一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，包括热解反应器、裂解反应器、催化剂载体收集槽、热解焦收集槽、气相色谱仪和水蒸气发生器，裂解反应器下部位于热解反应器内，裂解反应器内设有催化剂床层，裂解反应器上设有第二管道，气相色谱仪和水蒸气发生器均与裂解反应器连通，催化剂载体收集槽收集的热解焦作为催化剂载体经表面附载活性组分后作为催化剂床层，热解焦收集槽收集的热解焦经第二管道进入裂解反应器内。本实用新型专利技术可将热解产生的焦油及热解气体得到高效裂解产生高浓度的富氢燃料气，最后将失活催化剂以及剩余的热解焦通入水蒸气使其气化产生富氢气体的同时可以回收催化剂的金属活性组分，实现煤热解的多联产。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Device for preparing combustible gas by coal pyrolysis combined gasification

The utility model discloses a coal pyrolysis gasification combined preparation of flammable gases, including pyrolysis reactor, pyrolysis reactor, catalyst carrier collecting tank, char collecting tank, gas chromatograph and steam generator, the cracking reactor is positioned in the pyrolysis reactor, pyrolysis reactor with catalyst bed, the cracking reactor is provided with second pipes, gas chromatograph and steam generator are communicated with the pyrolysis reactor, catalyst carrier collection collection tank Jiaozuo pyrolysis surface carrying active components as the catalyst bed for catalyst carrier, pyrolysis coke collected char collected by second groove pipe into the cracking reactor. The utility model can be used for hydrogen rich gas and tar pyrolysis gas produced by pyrolysis of efficient pyrolysis to produce high concentrations of active metal group, the deactivation of the catalyst and the residual char steam pass into the gasification to produce hydrogen rich gas and catalyst can be recycled, multi generation coal pyrolysis.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种煤热解装置，尤其是涉及一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置。
技术介绍
氢气是未来能源领域里一种重要的清洁能源，褐煤的热解已经成为制取氢气的一条可行之路。然而，褐煤直接热解制备氢气的温度较高，同时还产生了难以利用的成分复杂的焦油。焦油水分含量大，成分也非常复杂，含有饱和化合物(正构烷烃、带支链的烷烃和环烷烃)、不饱和化合物、酚类、羧酸类、碱性化合物、中性杂环化合物和芳香族化合物，在每一组化合物中，都观察到他们分子量具有广泛的范围，将热解焦油进行常压蒸馏或减压蒸馏都不能改变所得馏分的化学复杂性，它们仍然含有许多组分化合物，使它们的加工极端复杂和麻烦；焦油的存在不仅导致产气率降低和热效率降低，在低温时还会凝结为液体，易于与水和灰尘结合在一起堵塞和腐蚀设备，严重时导致设备无法正常工作。