CN112745868A - 一种热解装置和煤及生物碳质原料的热解***以及热解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳质原料的热解装置和热解***及热解方法，包括反应器本体，收集段，所述反应器本体自上而下包括连通的进料段，热解段以及收集部分段，所述进料段自上而下包括进料口、固定于反应器本体内壁的锥形分散器和布料板和热解油气出口，所述热解油气出口设置于反应器本体的侧壁，所述热解段包括设置于反应器本体内部的多层纵横交错排布的换热管，所述收集段固定于反应本体的底部。通过采用本发明的热解反应装置，提高了反应装置内的反应物料通量，降低颗粒破碎程度和粉尘量，降低处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及碳质原料热解领域，具体涉及一种热解装置，包括热解装置、所述热解装置的煤的热解***和方法，以及生物碳质原料的热解***和热解方法。
背景技术
我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气。根据《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书(2018-2019)》，2018年中国原油加工量和石油表观消费量双破6亿吨，石油对外依存度逼近70％。将生物质、油页岩及储量比较丰富的煤炭等碳质原料资源转化为油气资源是解决原油对外依存度较高的重要途径之一，其中煤热解，特别是中低阶煤热解因其条件反应相对温和，且焦油适于加氢制备液体燃料而备受关注。
传统的煤热解工艺，如鲁奇-鲁尔法、大工法均采用固体热载体的方式加热，这不仅降低了热解炉内的实际反应通量，同时需要单独的固体热载体加热装置及高温热载体输送***。其它部分工艺中，如日本的煤炭快速热解法等，采用气体热载体的方式加热，虽然能够较大限度的获得焦油，但气化生成的合成气与高温煤焦油等一并进行分离净化，加大了产物分离净化***的操作负担。目前，部分工艺采用流化床热解的方法，但部分固体颗粒硬度较低，流化过程中容易破碎，不仅易导致流态化的不稳定，而且飞灰带出量大，导致焦油含尘量高，也增大了除尘设备和操作的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳质原料的热解装置和煤及生物碳质原料的热解***以及热解方法，以达到在不降低反应通量的前提下既降低固体颗粒破碎率又减少热解油气处理成本、提高热解气热值的目的。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种碳质原料的热解装置，其中包括：反应器本体，收集段，所述反应器本体自上而下包括连通的进料段，热解段，所述进料段自上而下包括进料口、固定于反应器本体内壁的锥形分散器和布料板和热解油气出口，所述热解油气出口设置于反应器本体的侧壁，所述热解段包括设置于反应器本体内部的多层纵横交错排布的换热管，所述收集段固定于反应本体的底部。
优选地，所述锥形分散器的锥面上交错开孔，其中孔径为20～50mm。
优选地，所述布料板为丝网或格栅。
优选地，所述反应器本体为直筒，所述换热管为圆管、三角管或带翅片的圆管中的任意一种结构；并且/或者，所述热解段内的换热管一侧设置高温介质入口，另一侧设置高温介质出口；并且/或者，所述换热管直径为200～400mm；并且/或者，所述换热管之间的距离为400～700mm；并且/或者，所述热解段最上层的换热管和布料板之间的距离为500～1000mm。
优选地，所述热解反应装置还设置有反应气氛入口，用于导入反应气，所述反应气为N2、CO2、H2、CH4、水蒸气、合成气、净化热解气等。
优选地，所述热解油气出口设置于反应器本体直筒下部的侧壁，所述反应气氛入口设置于进料段的侧壁；或者，所述热解油气出口设置于进料段反应器本体的侧壁，所述反应气氛入口设置于收集段的锥面。
优选地，所述收集段包括连接于反应器本体底部的倒置的锥形封头，锥角为30～90°，锥角顶部设置有半焦出口。
优选地，所述热解反应装置还包括与热解油气出口连通的用于分离获得焦油和热解气的净化分离单元。
本发明第二方面，提供一种煤的热解***，沿物流流向，所述热解***包括依次连通的破碎单元、提升管干燥单元、料仓、热解反应装置、半焦仓；所述热解反应装置为本发明所述的热解反应装置；优选所述***还包括：废气处理单元，所述废气处理单元与旋风分离单元的气体出口连通。
本发明第三方面，提供一种生物碳质原料的热解***，沿物流流向，所述生物碳质原料的热解***包括：依次连通的破碎单元、间接换热干燥单元、斗提机、料仓、热解反应装置、半焦仓；所述热解反应装置为本发明所述的热解反应装置。
本发明第四方面，提供了一种煤的热解方法，该方法包括以下步骤：
S1)将反应气氛通入反应器本体置换其中的空气，置换完毕后，在换热管内通入高温介质，给炉体预热；
S2)经粉碎单元粉碎后固体物料经提升管干燥单元被换热后的高温介质干燥脱水，然后高温介质气力传输至旋风分离单元，气体物质送往废气处理单元，分离物料送入料仓内，气体物质送往废气处理单元，分离的物料送往料仓，废气留作它用；
S3)将上述固体物料通过反应器本体的进料口，落入进料段的锥形分散器和布料板分散后，均匀落入热解段，上述固体物料在通过换热管换热发生热解反应；
S4)将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体底部后送往半焦仓，热解油气通过热解油气出口送往油气净化分离单元，分别获得焦油和热解气；
