CN105838398A - 包括除尘装置的热解反应器 - Google Patents

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陈水渺
姜朝兴
薛逊
吴道洪
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
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Abstract

本发明公开了一种包括除尘装置的热解反应器，包括物料进口、物料出口，其特征在于：除尘装置(8)部分嵌入到热解反应器(10)中。将除尘装置设置于热解炉内部，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于热解反应器的炉膛温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘效率高，操作简单。

Description

包括除尘装置的热解反应器
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种包括除尘装置的热解反应器。
背景技术
我国是一个富煤、贫油、少气的国家，能源结构以煤炭尤其是中低阶煤炭为主，合理利用中低阶煤炭资源对改善我国的能源结构具有重大的影响。中低阶煤炭中含有极为丰富的油气资源，将其中所含的油气资源进行有效提取不仅能够改善我国能源结构，缓解能源紧缺的问题，还具有巨大的经济价值。
煤炭热解制备油、气、炭的方法是提取中低阶煤中油气资源的有效途径之一。然而，焦油含尘问题一直是煤炭热解技术中的难题。目前的除尘技术主要为旋风除尘技术、金属滤网除尘技术、颗粒床除尘技术。旋风除尘技术的除尘效率较低，金属过滤网除尘技术的承受温度较低、易发生高温腐蚀和氧化，颗粒床除尘技术效率较高。但目前的除尘技术主要为外置式，高温油气除尘过程中均需加热保温，避免焦油的二次裂解或冷凝，造成焦油损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种包括除尘装置的热解反应器，将除尘装置部分嵌入到热解反应器中，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于热解反应器炉膛温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘效率高，操作简单。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种包括除尘装置的热解反应器，所述热解反应器10包括物料进口、物料出口，其特征在于：除尘装置8部分嵌入到热解反应器10中；所述除尘装置8包括滤尘室8-3、提升管8-2、集气室8-9，其中，提升管8-2的顶部与滤尘室8-3的顶部连通，提升管8-2的底部与滤尘室8-3的底部连通，滤尘室8-3与提升管8-2相连通构成环形回路；滤尘室8-3位于热解反应器10内，提升管8-2和集气室8-9位于热解反应器01外；滤尘室8-3伸入热解反应器10内部的侧壁上设有孔道8-4，滤尘室8-3与集气室8-9相邻且滤尘室8-3与集气室8-9共用的侧壁上同样设有孔道8-4；提升管8-2的顶部设置有含尘气出口8-1，提升管8-2的底部设置有风帽8-6。
优选地，所述热解反应器还包括布料器3，所述布料器3具有布风帽4，所述布风帽4设于热解反应器10内且位于物料进口正下端。
进一步地，所述布风帽4与热解反应器10的物料进口之间的距离为100～500mm。
优选地，所述热解反应器还包括多个辐射管5，所述辐射管5在热解反应器10内采用交错布置方式，所述辐射管5之间的距离为100～500mm。
优选地，所述集气室8-9的侧壁上设有热解油气出口8-5。
优选地，所述孔道8-4的直径为2-10mm。
进一步地，所述孔道8-4均匀分布在滤尘室8-3的侧壁上。
优选地，所述除尘装置8还包括隔板8-7，所述隔板8-7设置在连通滤尘室8-3的底部与提升管8-2的底部的管道中，所述隔板8-7用于调节过滤介质的进出流量平衡，同时便于启动热解反应器时过滤介质的装入。
进一步地，所述隔板是插板阀或蝶阀。
本发明的有益效果是：将除尘装置部分嵌入到热解反应器内部，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于热解反应器炉膛温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘装置的过滤介质可循环使用，除尘效率高，操作简单。
附图说明
图1为本发明的包括除尘装置的热解反应器的结构示意图。
图2为本发明的除尘装置的结构示意图。
图3为本发明的除尘装置的孔道布置图。
其中：1、料仓，2、进料螺旋，3、布料器，4、布风帽，5、辐射管，6、燃气进口，7、烟气出口，8、除尘装置，8-1、含尘气出口，8-2、提升管，8-3、滤尘室，8-4、孔道，8-5、热解油气出口，8-6、风帽，8-7、隔板，8-9、集气室，9、出料螺旋，10、热解反应器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1、图2、图3。
本发明提供了一种包括除尘装置的热解反应器，除尘装置8部分嵌入到热解反应器10中，热解反应器10的顶部设有物料进口，热解反应器10的底部设有物料出口。
除尘装置8包括滤尘室8-3、提升管8-2、集气室8-9，其中，提升管8-2的顶部与滤尘室8-3的顶部连通，提升管8-2的底部与滤尘室8-3的底部连通，滤尘室8-3与提升管8-2相连通构成环形回路。
滤尘室8-3位于热解反应器10内，滤尘室8-3的内侧伸入到热解反应器10的内部，而滤尘室8-3的外侧固定在热解反应器10的侧壁上，滤尘室8-3中容纳有过滤介质。提升管8-2和集气室8-9位于热解反应器10外。集气室8-9与滤尘室8-3的外侧壁相连。
滤尘室8-3伸入热解反应器内部的侧壁上设有孔道8-4。滤尘室8-3与集气室8-9相邻且滤尘室8-3与集气室8-9共用的侧壁上同样设有孔道8-4。
提升管8-2的顶部设置有含尘气出口8-1，提升管8-2的底部设置有风帽8-6。
所述集气室8-9的侧壁上设有热解油气出口8-5，例如，热解油气出口8-5可以设在与滤尘室8-3和集气室8-9共用的侧壁相对的侧壁上。
所述热解反应器10还包括布料器3，所述布料器3具有布风帽4，所述布风帽4设于热解反应器10内且位于物料进口正下端。
所述布风帽4与热解反应器10的物料进口之间的距离为100～500mm。
所述热解反应器10还包括多个辐射管5，所述辐射管5在热解反应器10内采用交错布置方式，所述辐射管5之间的距离为100～500mm。
所述孔道8-4的直径为2-10mm。
所述孔道8-4均匀分布在滤尘室8-3的侧壁上。
除尘装置8还包括隔板8-7，所述隔板8-7设置在连通滤尘室8-3的底部与提升管8-2的底部的管道中，用于调节过滤介质的进出流量平衡，同时便于启动热解反应器时过滤介质的装入。
所述隔板8-7是插板阀或蝶阀。
滤尘室8-3中容纳有过滤介质，所述过滤介质的粒径为5-20mm。
所述过滤介质为陶瓷球。
滤尘室8-3位于热解反应器10内部，此设计有助于利用热解反应器10的温度。
所述提升管8-2的顶部设置有含尘气出口8-1；所述提升管8-2的底部设置有风帽8-6，用于向所述提升管8-2中吹入气体。提升管8-2的顶部与滤尘室8-3的顶部连通，提升管8-2的底部与滤尘室8-3的底部连通，提升管8-2和滤尘室8-3形成回路。热解油气通过滤尘室伸入到热解反应器内部的侧壁上的孔道8-4进入滤尘室8-3并流过过滤介质，通过过滤介质的碰撞可以除去灰尘，由此除去热解油气中的灰尘，接着经除尘的热解油气通过滤尘室8-3另一侧侧壁(即滤尘室8-3与集气室8-9共用的侧壁)上的孔道8-4进入集气室8-9，由此从热解油气出口8-5排出。通过提升管8-2底部的风帽8-6向提升管8-2内部吹入气体，一方面吹扫掉吸附有灰尘的过滤介质上的灰尘，另一方面将经吹扫处理的过滤介质吹动循环回至滤尘室8-3，以循环利用。
进一步地，参照图1，热解反应器10的物料进口与进料螺旋2相连，进料螺旋2与料仓1相连；热解反应器10的物料出口与出料螺旋9相连。
本实施例的工作流程为：粒径小于3mm的煤粉由料仓1经过进料螺旋2下落至热解反应器10内，经过布料器3布料后，与辐射管5(600℃)接触发生热解反应，反应得到的半焦堆至炉底，由出料螺旋9排出；热解油气(500℃)经由除尘装置8除尘处理，进入到冷凝分离***，由此分离得到焦油和热解气。
其中，滤尘室8-3内过滤介质为粒径5mm的陶瓷球，除尘装置孔道8-4孔径为3mm。
对除尘前后的焦油含尘量进行测量，测量结果见表1。
表1 除尘前后焦油含尘量比较
除尘前焦油含尘量 除尘后焦油含尘量
14.59％ 4.32％
热解产物分别的测量结果见表2。
表2 热解产物分布
名称 焦油/％ 半焦/％ 热解气/％ 热解水/％
热解产率 11.17 65.28 13.05 10.5
格金产率 10.35 71.15 9.75 8.75
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，应当理解的是，本领域的技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多种形式的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于以上描述的内容，必须根据权利要求范围来确定其保护范围。

