[实用新型]用于煤热解的催化热解反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于固体能源化工处理技术领域，具体涉及一种用于煤热解的催化热解反应装置。

背景技术

目前煤热解反应装置中通常包括热解反应器和分离器，分离器位于热解反应器的尾部，其工艺路线是将烟煤等通入热解反应器中，在热解反应器中热解后再进入分离器中进行分离，而热解气进入分离器中不可避免的会发生降温，导致热解油从高温热解气中析出，并与灰尘粘结在一起，造成分离设备部件的粘连或堵塞，清除起来极不方便；而且更重要的是，因为夹带的灰尘不能在分离器中得到有效的去除，所以获得的焦油尘含率高，处理成本增大，利用价值低；特别是，一些内热式的热解工艺，固体颗粒在热解器中扰动剧烈，高温热解气中的尘含量更大，管道堵塞的问题更严重。

另外，为了实现对热解油气产物的催化调质，需对热解产生的高温煤气在催化反应器中进行催化调质，使热解器内产生的高温热解气在溢出热解器之后，直接进入催化反应器，完成对高温热解油气的品质调控和结构重整，以改善热解油气品的质量。但是由于热解器与催化反应器相互独立，高温热解气夹带的灰尘未得到脱除，易导致催化剂的失活，还有一些冷凝的重质焦油，也会使催化剂失活，引起催化反应器的堵塞；如果将催化反应器放置与气-固分离装置之后，使灰尘预先得到脱除，则又需要保温以及加热设备，存在能耗高的缺点。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提出了一种催化热解反应装置，该装置解决了由于热解器与气-固分离器、催化反应器各自独立，高温条件下，除尘效率低导致管道堵塞、焦油尘含量高以及稳定运行困难等问题。

其技术解决方案包括：

一种用于煤热解的催化热解反应装置，包括热解反应器和催化反应床，所述热解反应器的中下段为双层结构，其分别包括内管和外管，内管为热解腔室，所述外管的中上部套在所述内管的中下部形成一环形集气腔室，所述环形集气腔室位于所述催化反应床的底部，所述内管与所述集气腔室连通，所述外管的顶部设置有用于控制集气腔内煤气流向的风帽；所述催化反应床的底端斜向设置有出口；所述催化反应床内为若干个平行排列的催化剂床层，所述每个催化剂床层上放置有催化剂，在催化剂床层下方还设置有隔灰网。

所述外管的底部连接有接料罐。

所述所述内管与加料机连接，通过所述加料机向内管内输送原料。

所述催化剂的载体为20-40目γ-Al₂O₃，载体表面负载占载体质量为1-20％的Cr₃O₄。

本实用新型提出了一种用于煤热解的催化热解反应装置，其包括热解反应器和催化反应床，热解反应器包括内管和外管，其外管的中上部套在内管的中下部，形成了中下段为双层结构的热解反应器，外管与内管的套置处形成了一个环形集气腔，内管与集气腔保持连通，可使内管中的高温煤气进入集气腔内，可在内管的周围设置若干个通孔来使其与集气腔连通；

在热解反应器的中上方设置催化反应床，外管与内管中的一部分集成在催化反应床内，与之前独立的催化装置相比，本实用新型将除尘、改质集为一体，可使煤气在高温条件下实现除尘的同时还会使部分重质焦油裂解，得到理想产物轻质焦油，增加煤气中CH₄的含量；

在集气腔处的外管顶部设置有风帽，当集气腔内的高温煤气流经风帽时，煤气气流绕圆筒流动，改变高温煤气气流的流向，由于有风帽的存在，可通过调整风帽来改变煤气的流向，使得煤气从催化反应床层下面进入，从顶部出来，增大煤气与催化剂以及隔灰网的接触面积，更好的达到除尘效果。

在催化反应床的底端斜向设置有出口，催化反应床内失活的催化剂可以从出口排出，然后从催化反应床的顶部左右两侧的进料口放入催化剂，既方便了催化剂的更换，又可以在反应中及时补给、更换催化剂，不需要反应停止再进行更换，提高效率；

本实用新型装置可以起到除尘、调质、催化于一体的作用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步清楚、完整的说明：

图1为本实用新型催化热解反应装置的结构示意图；

图中，1、热解反应器，11、内管，12、外管，2、催化反应床，3、风帽，4、出口，5、加料机。

具体实施方式