所述固体物料颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm，经干燥后的进料温度为80～120℃，所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃，所述固体物料为不粘煤和褐煤的碳质原料一种或多种。
本发明第五方面，提供了一种生物碳质原料的热解方法，该方法包括以下步骤：
S1)将反应气氛通入反应器本体置换其中的空气，置换完毕后，在换热管内通入高温介质，给炉体预热；
S2)经粉碎单元粉碎后固体物料经间接换热干燥单元被换热后的高温介质干燥脱水，然后经斗提机送至料仓；
S3)将上述固体物料通过反应器本体的进料口，落入进料段的锥形分散器和布料板分散后，均匀落入热解段，上述固体物料在通过换热管换热发生热解反应；
S4)将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体底部后送往半焦仓，热解油气通过热解油气出口送往油气净化分离单元，分别获得焦油和热解气；
所述粉碎后的固体物料的颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm，经干燥后的进料温度为80～120℃，所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃。
优选地，所述生物质为水藻材料、木本植物材料、草本植物材料中的一种或多种。
通过上述技术方案，本发明具有以下优点：
(1)避免了不发生热解的固体热载体进入反应器，提高了反应器的实际反应通量，降低了因固体热载体加热设备带来的设备成本；
(2)气体热载体不与热解产物混合，降低了后续净化***的处理成本，且热解产物热值相对较高；
(3)反应器内颗粒运动速度慢，相比流化床反应器，颗粒的破碎程度低，降低了产物中的粉尘量，同时有利于半焦的后续加工。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。
图1是本发明中一种热解反应装置示意图；
图2是本发明中带翅片的圆管换热管层分布方式图；
图3是本发明实施例1提供的一种煤热解流程示意图；
图4是本发明实施例2提供的一种生物质热解流程示意图。
附图标记说明
10破碎单元；20提升管干燥单元；
30旋风分离单元；40料仓；
50热解反应装置； 60半焦仓；
70废气处理单元； 80热解产物净化分离单元；
90间接换热干燥单元；100斗提机；
51反应器本体；52进料段；
53热解段；54收集段；
55热解油气出口；511进料口；
512反应气氛入口；513锥形分散器；
514布料板；515高温介质入口；
516高温介质出口；517换热管；
518半焦出口；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此而使本发明受到任何限制。
参阅图1所示，本发明提供一种碳质材料的热解反应装置，包括反应器本体51，收集段54，所述反应器本体51自上而下包括连通的进料段52，热解段53和热解油气出口55，所述热解油气出口55设置于反应器本体51的侧壁；所述进料段52自上而下包括：进料口511、固定于反应器本体51内壁的锥形分散器513和布料板514；所述热解段53包括设置于反应器本体内部的多层纵横交错排布的换热管517；所述收集段54固定于反应器本体51的底部。
根据本发明的一种优选实施方式，所述锥形分散器513的锥面上交错开孔，优选的开孔孔径为20～50mm，布料板514为丝网或格栅，所述丝网或格栅能够使物料更均匀的落入热解部分53，锥形分散器513上面交错开孔有效的使物料均匀的分散落入热解段内，使固体物料在热解段53充分反应，显著的提高热解段53的热解效率。
根据本发明的一种优选实施方式，所述反应器本体51为直筒，所述换热管517带翅片的圆管，其中，换热管517直径为200～400mm，并且换热管517之间的距离为400～700mm，并且，所述热解段53最上层的换热管517和布料板514之间的距离为500～1000mm。所述反应器本体51设置有反应气氛入口512，用于导入反应气，参阅图2所示。
所述带翅片的圆形换热管517，其中一翅片需与反应器本体51轴线平行，使带翅片的圆管之间距离能够有效的缓冲物体物料下落的速度，降低粉尘，便于固体物料不断的与换热管热解，从而降低其下落的速度，进而有效的降低颗粒破碎情况。
根据本发明一种优选实施方式，所述热解油气出口55设置于进料段52反应器本体51的侧壁，所述反应气氛入口512设置于收集段54的锥面，使反应过程中反应气与煤等固体物料呈逆流操作，减缓固体物料的下落速度，使固体物料充分反应，逆流操作使得热解油气从热解油气出口流出，进入连接热解油气出口的净化分离单元80，获得焦油和热解气。
具体地，所述收集段54包括连接于反应器本体51底部的倒置的锥形封头，锥角为30～90°，锥角顶部设置有半焦出口60，有利于半焦流出，不会堵塞。
本发明一方面还提供一种煤的热解***沿物流流向，所述煤的热解***包括依次连接的破碎单元10，提升管干燥单元20、旋风分离单元30、料仓40、热解反应装置50、半焦仓60，所述***还包括：废气处理单元70，所述废气处理单元70与旋风分离单元30的气体出口连通。参阅图3所示。
本发明一方面还提供一种煤的热解方法，包括以下步骤：