为了降低产氢的温度，同时可以有效地降低焦油的产量，采用适当的催化剂进行催化裂解是一种比较理想的方法，而目前使用的催化剂普遍存在价格较贵、容易中毒并且由于负载的活性组分多为重金属而引起的后续环境污染等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其结构简单、设计合理且使用效果好，可将热解过程产生的焦油及热解气体在催化剂的作用下得到高效裂解产生高浓度的富氢燃料气，最后将失活催化剂和剩余热解焦置于裂解反应器内通入水蒸气使其气化产生富氢燃料气的同时可以回收催化剂上的金属活性组分，实现煤热解的多联产。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:包括用于对煤进行热解反应的热解反应器、底部设置有气体通孔且用于对煤热解反应产生的焦油及热解气体进行催化裂解的裂解反应器、与所述热解反应器底部连通的催化剂载体收集槽和热解焦收集槽以及与所述裂解反应器连通的气相色谱仪和水蒸气发生器，所述热解反应器的顶部设置有煤入口，所述裂解反应器设置在所述热解反应器上且下部位于所述热解反应器内，所述裂解反应器的内部设置有催化剂床层，所述裂解反应器上设置有一端位于其内部另外一端位于其外部的第二管道，所述气相色谱仪、水蒸气发生器、催化剂载体收集槽和热解焦收集槽均设置在所述热解反应器的外部，所述气相色谱仪通过管道与所述裂解反应器连通，所述水蒸气发生器通过第一管道与所述裂解反应器连通，所述催化剂载体收集槽收集的热解焦作为催化剂载体经表面附载活性组分后作为催化剂床层，所述热解焦收集槽收集的热解焦经第二管道进入所述裂解反应器内。上述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:所述热解反应器包括石英筒体，所述煤入口设置在石英筒体的顶部，所述石英筒体的外部设置有加热层，所述石英筒体的底部设置有卸料拉门，所述卸料拉门的底部设置有储料斗，所述催化剂载体收集槽和热解焦收集槽均与储料斗连通。上述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:所述裂解反应器包括底部均匀设置有多个气体通孔的耐高温反应管，所述耐高温反应管设置在石英筒体上且下部位于石英筒体内，所述催化剂床层设置在耐高温反应管的底部，所述耐高温反应管的顶部设置有橡皮塞，所述第一管道和第二管道的一端均穿入橡皮塞且端部位于耐高温反应管的内部。上述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:还包括焦油收集瓶，所述焦油收集瓶通过第三管道与耐高温反应管连通，所述焦油收集瓶还通过第四管道与气相色谱仪连通。上述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:穿入所述橡皮塞的第一管道端部位于催化剂床层中。上述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:所述第三管道的一端穿入橡皮塞且端部位于耐高温反应管的上部。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、本技术结构简单、设计合理，将煤热解联合焦油催化裂解制备氢气的反应在同一个恒温反应器内进行，不仅可以使氢气的产量显著提高，而且将所产的热解焦作为焦油裂解的催化剂，又可以解决催化剂难回收的问题，有很强的原创新性。2、本技术采用热解焦作为煤焦油裂解催化剂的载体，可以降低催化剂的成本，而且由于热解焦具有非常丰富的孔结构，并含有一些碱金属和碱性基团，可以有效去除热解过程中产生的硫氧化物和氮氧化物，一方面可以降低催化剂的硫中毒，另一方面可以相对减轻后续的环境处理 设备的负担；最终将作为催化剂载体的热解焦以及剩余的热解焦置于裂解装置中通入水蒸气进行气化可将其转化为富氢燃料气，同时又可以回收催化剂上的金属活性组分，进而实现了整个反应过程的连续性和资源的循环利用。3、本技术既可以有效降低燃气中的焦油含量，又可将焦油转换为富氢的可燃气体，在提高了热解效率和热解程度的同时也对催化剂进行了有效的回收和再生。下面通过附图和实施例，对本技术做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的结构示意图。附图标记说明:I一石英筒体；1-1一加热层；2—耐闻温反应管；2-1—气体通孔；3—催化剂床层；4 一气相色谱仪；5—储料斗；6—水蒸气发生器；7—热解焦收集槽；8—催化剂载体收集槽；9 一煤入口；10—第一管道；11 一第三管道；12—第二管道；13—卸料拉门；14 一粉碎煤；15—焦油收集瓶；16—第四管道。