一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化石燃料的熱解和裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主要針對油頁巖和煤等資源的自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，用于制取可燃?xì)夂桶虢巩a(chǎn)品。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)一體化的設(shè)計(jì)了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
【專利說明】
一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化石燃料的熱解和裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主要針對油頁巖和煤 等資源的自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，用于制取可燃?xì)夂桶虢巩a(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今世界油氣資源逐漸減少，日益匱乏，我國尤甚，必須依靠大量的進(jìn)口原油，這 關(guān)系到國家能源安全問題。然而，我國擁有非常豐富的油頁巖以及煤炭資源，目前我國的熱 解頁巖油產(chǎn)量居世界第一位，并且有逐年增長的趨勢?，F(xiàn)有的油頁巖以及煤炭熱解爐型主 要有撫順爐、三江氣燃式方爐、大工的固體熱載體干餾爐、愛莎尼亞的葛洛特(Ga 1 〇 ter )爐、 澳大利亞的ATP爐和美國聯(lián)合油公司干餾爐等。現(xiàn)有的熱解爐型均以制取油品為主要目的， 但是大多熱解爐型，尤其是以處理粉煤為原料的爐型，熱解油中含有大量塵，造成熱解油難 以有效利用，熱解油價(jià)值不高等問題。因此，如何設(shè)計(jì)一種高效除塵、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程 都簡單的反應(yīng)器成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，該 反應(yīng)器內(nèi)一體化的設(shè)計(jì)了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過 顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，降低了后端除塵壓力，將 大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí) 現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提供了一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解 氣出口，所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè) 壁上，其特征在于，還包括： 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和 所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管； 隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng) 器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室； 連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，用于將所 述熱解室和所述裂解室連通； 顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述 顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿水平方向延伸到所述熱解室內(nèi)，用于將所述熱解 室產(chǎn)生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置，通入到所述裂解室。
[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，熱解室產(chǎn)生 的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行 深度裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)器 可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高 效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積，而且，該 反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同 時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有多 個(gè)孔的孔帶，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出口，且所述顆粒 床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹的吹掃口、下部 設(shè)有熱解氣排出口。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口內(nèi)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述隔熱磚墻的厚度為50-150mm;所述顆粒床除塵裝置的 高度為 200-2000mm，寬度為 100-500mm。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述孔帶的高度為150-1500mm，所述孔的直徑為l-30mm。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計(jì)。 [0011 ]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有l(wèi)mm-2〇mm高的過濾介質(zhì)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述過濾介質(zhì)為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆粒。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，料斗通過進(jìn)料裝置與所述進(jìn)料口相連。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的 下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于： 1)反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大分子 的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，可燃?xì)怏w產(chǎn)率高，避免了熱解油含塵的問題，真正實(shí) 現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
[0016] 2 )-個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
[0017] 3)熱解氣熱值高，品質(zhì)好。
[0018] 4)采取蓄熱式輻射管供熱，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效 果好。
