冷却，得到半焦产品。
【技术特征摘要】
1.一种生产轻质焦油的热解装置，其特征在于，该热解装置包括 下行床热解反应器(I)，用于固体燃料的热解，产生热解气、焦油和热解半焦； 流化床反应器(2)，用于热解半焦与氧气或空气发生部分氧化以提供下行床热解反应器(I)中固体燃料热解所需热量； 移动床过滤装置(3)，用于热解产物焦油中重质组分在固体燃料2的冷凝作用下，随固体燃料2—起返回下行床热解反应器(I)中；以及用于过滤脱除热解油气产物中携帯的灰分； 换热装置(4)，用于热解半焦冷却，得到半焦产品。2.根据权利要求I所述的装置生产轻质焦油的方法，其特征在于，固体燃料I由下行床热解反应器上端送入，自上而下与其反应器底部进入的流化气逆流接触，发生热解反...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋文立，林伟刚，姚建中，李松庚，郝丽芳，都林，王泽，范垂钢，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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