S1、将反应气氛通入反应器本体51置换其中的空气，置换完毕后，在换热管517内通入高温介质，给炉体预热；
S2、经粉碎单元10粉碎后固体物料经提升管干燥单元20被换热后的高温介质干燥脱水，然后高温介质气力输送至旋风分离单元30，含水蒸气高温介质送往废气处理单元70，分离的物料送往料仓40，废气留作它用；
S3、将上述固体物料通过反应器本体51的进料口511，落入进料段52的锥形分散器513和布料板514分散后，均匀落入热解段53，上述固体物料在通过换热管517换热发生热解反应；
S4、将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体51底部后送往半焦仓60，热解油气通过热解油气出口55送往净化分离单元80，分别获得焦油和热解气。
根据本发明，对所述固体物料种类无特殊要求，本领域常用固体物料均可以用于本发明，优选所述固体物料为不粘煤和褐煤中的一种或多种。
根据本发明，优选所述固体物料颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm，经干燥后的进料温度为80～120℃。
根据本发明，优选所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃。
本发明另一方面还提供一种生物碳质原料的热解***，沿物流流向，所述生物碳质原料的热解***包括：依次连通的破碎单元10、间接换热干燥单元90、斗提机100、料仓40、热解反应装置50、半焦仓60；参阅图4所示。
根据本发明的优选实施方式，所述热解装置的设置有的热解油气出口55，所述热解油气出口55设置于反应器本体51热解段53的侧壁，所述反应气氛入口512设置于反应器本体51进料段52的侧壁；使反应过程中反应气于煤的固体物料呈并流操作，使热解油气从热解油气出口55流出进入连接于热解油气出口55的净化分离单元80获得焦油和热解气。
本发明还提供一种生物碳质原料的热解方法，包括以下步骤：
S1、将反应气通入反应器本体51置换其中的空气，置换完毕后，在换热管内通入高温介质，给炉体预热；
S2、经粉碎单元10粉碎后固体物料经间接换热干燥单元90被换热后的高温介质干燥脱水，然后经斗提机100送至料仓40；
S3、将上述固体物料通过反应器本体51的进料口，落入进料段52的锥形分散器513和布料板514分散后，均匀落入热解段53，上述固体物料在通过换热管517换热发生热解反应；
S4、将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体51底部后送往半焦仓60，热解油气通过热解油气出口55送往产物净化单元70，分别获得焦油和热解气；
根据本发明，优选所述固体物料颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm。
根据本发明，优选经干燥后的进料温度为80～120℃，所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃。
根据本发明，优选所述生物质为藻材料、木本植物材料、草本植物材料中的一种或多种。
通过上述技术方案，本发明具有以下优点：
(1)避免了不发生热解的固体热载体进入反应器，提高了反应器的实际反应通量，降低了因固体热载体加热设备带来的设备成本；
(2)气体热载体不与热解产物混合，降低了后续净化***的处理成本，且热解产物热值相对较高；
(3)反应器内颗粒运动速度慢，相比流化床反应器，颗粒的破碎程度低，降低了产物中的粉尘量，同时有利于半焦的后续加工。
以下通过实施例详细说明本发明，但本发明不局限于此。
实施例1
采用图1和图2所示的热解装置，按照图3所示流程进行，所需煤样的工业分析和元素分析如表1所示。破碎单元10将原料粉碎至40～80目，所述的热解反应温度为600℃，所选原料的进料量为100t/h。所选反应气氛为水蒸气，表观气速为0.1m/s。所述的高温介质为来自气化炉的高温合成气，合成气温度为900℃。
表1煤样的工业分析和元素分析(ad)
反应后，热解反应器本体51底部半焦仓60获得半焦60.3t/h，半焦破碎率为8.44％；热解油气经净化分离单元处理80后，获得焦油约12t/h，热解气9830m3/h。
实施例2
采用图1和图2所示的热解装置，按照图4所示流程进行，所需生物质的工业分析和元素分析如表2所示。破碎单元10将生物质粉碎至40～80目，所述的热解反应温度为600℃，所选原料的进料量为10t/h。所选反应气氛为N2，表观气速为0.1m/s。所述的高温介质为燃烧炉生成的高温烟道气，烟道气温度为800℃。
表2生物质的工业分析和元素分析(d)
反应后，热解反应器本体50底部半焦仓60获得半焦2.79t/h，半焦破碎率为15.73％；热解油气经净化分离单元80处理后，获得焦油约1.68t/h，热解气1034.6m3/h。
对比例1
采用固体热载体热解工艺对表1所示煤样进行热解。所述煤样粉碎至40～80目，所述的热解反应温度为600℃，所选原料的进料量为10t/h。所选反应气氛为水蒸气，表观气速为0.1m/s。所述的高温固体热载体为高温陶瓷球，陶瓷球温度为850℃，所述高温热半焦的用量约为100t/h。
反应后，过筛去除半焦中的陶瓷球，可获得半焦6.12t/h，半焦破碎率为9.03％，获得焦油1.18t/h，同时获得热解气约960m3/h。
对比例2
采用流化床反应器对表2所示生物质样品进行热解。所述生物质粉碎至40～80目，所述的热解反应温度为600℃，所选原料的进料量为10t/h。所选反应气氛为N2。
