[发明专利]一种磨盘式热解反应器

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种磨盘式高分子有机物热解反应器。

背景技术

低变质煤(褐煤、长焰煤)、油页岩、油砂、生物质、废旧轮胎、垃圾等物料的特点是高挥发分、高含油，这类资源在中国非常丰富。在当今石油、天然气供应日趋紧张，油荒再现的形势下，如何将这类资源中的宝贵油气组份提取出来加以利用，对缓解我国石油、天然气资源过度依赖进口，严重威胁我国能源安全的局面意义重大。

热解是通过加热的方式，使物料在高温条件下发生裂解反应，进而生成焦油和煤气的一种技术，具有热效率高、设备要求简单等优点。为了使上述物料发生热解，并尽可能多的生产油、气产品，人们设计了多种炉型，较为典型的有竖式圆炉、竖式方炉和水平圆筒炉等，加热方式有内热式和外热式两种。

中国专利CN101760215A公布了一种低阶煤分布提质加工系统，其主体为两个上下布置的旋转炉，以热烟气为热载体。原料煤置于一个槽形旋转炉排上，热烟气从炉排底部通入，通过控制炉排的转速，调节原料煤在炉内的停留时间。该系统结构简单，原煤处理量大，但由于采用气载体内热式加热，导致热解气与烟气混合，因此所得煤气中无用成份较多，热值较低。而且炉排孔洞会逐渐因焦油结焦而堵塞，导致烟气流通不畅。

发明内容

针对上述缺点，本发明的目的是提供一种新型的热解反应器，该热解反应器采用间接加热方式，以保证热解气品质纯、热值高；热源位于物料下方，产生的热解气能够及时离开高温区，对焦油的二次反应影响小，焦油收率高；在物料的热解过程中，温度场均匀，传热速率快；该反应器还应具备结构简单、物料适应性广、易于工业化大规模生产等特点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种新型磨盘式热解反应器，主体由上炉盘、布料板、下炉盘、刮料板、挡尘板和炉墙组成，其特征在于：上炉盘、布料板、刮料板及挡尘板可围绕中心旋转，下炉盘及炉墙固定不动。在上炉盘的中心设有进料管。为形成密闭的空间，在上炉盘与进料管及炉墙之间设置有水封或沙封。

上炉盘的底部为布料板，上炉盘连同布料板可以一起围绕进料管旋转。布料板的结构为一镶嵌式磨面，磨面上设有若干辐射状齿槽，齿槽的宽度、深度、形状及具体布置方式可根据热解物料的不同而灵活设计。依靠布料板旋转产生的离心力，完成物料的布料、翻料、出料功能。

为使物料均匀、顺利地铺设在下炉盘上，在进料管底部设置锥形体，以利物料的流动。

为抑制热解及出料时产生的扬尘，在布料板四周设置一圈挡尘板。布料板的四周同时对称设置有1对或数对刮料板，以使物料集中到出料管排出。

下炉盘的功能是承载物料，同时为物料提供热解所需的能量。下炉盘的结构特征在于：主体为一扁圆柱状蓄热式加热炉，仅柱体上表面为传热面，其余各面均用隔热材料保温。烧嘴对称布置在圆柱体四周，燃料采用蓄热式燃烧方式。下炉盘四周对称设置有1对或数对出料管。

炉墙的结构特征在于：顶部与上炉盘之间设有水封或沙封，在上部四周对称设置有1对或数对热解气出口。炉墙内部侧面，与所述布料板设置挡尘板处相对应，也设有一圈挡尘板。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述下炉盘整个上表面均为传热面，因此，传热面积大且温度均匀；物料与传热面直接接触，物料以传导和对流双重方式被加热，且可被布料板翻动，因此传热效率高，升温速率快，有利于降低热解时间；燃烧烟气与热解气隔绝，保证了热解气的纯净，同时降低了后续处理单元的负荷；热源位于物料下方，产生的热解油气即时上升，焦油的二次反应少；下炉盘除具加热物料的功能外，还是物料的支撑机构，因此，对物料的粒度没有下限要求，尤其适合低变质煤、油页岩、油砂、生物质、废旧轮胎、塑料、垃圾等的热解；上炉盘底部的布料板为一镶嵌式磨面，通过它的旋转，可以同时实现布料、翻料和出料的功能；物料在反应器内的运动轨迹为螺线型，反应器半径不大，但物料从进料到出料所经过的路径却很大，有利于物料的充分热解；热解产物沿磨面不同方向导出，即：热解气沿磨面垂直方向向上流动，而半焦则沿磨面水平方向运动且在下炉盘边缘落下时，其扬尘会受到挡尘板的阻隔，因此，所得热解气中的粉尘含量低，热解气出口被堵塞的可能性大大降低，且保证了焦油中粉尘含量处于较低水平；物料的热解时间由上炉盘的转速决定，调节方便、精确；炉膛上部空间小，保证了热解气的即时导出，同时，降低了焦油二次反应的可能性，焦油收率高；该反应器结构简单、运行可靠、维护方便、生产能力大，易于工业化。

附图说明

图为本发明的一种磨盘式热解反应器的结构示意图