[实用新型]利用喷动床反应器的煤热解系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤热解领域，特别是涉及一种利用喷动床反应器的煤热解系统。

背景技术

“富煤、贫油、少气”是我国目前的能源现状。随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，一次能源中石油的供需矛盾日益突出，2008年中国原油净进口量1.79亿吨，对境外石油的依存度达到49.0％，而受于国力与外汇的限制，我国很难支持这样大规模的石油进口，亟待解决石油与天然气缺口问题。与石油相比，我国煤炭产量和消费量在一次能源中占的比重一直保持在70％以上，如何发展新型煤化工，建设大型的新型煤化工多联产项目，生产石油替代产品正在成为我国能源建设的重要任务。

煤快速热解工艺可以在较温和条件下得到优质焦油，洁净的半焦和煤气，优质焦油可加氢精制为轻质油品等化工产品。煤热解过程多是吸热反应，传统工艺解决煤热解过程需要热量的方式是固体热载体供热(如图1所示)(如大连理工大学的DG热解工艺、美国油页岩公司TOSCOAL工艺、德国鲁尔鲁奇公司的Lurgi-ruhr-gas工艺等)或气体热载体供热(如图2、3所示)(如立式炉工艺、多段回转炉工艺等)。固体热载体供热普遍采用燃烧部分热解半焦释放的反应热加热固体热载体，通过气固分离装置分离热载体为热解过程供热；气体热载体供热则普遍采用燃烧部分半焦或者热解煤气产生的热烟气为热解过程供热。固体热载体供热普遍采用双床热解工艺，投资高，热载体采用循环流化床进行加热，设备本体较高(几十米甚至上百米)，设备运行能耗高；同时，工艺在进行热解时热解半焦与热载体相混合，半焦分离提纯存在难度；气体热载体供热目前普遍采用立式炉工艺和多段回转炉工艺，设备投资少。但立式炉工艺属于移动床，存在炉内轴向和径向温度分布不均匀，易于结焦；同时，由于生产过于简单，配套设施少，环境污染严重，各地方政府已经开始整顿；多段回转炉工艺采用在蒸馏容器外壁与燃烧室内壁之间的空间燃烧部分热解煤气产生高温热烟气，以热传导方式对热解过程间接供热，传热效率低、工艺总能量利用率低。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种利用喷动床反应器的煤热解系统及方法，能解决固体热载体工艺存在半焦与热载体分离提纯难度大、投资成本高、设备运行能耗高，以及现有气体热载体热解工艺存在炉内轴向和径向温度分布不均、传热效率低，工艺总能量利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种采用喷动床反应器的煤热解系统，包括：

喷动床反应器，其上设有煤入口、热解半焦出口、热解气进气口和混合煤气出气口；

折流板下行床，其上设有热解半焦入口、气化半焦出口、预热空气入口和水蒸汽入口、气化煤气出口，该折流板下行床内设有折流板，所述折流板介于热解半焦入口与气化半焦出口之间，并介于所述预热空气入口和水蒸汽入口与气化煤气出口之间；

所述折流板在折流板下行床内两侧交替布置，上下相邻折流板间距视处理规模而定，一般在100～1200mm，折流板可设置布风装置(如小孔和风帽等)，折流板上设置布风装置可提高气固两相接触面积，稳定气化床层温度和促进气化半焦流动，避免折流板下行床内物料堵塞问题，亦可不设置布风装置(如小孔和风帽等)，可简化结构，便于维护；

所述喷动床反应器的出口经返料阀与所述折流板下行床的热解半焦入口相连；

第一气固分离器，与所述折流板下行床的气化煤气出口相连，该第一气固分离器的气化半焦出口连接至所述折流板下行床内，气化煤气出口与所述喷动床反应器的热解气进气口相连；

第二气固分离器，与所述喷动床反应器的混合煤气出气口相连，该第二气固分离器的热解半焦出口连接至所述喷动床反应器内，混合煤气出口与余热锅炉相连，所述余热锅炉的水蒸汽出口与所述折流板下行床的水蒸汽入口相连；

空气预热器，与所述余热锅炉的水蒸汽出口相连，该空气预热器的预热空气出口与所述折流板下行床的预热空气入口相连；

水洗塔，与所述余热锅炉的煤气出口相连，该水洗塔设有混合煤气排出口和焦油排出口。

本实用新型的有益效果为：通过喷动床反应器耦合折流板下行床，形成热解和气化过程耦合，传热效率高，总能量利用率高，实现了煤热解过程中热值煤气、高品质半焦和焦油的三联产；而且投资低、设备运行能耗低、不存在半焦与热载体分离提纯问题；采用喷动床反应器热解，气固两相接触充分，床层温度稳定，基本不存在温度梯度。

附图说明