Claims (9)

1.一种包括除尘装置的热解反应器，热解反应器(10)包括物料进口、物料出口，其特征在于：除尘装置(8)部分嵌入到热解反应器(10)中；除尘装置(8)包括滤尘室(8-3)、提升管(8-2)、集气室(8-9)，其中，提升管(8-2)的顶部与滤尘室(8-3)的顶部连通，提升管(8-2)的底部与滤尘室(8-3)的底部连通，滤尘室(8-3)与提升管(8-2)相连通构成环形回路；滤尘室(8-3)位于热解反应器(10)内，提升管(8-2)和集气室(8-9)位于热解反应器(10)外；滤尘室(8-3)伸入热解反应器内部的侧壁上设有孔道(8-4)，滤尘室(8-3)与集气室(8-9)相邻且滤尘室(8-3)与集气室(8-9)共用的侧壁上同样设有孔道(8-4)；提升管(8-2)的顶部设置有含尘气出口(8-1)，提升管(8-2)的底部设置有风帽(8-6)。
2.根据权利要求1所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：热解反应器(10)还包括布料器(3)，布料器(3)具有布风帽(4)，布风帽(4)设于热解反应器(10)内且位于物料进口正下端。
3.根据权利要求2所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：布风帽(4)与热解反应器(10)的物料进口之间的距离为100～500mm。
4.根据权利要求1所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：热解反应器(10)包括多个辐射管(5)，辐射管(5)在热解反应器(10)内采用交错布置方式，所述辐射管(5)之间的距离为100～500mm。
5.根据权利要求1所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：集气室(8-9)的侧壁上设有热解油气出口(8-5)。
6.根据权利要求1所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：除尘装置(8)还包括隔板(8-7)，隔板(8-7)设置在连通滤尘室(8-3)的底部与提升管(8-2)的底部的管道中。
7.根据权利要求6所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：隔板(8-7)是插板阀或蝶阀。
8.根据权利要求1所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：所述孔道(8-4)的直径为2-10mm。
9.根据权利要求8所述的包括除尘装置的热解反应器，其特征在于：所述孔道(8-4)均匀分布在滤尘室(8-3)的侧壁上。
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