[0019] 5)熱解室油氣出口處設(shè)有顆粒床除塵裝置，熱解室產(chǎn)生的油氣，經(jīng)過顆粒床除塵 裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，降低了后端除塵壓力，生成潔凈的 氣體。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明安裝有顆粒床除塵裝置的隔熱磚墻的正視圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明顆粒床除塵裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 其中，1、料斗；2、進(jìn)料裝置;3、熱解室；310、裂解氣出口；320、進(jìn)料口；330、半焦出 口； 340、蓄熱式輻射管;4、裂解室;5、隔熱磚墻;510、連通構(gòu)件;6、半焦輸送裝置;7、燃?xì)馊?口；8、煙氣出口；9、空氣入口； 10、氣源；11、顆粒床除塵裝置；111、吹掃口； 112、熱解氣排出 口； 113、粉塵排出口； 114、孔帶。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解 為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技 術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，圖1為該 自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，反應(yīng)器包括進(jìn)料口 320、熱解室3、裂解室 4、裂解氣出口 310、蓄熱式輻射管340、隔熱磚墻5、連通構(gòu)件510和顆粒床除塵裝置11，其中， 所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，所 述隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，所述連 通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻上，將熱解室和裂解室連通，優(yōu)選的，所述連通構(gòu)件設(shè)置在隔熱 磚墻的下部，將熱解室產(chǎn)生的油氣，通過連通構(gòu)件，通入到裂解室。顆粒床除塵裝置與所述 隔熱磚墻的所述開口固定連接，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置， 通入到所述裂解室。
[0026] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該反應(yīng)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，熱解室產(chǎn) 生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn) 行深度裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng) 器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔 高效利用。此外，該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱，提高了反 應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的熱解料的具體種類和粒徑不受特別 限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱解料可以是油頁巖、煤等化石燃料，也可以是垃圾、污泥、廢 舊輪胎等，熱解料可以為塊狀熱解料也可以為小顆粒熱解料，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例 中，該反應(yīng)器采用的熱解料為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小 顆粒熱解料，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問題。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的爐型不受特別限制，可以是蓄熱式 移動床也可以是其它類型，如非蓄熱式或非移動式等，只要能通過隔熱磚墻一體化的分割 為熱解室和裂解室即可。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)?度的2/3處，隔熱磚墻的厚度為50-150mm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi) 部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室 產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室 進(jìn)行深度裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，產(chǎn)生 大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題。并且，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合 二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，連通構(gòu)件的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解 室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 圖1為該自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該反應(yīng)器還包括連通構(gòu)件，連通 構(gòu)件可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，圖1為該自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖，如圖1 所示，該反應(yīng)器還包括顆粒床除塵裝置11，所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿 水平方向延伸到所述熱解室內(nèi)，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置， 通入到所述裂解室。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，圖2為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的 正視圖，如圖2所示，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接。優(yōu)選的，所 述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口處的連通構(gòu)件內(nèi)。并且，所述顆粒床除塵裝置位于熱解 室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有多個(gè)孔的孔帶114。優(yōu)選的，所述孔帶的高度為150-1500mm，所述 孔的直徑為1-30_。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置的具體結(jié)構(gòu)不受特別限制，只要 能夠?qū)峤馐耶a(chǎn)生的油氣進(jìn)行除塵處理即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，圖3為本發(fā)明顆粒 床除塵裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵 排出口 113,且所述顆粒床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置 進(jìn)行反吹的吹掃口 111、下部設(shè)有熱解氣排出口 112。優(yōu)選的，所述顆粒床除塵裝置位于熱解 室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計(jì)，便于熱解物料下落;優(yōu)選的，所述顆粒床除塵裝置的高度為200-2000mm，寬度為100-500_。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，熱解產(chǎn)生的油氣，通過與反應(yīng)器隔熱 磚墻下部開口固定連接的所述顆粒床除塵裝置，在孔帶中進(jìn)行除塵處理后，得到潔凈的熱 解氣，經(jīng)熱解氣排出口進(jìn)入到裂解室。當(dāng)裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，可將氮?dú)馔ㄈ氪祾呖趯︻w粒 床除塵裝置進(jìn)行反吹，保證顆粒床的除塵效果，反吹出的灰塵從顆粒床除塵裝置左下方粉 塵排出口或左側(cè)孔帶排出，落入熱解室，由冷渣螺旋排出。由此，熱解室產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆 粒床除塵裝置，經(jīng)過除塵后，得到潔凈的油氣，從而降低了后端除塵壓力。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述顆粒床除塵裝置中過濾介質(zhì)的具體種類和尺寸不 受特別限制，只要能夠?qū)峤馐耶a(chǎn)生的油氣有效地進(jìn)行除塵處理即可。在本發(fā)明的一些實(shí) 施例中，圖3為本發(fā)明顆粒床除塵裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，所述顆粒床除塵裝置內(nèi)可以裝 有過濾介質(zhì)，優(yōu)選的，該過濾介質(zhì)可以為高的過濾介質(zhì)，優(yōu)選珍珠巖、砂石、陶瓷球 顆粒等。