反应后获得半焦(含流化床中吹出部分)1.91t/h，流化床吹出半焦按发生破碎计算，半焦总破碎率高达52％，木焦油2.31t/h，同时获得掺杂了大量N2的热解气约22000m3/h。
通过对比实施例和对比例，不论碳质原料是煤还是生物质，实施例的反应通量较高，半焦破碎率低，热解气中不含惰性气体热载体，热解气热值较高。
以上结合附图详细描述了本发明的形式优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (12)
1.一种碳质原料的热解装置，其特征在于，所述热解装置包括：
反应器本体(51)，收集段(54)，所述反应器本体(51)自上而下包括连通的进料段(52)，热解段(53)和热解油气出口(55)，所述热解油气出口(55)设置于反应器本体(51)的侧壁；
所述进料段(52)自上而下包括：进料口(511)、固定于反应器本体(51)内壁的锥形分散器(513)和布料板(514)；
所述热解段(53)包括设置于反应器本体内部的多层纵横交错排布的换热管(517)；
所述收集段(54)固定于反应器本体(51)的底部。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述锥形分散器(513)的锥面上交错开孔，优选开孔孔径为20～50mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述布料板(514)为丝网或格栅。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述反应器本体(51)为直筒，所述换热管(517)为圆管、三角管或带翅片的圆管中的任意一种结构；并且/或者，
所述热解段(53)内的换热管一侧设置高温介质入口(515)，另一侧设置高温介质出口(516)；并且/或者，
所述换热管(517)直径为200～400mm；并且/或者，
所述换热管(517)之间的距离为400～700mm；并且/或者，
所述热解段(53)最上层的换热管(517)和布料板(514)之间的距离为500～1000mm。
5.根据权利要求1所述的煤的装置，其特征在于，所述煤的热解装置还设置有反应气氛入口(512)，用于导入反应气。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述热解油气出口(55)设置于反应器本体热解段(53)的侧壁，所述反应气氛入口(512)设置于反应器本体进料段的侧壁；或者，
所述热解油气出口(55)设置于进料段(52)反应器本体的侧壁，所述反应气氛入口(512)设置于收集段(54)的锥面。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述收集段(54)包括连接于反应器本体底部的倒置的锥形封头，锥角为30～90°，锥角顶部设置有半焦出口(518)。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述热解装置还包括：与热解油气出口(55)连通的用于分离获得焦油和热解气的油气净化分离单元(80)。
9.一种煤热解***，沿物流流向，所述热解***包括依次连通的破碎单元(10)、提升管干燥单元(20)、旋风分离单元(30)、料仓(40)、热解反应装置(50)、半焦仓(60)；其特征在于，所述热解反应装置(50)为权利要求1-8中任意一项所述的热解反应装置(50)；
优选所述***还包括：废气处理单元(70)，所述废气处理单元(70)与旋风分离单元(30)的气体出口连通。
10.一种生物碳质原料的热解反应***，沿物流流向，所述生物碳质原料的热解***包括：依次连通的破碎单元(10)、间接换热干燥单元(90)、斗提机(100)、料仓(40)、热解反应装置(50)、半焦仓(60)；其特征在于，所述热解反应装置(50)为权利要求1-8中任意一项所述的热解反应装置(50)。
11.一种煤的热解方法，该方法在权利要求9所述的热解***中进行，包括以下步骤：
S1)将反应气氛通入反应器本体(51)置换其中的空气，置换完毕后，在换热管内通入高温介质，给炉体预热；
S2)经粉碎单元(10)粉碎后固体物料经提升管干燥单元(20)被换热后的高温介质干燥脱水，然后高温介质气力传输至旋风分离单元(30)，气体物质送往废气处理单元(70)，分离的物料送往料仓(40)，废气留作它用；
S3)将上述固体物料通过反应器本体(51)的进料口(511)，落入进料段(52)的锥形分散器(513)和布料板(514)分散后，均匀落入热解段(53)，上述固体物料在通过换热管(517)换热发生热解反应；
S4)将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体(51)底部后送往半焦仓(60)，热解油气通过热解油气出口(55)送往净化分离单元(80)，分别获得焦油和热解气；
所述固体物料颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm，经干燥后的进料温度为80～120℃，所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃
优选所述固体物料为不粘煤和褐煤中的碳质原料一种或多种。
12.一种生物碳质原料的热解方法，该方法在权利要求10所述的生物碳质原料的热解***中进行，包括以下步骤：