具体实施方式如图1所示，本技术包括用于对煤进行热解反应的热解反应器、底部设置有气体通孔且用于对煤热解反应产生的焦油及热解气体进行催化裂解的裂解反应器、与所述热解反应器底部连通的催化剂载体收集槽8和热解焦收集槽7以及与所述裂解反应器连通的气相色谱仪4和水蒸气发生器6，所述热解反应器的顶部设置有煤入口 9，所述裂解反应器设置在所述热解反应器上且下部位于所述热解反应器内，所述裂解反应器的内部设置有催化剂床层3，所述裂解反应器上设置有一端位于其内部另外一端位于其外部的第二管道12，所述气相色谱仪4、水蒸气发生器6、催化剂载体收集槽8和热解焦收集槽7均设置在所述热解反应器的外部，所述气相色谱仪4通过管道与所述裂解反应器连通，所述水蒸气发生器6通过第一管道10与所述裂解反应器连通，所述催化剂载体收集槽8收集的热解焦作为催化剂载体经表面附载活性组分后作为催化剂床层3，所述热解焦收集槽7收集的热解焦经第二管道12进入所述裂解反应器内。如图1所示，所述热解反应器包括石英筒体I，所述煤入口 9设置在石英筒体I的顶部，所述石英筒体I的外部设置有加热层1-1，所述石英筒体I的底部设置有卸料拉门13，所述卸料拉门13的底部设置有储料斗5，所述催化剂载体收集槽8和热解焦收集槽7均与储料斗5连通。如图1所示，所述裂解反应器包括底部均匀设置有多个气体通孔的耐高温反应管2，所述耐高温反应管2设置在石英筒体I上且下部位于石英筒体I内，所述催化剂床层3设置在耐高温反应管2的底部，所述耐高温反应管2的顶部设置有橡皮塞2-1，所述第一管道10和第二管道12的一端均穿入橡皮塞2-1且端部位于耐高温反应管2的内部。如图1所示，本技术还包括焦油收集瓶15，所述焦油收集瓶15通过第三管道11与耐高温反应管2连通，所述焦油收集瓶15还通过第四管道16与气相色谱仪4连通，焦油收集瓶15用于收集未裂解的焦油 。如图1所示，穿入所述橡皮塞2-1的第一管道1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于：包括用于对煤进行热解反应的热解反应器、底部设置有气体通孔且用于对煤热解反应产生的焦油及热解气体进行催化裂解的裂解反应器、与所述热解反应器底部连通的催化剂载体收集槽（8）和热解焦收集槽（7）以及与所述裂解反应器连通的气相色谱仪（4）和水蒸气发生器（6），所述热解反应器的顶部设置有煤入口（9），所述裂解反应器设置在所述热解反应器上且下部位于所述热解反应器内，所述裂解反应器的内部设置有催化剂床层（3），所述裂解反应器上设置有一端位于其内部另外一端位于其外部的第二管道（12），所述气相色谱仪（4）、水蒸气发生器（6）、催化剂载体收集槽（8）和热解焦收集槽（7）均设置在所述热解反应器的外部，所述气相色谱仪（4）通过管道与所述裂解反应器连通，所述水蒸气发生器（6）通过第一管道（10）与所述裂解反应器连通，所述催化剂载体收集槽（8）收集的热解焦作为催化剂载体经表面附载活性组分后作为催化剂床层（3），所述热解焦收集槽（7）收集的热解焦经第二管道（12）进入所述裂解反应器内。

【技术特征摘要】
1.一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:包括用于对煤进行热解反应的热解反应器、底部设置有气体通孔且用于对煤热解反应产生的焦油及热解气体进行催化裂解的裂解反应器、与所述热解反应器底部连通的催化剂载体收集槽(8)和热解焦收集槽(7)以及与所述裂解反应器连通的气相色谱仪(4)和水蒸气发生器(6)，所述热解反应器的顶部设置有煤入口(9)，所述裂解反应器设置在所述热解反应器上且下部位于所述热解反应器内，所述裂解反应器的内部设置有催化剂床层(3 )，所述裂解反应器上设置有一端位于其内部另外一端位于其外部的第二管道(12)，所述气相色谱仪(4)、水蒸气发生器(6)、催化剂载体收集槽(8)和热解焦收集槽(7)均设置在所述热解反应器的外部，所述气相色谱仪(4)通过管道与所述裂解反应器连通，所述水蒸气发生器(6)通过第一管道(10)与所述裂解反应器连通，所述 催化剂载体收集槽(8)收集的热解焦作为催化剂载体经表面附载活性组分后作为催化剂床层(3)，所述热解焦收集槽(7)收集的热解焦经第二管道(12)进入所述裂解反应器内。2.按照权利要求1所述的一种煤热解联合气化制备可燃性气体的装置，其特征在于:所述热解反应器包括石英筒体(I )，所述煤入口(9)设置在石英筒体(I)的顶部，所述石英筒体(I)的外部设置有加热层(1-1)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕾，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：实用新型
国别省市：