[发明专利]一种气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于粉煤(油页岩)热解领域，具体涉及一种气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置。

背景技术

我国煤多油少，虽然煤炭资源相对丰富，但是褐煤、长焰煤等低阶煤占据了我国煤炭总量的53％左右，目前该类煤种大多直接作为发电燃料；于是开发一种粉煤热解工艺，在煤燃烧之前拔出富氢组分的煤焦油并对其进行深加工，提高粉煤的附加值，减少燃烧过程中硫化物和氮氧化物排放，保护大气环境具有十分重要的意义。

我国长期以块煤在直立碳化炉内进行热解生产半焦的工艺为代表，利用自身产生的煤气进行直接或间接加热，加热温度均在800℃左右，产出固体半焦，煤气和中低温煤焦油。但该工艺存在煤气热值低，焦油产率低，环境污染大的缺点。并且近年来我国综采采煤技术得到了迅速发展，煤炭开采过程中块煤的产率降至了36％以下，市场块煤的价格持续走高，对块煤为原料的热解工艺技术产生了严重的不利影响。在粉煤热煤领域国内的众多企业、高校和科研院所对粉煤热解做了广泛的研究，并获得了大量的基础数据。但是我国在粉煤热解领域起步较晚，没有成熟、可靠、稳定的工艺技术，长期处于产品结构简单，处理规模小的落后阶段。同时已经建成的粉煤热解工业示范装置均不同程度的出现了以下不足：(1)热解油气含尘较大，产生的煤焦油难以回收利用；(2)工艺不稳定，运行周期短、操作难度大；(3)工艺复杂、流程较长、投资较高、不利于推广应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题和不足，本发明提供了一种气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种气固混合热载体快速粉煤热解装置，包括干燥原料煤仓和变径的热解反应器，所述的热解反应器的顶部出口安装有热解油气收集器，中部内藏有旋流混合器，下部设置有透气蓄热层，底部设置有两个热半焦出口，一个出口将热半焦排出，另一个出口通过管道连接烟斗型返料器的入口，烟斗型返料器的出口连接垂直设置的燃烧提升管，燃烧提升管的顶端水平方向弯曲90度后接至简单分离器的进口，简单分离器的底部出口设置有L型高温半焦控制阀，干燥原料煤仓底部设置有L型干燥原料煤控制阀，L型高温半焦控制阀的出口与L型干燥原料煤控制阀的出口分别从热解反应器的筒体侧壁进入与旋流混合器的两个入口相连接，简单分离器的出口与旋风分离器的入口相连接，旋风分离器的出口与箱式多管旋风除尘器的保温层的入口相连接，热解反应器顶部设置的热解油气收集器与箱式多管旋风除尘器的油气入口集合管箱相连接，箱式多管旋风除尘器的出口与高温离心风机相连接，高温离心风机出口分别与L型干燥原料煤控制阀和L型高温半焦控制阀相连接。

该装置还包括多管螺旋给料机和导热管半焦冷却器，热解反应器底部的一个热半焦出口与多管螺旋给料机连接，多管螺旋给料机与导热管半焦冷却器相连。

所述的变径的热解反应器上段为扩大段，下段为反应段，扩大段直径为反应段直径的1.1～1.8倍，变径的热解反应器扩大段高度为反应段高度的0.75～1.12倍；所述的热解油气收集器包括圆柱外形的底板和安装在底板上的百叶，百叶片与热解油气收集器的底板外圆的切线夹角呈30～65度。

所述的变径的热解反应器扩大段直径为反应段直径的1.2～1.6倍，扩大段高度为反应段高度的0.8～1.0倍；百叶片与热解油气收集器的底板外圆的切线夹角呈35～45度。

所述的旋流混合器包括圆柱型的筒体和锥体，圆柱型的筒体下方连接有锥体，筒体上部的切向处分别对置设有两个倾斜向下的进料管，筒体顶部设置有排气管，排气管出口对应设有分布帽，锥体下部设置有下料管，下料管的筒体外侧设置有两组共8个相同倾角不同长度的排料管，排料管的末端安装有翼阀，锥体高度是筒体高度的1.2～2.7倍。

所述的透气蓄热层包括多层布置的厚壁同心大小头，同心大小头优选的规格有100×80、125×80、150×100、200×150，250×200、300×200、300×250、350×200、350×250透气蓄热层为多层布置，优选的为6～25层。

所述的烟斗型返料器包括圆柱型的外筒体，外筒体内部设置有圆柱形的导流筒，导流筒的高度低于外筒体高度，导流筒底部接返料空气管，返料空气管底部设置有气孔，导流筒与外筒体之间设置有用于进行密封的底板，外筒体侧部上倾斜设置有固体物料进料管，外筒体的上端设置有一个锥形封头，锥形封头顶部连接燃烧提升管。

所述的燃烧提升管由外层的不锈钢基层和内部的陶瓷耐磨层组成。