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，所述進(jìn)料口設(shè)置在熱解室上部的頂壁上， 料斗1通過進(jìn)料裝置2與所述進(jìn)料口相連;進(jìn)料裝置的具體種類不受特別限制，只要可以將 料斗中的熱解料有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，進(jìn)料裝置可以為 星形送料機(jī)或螺旋送料機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的自動化輸送，輸送量可控，且設(shè)備結(jié) 構(gòu)簡單，操作方便。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，反應(yīng)器進(jìn)一步還包括半焦出口 330，所述半 焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置6連接。由此，可以利 用半焦輸送裝置將反應(yīng)器中獲得的半焦進(jìn)行輸送。半焦輸送裝置6的具體種類不受特別限 制，包括但不限于星形或螺旋送料機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對半焦的自動化輸送，且輸送量可控， 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器內(nèi)部有多層沿所述反應(yīng)器的高度方向布置 在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式輻射管，每層蓄熱式輻射管可以包括多個(gè)彼此平 行且沿水平方向間隔分布的蓄熱式輻射管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱解室和裂解室內(nèi) 分別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄 熱式輻射管能夠有效用于對熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加熱，使其進(jìn)行熱解和裂解反 應(yīng)，具體地，可以向蓄熱式輻射管內(nèi)通入可燃?xì)夂涂諝猓箍扇細(xì)馊紵龑?shí)現(xiàn)對熱解料的加熱 功能。該設(shè)備采用蓄熱式輻射管加熱技術(shù)，無需氣、固熱載體加熱，熱解氣不會被稀釋，熱值 高，且反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，表面溫差小，排煙溫度低，熱效率高，提高了反應(yīng)器的熱效率 的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0037] 在所述反應(yīng)器中，熱解料自上而下運(yùn)動，所述反應(yīng)器中設(shè)置的蓄熱式輻射管可以 將熱解料打散使其均勻分布，熱解料在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600 °C。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蓄熱式輻射管的形狀不受特別限制，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 可以為圓柱形，由此有利于熱解料的打散，實(shí)現(xiàn)混合熱解料在反應(yīng)器中的均勻分散。輻射管 的水平間距為200-500mm，垂直間距為200-700mm，輻射管層數(shù)為10-25層，反應(yīng)器寬度為2-6m，反應(yīng)器高度為3-20m。另外，蓄熱式輻射管可以為均勻布置的單向蓄熱式輻射管，管壁的 溫度可以通過燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在450-1000°C范圍，蓄熱式輻射管可以采取定期換向的燃燒 方式，使得單根蓄熱式輻射管的表面溫差只有30°C左右，沒有局部高溫區(qū)，由此，有利于提 高熱效率。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?7、空氣入口 9以及煙氣出口 8,其中，燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹诜謩e與蓄熱式輻射管連接，分別用于通入可燃?xì)夂团懦鰺煔猓?空氣入口分別與氣源10和蓄熱式輻射管連接，用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式輻射管 中。
[0039] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的反應(yīng)器進(jìn)行熱解和裂 解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法可以包括以下步驟： a.將熱解料通過反應(yīng)器上部的進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中 完成熱解過程。其中，所述熱解料從反應(yīng)器上部的進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，并被反應(yīng)器內(nèi)的 蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從反應(yīng)器底部的半焦出口排出，并經(jīng)半焦輸送裝置(優(yōu)選螺旋 輸送機(jī))排出。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱解料的具體種類和粒徑不受特別限制，熱解料可以是油 頁巖、煤等化石燃料，也可以是垃圾、污泥、廢舊輪胎等，熱解料可以為塊狀熱解料也可以為 小顆粒熱解料，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，該反應(yīng)器采用的熱解料為粒徑20mm以下的 顆粒和粉狀化石燃料，由此，可以充分利用小顆粒熱解料，資源利用率高，且能夠解決大量 堆積污染環(huán)境的問題。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，反應(yīng)器的熱解室中設(shè)置的蓄熱式輻射管可以將熱解料打散 使其均勻分布，熱解料在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，熱解料被反應(yīng)器熱解室中的蓄 熱式輻射管加熱到500-600°C，具體地，可以通過燃?xì)忾y控制蓄熱式輻射管管壁的溫度為 500-700°C，熱解料在反應(yīng)器中迅速被加熱至500-600°C，完成熱解過程。
[0042] b.熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入顆粒床除 塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入到所述反應(yīng)器的裂解室。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?2/3處，隔熱磚墻的厚度為50-150mm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空 間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生 的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行 深度裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類。由此，一 個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，連 通構(gòu)件可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。顆粒床除塵裝置所述顆粒床除 塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一 側(cè)沿水平方向延伸到所述熱解室內(nèi)，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述顆粒床除塵 裝置，通入到所述裂解室。具體的，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有 多個(gè)孔的孔帶，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出口，且所述顆 粒床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹的吹掃口、下 部設(shè)有熱解氣排出口。優(yōu)選的，所述顆粒床除塵裝置的高度為200-2000mm，寬度為100-500_，所述孔帶的高度為150-1500_，所述孔的直徑為l-30mm;優(yōu)選的，所述顆粒床除塵裝 置位于熱解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計(jì)，便于熱解物料下落;優(yōu)選的，所述顆粒床除塵裝置內(nèi) 裝有l(wèi)mm-20mm高的過濾介質(zhì)，優(yōu)選珍珠巖、砂石、陶瓷球顆粒等。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 熱解產(chǎn)生的油氣，通過與反應(yīng)器隔熱磚墻下部開口固定連接的所述顆粒床除塵裝置，在孔 帶中進(jìn)行除塵處理后，得到潔凈的熱解氣，經(jīng)熱解氣排出口進(jìn)入到裂解室。當(dāng)裝置運(yùn)行一段 時(shí)間后，可將氮?dú)馔ㄈ氪祾呖趯︻w粒床除塵裝置進(jìn)行反吹，保證顆粒床的除塵效果，反吹出 的灰塵從顆粒床除塵裝置左下方粉塵排出口或左側(cè)孔帶排出，落入熱解室，由冷渣螺旋排 出。由此，熱解室產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝置，經(jīng)過除塵后，得到潔凈的油氣，從而降 低了后續(xù)工藝的除塵壓力。