S1)将反应气氛通入反应器本体(51)置换其中的空气，置换完毕后，在换热管内通入高温介质，给炉体预热；
S2)经粉碎单元(10)粉碎后生物质固体物料经间接换热干燥单元(90)被换热后的高温介质干燥脱水，然后经斗提机(100)送至料仓(40)内；
S3)将上述固体物料通过反应器本体(51)的进料口(511)，落入进料段(52)的锥形分散器(513)和布料板(514)分散后，均匀落入热解段(53)，上述固体物料在通过换热管(517)换热发生热解反应；
S4)将上述热解后固体物料生成的半焦落入反应器本体(51)底部后送往半焦仓(60)，热解油气通过热解油气出口(55)送往净化分离单元(80)，分别获得焦油和热解气；
所述粉碎后固体物料的颗粒度为0～3mm，优选为0～1mm，经干燥后的进料温度为80～120℃，所述的反应器热解温度为450～650℃，所述的高温介质温度为800～950℃；所述生物质为水藻材料、木本植物材料、草本植物材料中的一种或多种。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115055676A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-16 | 中国科学院赣江创新研究院 | 一种粉末材料原位热处理装置 |
| CN117299001A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 北京中航泰达环保科技股份有限公司 | 脱硫石膏处理碳减排组合装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2810694C2 (de) * | 1978-03-11 | 1985-06-27 | Alfelder Eisenwerke Carl Heise, KG vorm. Otto Wesselmann & Cie., 3220 Alfeld | "Verfahren zur Vortrocknung von feinkörniger Steinkohle und zur Weiterverarbeitung zu hochwertigem Steinkohlenkoks" |
| CN205182272U (zh) * | 2015-10-28 | 2016-04-27 | 临沂矿业集团有限责任公司 | 一种新型矿浆沉淀桶 |
| CN105754624A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-13 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 低阶粉煤热解***及低阶粉煤热解方法 |
| CN105907407A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 热解生物质的***和方法 |
-
2019
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2810694C2 (de) * | 1978-03-11 | 1985-06-27 | Alfelder Eisenwerke Carl Heise, KG vorm. Otto Wesselmann & Cie., 3220 Alfeld | "Verfahren zur Vortrocknung von feinkörniger Steinkohle und zur Weiterverarbeitung zu hochwertigem Steinkohlenkoks" |
| CN205182272U (zh) * | 2015-10-28 | 2016-04-27 | 临沂矿业集团有限责任公司 | 一种新型矿浆沉淀桶 |
| CN105754624A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-13 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 低阶粉煤热解***及低阶粉煤热解方法 |
| CN105907407A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 热解生物质的***和方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 【美】FRACTIONATION RESEARCH INC: "《塔器设计手册 下》", 31 March 2005 * |
| 李瑛娟等: "《炭素生产机械设备》", 30 September 2017 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115055676A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-16 | 中国科学院赣江创新研究院 | 一种粉末材料原位热处理装置 |
| CN117299001A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 北京中航泰达环保科技股份有限公司 | 脱硫石膏处理碳减排组合装置 |
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