[发明专利]一种盘管式煤热解装置

说明书

本发明公开了一种煤热解装置，特别是一种盘管式煤热解装置，包括烟气入口、内绝热层、环形狭腔、外绝热层、壳体、烟气出口，所述环形狭腔为所述内绝热层和所述外绝热层围成，并且还包括换热盘管组、盘管入口、盘管出口，所述换热盘管组位于所述环形狭腔内，且与所述盘管入口及所述盘管出口相连通。绝热层内环形狭腔设置换热盘管组的设计以及采用的间接换热形式，使热解生成的产物不与高温烟气进行直接接触或混合，因此热解产生的高温半焦与热解气态产物便于分离，气态产物中焦油、氢气、甲烷浓度高，具有很高经济效益。

技术领域

本发明提供了一种煤热解装置，具体涉及一种盘管式煤热解装置。

背景技术

我国是世界产煤大国，也是煤炭消费大国。就资源禀赋而言，我国一次能源具有“贫油、少气、富煤”的特征。2010年我国煤炭资源探明储量占我国化石能源的93.3％，煤炭是目前保障我国能源安全供应的最可靠能源，同时也是现阶段最廉价的可利用能源。中国的能源储量、生产和消费结构决定了煤炭在今后一段时期内依然是我国的主要能源。

煤气化技术的发展已有百余年的历史，逐渐形成了固定床、气流床、流化床等多种技术流派，气流床煤气化技术因其气化温度高，气化压力大，床程流速快，而具有效率高、规模大、煤种适应性好，碳转化率高等优点，逐步成为煤炭转化的优选技术。但是其也存在冷煤气效率低，合成气显热利用不充分等缺点。尤其是煤炭特别是长焰煤、褐煤中，本就含有大量高热值的化学物质，如甲烷、焦油以及一氧化碳、氢气等，这些物质在高温气化过程中全部转化为一氧化碳、氢气、二氧化碳等物质基础化学组分，经过净化、合成为更为复杂的物质，甲醇、二甲醚、乙醇以及烯烃类化学品，浪费巨大的能量且伴随大量废气的排放。

煤热解通常是指原煤在隔绝空气或惰性气氛条件下，进行持续的加热升温并且保证没有催化作用，在这一过程中发生的一系列物理和化学的变化。煤经过热解反应，生产的化工产品包括热解的煤气、焦油或酚类产物、焦炭或者半焦(兰炭)。

纵观国内外多种煤热解技术，特别是实际应用的工程技术，始终没有很好解决能耗高、环境污染大、煤适应性不好等技术难点。

近年来煤炭分级转化技术由于其整体热效率高，便于脱除煤种污染物等优点，逐渐成为新型煤转化技术的热点。

间接换热煤热解装置由于其气固分离效果好，热解产物纯度及浓度高，在技术领域受到广泛关注。但是其换热效果差也是不争的事实。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种盘管式煤热解装置，通过在内绝热层和外绝热层形成的环形狭腔内设置换热盘管组，使粉煤及输送气体在换热盘管组内高速输送的同时与管外高温气体间接换热，实现热解。

为达此目的，本发明提供如下的技术方案：

本发明提供了一种盘管式煤热解装置，包括：烟气入口、内绝热层、环形狭腔、外绝热层、壳体、烟气出口，所述环形狭腔为所述内绝热层和所述外绝热层围成，并且还包括换热盘管组、盘管入口、盘管出口，所述换热盘管组位于所述环形狭腔内，且与所述盘管入口及所述盘管出口相连通。粉煤及输送气体在换热盘管组内高速输送的同时与管外高温气体间接换热，实现热解。

在一个具体的技术方案中，所述换热盘管组包括n组换热盘管且环绕在所述环形狭腔内，n≥1。n为正整数。本领域技术人员会根据实际工作需要选择使用多少组换热盘管，例如3，6，9等等。

在另一个具体的技术方案中，所述换热盘管的回转半径为所述换热盘管直径的50～100倍，大的回转半径的设计是为了避免粉煤在管内沉积。此处回转半径是指换热盘管绕煤热解装置的大圆半径。

在另一个具体的技术方案中，所述换热盘管内的粉煤与输送气体的质量比为5～20，优选10～20，粉煤通过气力输送的方式，与输送气体充分混合，经过加压在所述换热盘管内高速运动。