[0044] c.潔凈的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過程，產(chǎn)生裂解氣。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述裂解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的， 所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行 加熱，使其進(jìn)行裂解反應(yīng)。具體的，潔凈的油氣被反應(yīng)器裂解室中的蓄熱式輻射管加熱到 650-900°C，具體地，可以通過燃?xì)忾y控制蓄熱式輻射管管壁的溫度為450-1000°C，潔凈的 油氣在反應(yīng)器中迅速被加熱至650-900°C，完成熱裂解過程，由此，大分子的焦油分子裂解 為小分子的氣態(tài)烴類，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料 的清潔高效利用。
[0046] d.所述裂解氣通過裂解氣出口排出。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，裂解氣出口設(shè)置在反應(yīng)器裂解室上部的側(cè)壁上，其可以與 外部的氣體處理和收集裝置連接(未示出），如噴淋塔、燃?xì)夤薜取Ｓ糜趦艋褪占呀鈿?體，以制備LNG或LPG。
[0048] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該方法，熱解室產(chǎn)生的油氣，進(jìn)入顆粒床除塵裝 置，經(jīng)過顆粒床除塵裝置除塵后，潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，降低了后端除塵 壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)經(jīng)類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而 避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用，同時(shí)，一個(gè)爐體內(nèi)可 進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
[0049] 利用自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器對朝鮮油頁巖進(jìn)行處理，原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。
[0050] 表1:朝鮮油頁巖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
[0051] 利用該反應(yīng)器處理朝鮮油頁巖，得到的氣體產(chǎn)品產(chǎn)率為16%，遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室鋁甑熱 解所得到的產(chǎn)氣率，熱解焦油幾乎全部裂解為氣態(tài)產(chǎn)物，產(chǎn)氣率高。裂解氣熱值高達(dá) 5000kcal/m 3,品質(zhì)高，出反應(yīng)器的裂解氣中粉塵含量低于3%。
[0052] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0053]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi) 部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情 況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0054]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0055]在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0056] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思 想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自除塵型熱解和裂解反應(yīng)器，包括進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述 進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，其特征 在于，還包括： 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和 所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管； 隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng) 器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室； 連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，用于將所 述熱解室和所述裂解室連通； 顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述 顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿水平方向延伸到所述熱解室內(nèi)，用于將所述熱解 室產(chǎn)生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置，通入到所述裂解室。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的 側(cè)面上設(shè)置具有多個(gè)孔的孔帶，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排 出口，且所述顆粒床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反 吹的吹掃口、下部設(shè)有熱解氣排出口。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口 內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述隔熱磚墻的厚度為50-150mm;所述顆粒床除塵裝置的高度為200-2000mm，寬度為100-500mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述孔帶的高度為150-1500mm，所述孔 的直徑為l_30mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒床除塵裝置位于熱 解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計(jì)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有 lmm-20mm高的過濾介質(zhì)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7中所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述過濾介質(zhì)為珍珠巖、砂石或陶瓷 球顆粒。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，料斗通過進(jìn)料裝置與所述進(jìn) 料口相連。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，進(jìn)一步包括半焦出口，所述 半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。
【文檔編號】C10B53/00GK105885888SQ201610489891
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】耿層層, 陳水渺, 肖磊, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司