[实用新型]快速热解反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，本实用新型涉及一种快速热解反应装置。

背景技术

快速热解可以使含碳高分子迅速发生断键反应，抑制了热解产物的二次热解反应和交联反应，降低热解过程中的燃气和半焦产物，提高焦油产率。从经济和社会效益来看，快速热解技术是一种非常适合对含碳物质的处理技术。

快速热解反应器一般开发为流化床、移动床、旋转床等反应器，并利用气体或固体热载体来实现温度场和升温速率要求，但采取热载体的快速热解反应器涉及热载体与原料的均布、混合和反应，以及后续对热载体与反应半焦的分离、热载体的再加热、输送等一系列的工艺，工艺复杂、流程长，导致故障率增加，影响了系统的连续运行。也有采取间接传热的烧蚀床反应器，利用床体的间接加热实现快速热解，但间接传热换传热效果差，装置大型化开发困难。

因此，现有的快速热解技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种快速热解反应装置，本实用新型的快速热解反应装置采取蓄热式辐射管作为加热源并对原料入炉、辐射管的布置、热解产物出炉进行合理设计，利用辐射管间接传热，热解反应装置中没有热载体，不需要热载体的加热、分离和反应等工艺，因此系统工艺流程简单，运行可靠性高；同时采取物料入炉均布，对辐射管进行多层错落布置，并设置多层热解气出口，实现物料均匀进入加热区，并在加热区实现快速传热，热解气快速收集，克服间接加热存在的传热效果差和装置规模小的问题，实现对含碳有机物的快速热解。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种快速热解反应装置，包括：

反应器，

所述反应器包括：

反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；

所述分散区包括：

布料器；

物料入口，所述物料入口位于所述布料器的上方；

布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通，以便采用布料气将所述布料器中的物料吹出进入分散区，均匀地落入热解区；

所述热解区包括：

多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；

所述出料区包括：半焦出口；

多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区。

在本实用新型的快速热解反应装置中，蓄热式辐射管以多层的方式布置。相邻的两个蓄热式辐射管在水平方向上和竖直方向上以一定的间距隔开。

温度场

根据本实用新型的一个实施例，多层蓄热式辐射管用于提供热源，使得在热解区形成一个或多个温度场，并且每个温度场的温度是均匀的，由此，在热解区形成温度梯度。

例如，在本实用新型的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段。(即，形成了3个温度场)

温度场的个数以及温度梯度可根据需要设置。例如，预热段的蓄热式辐射管温度为550～900℃，快速热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃，完全热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃。

温度场的温度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式辐射管在水平方向和/或竖直方向上的个数；蓄热式辐射管的层数；蓄热式辐射管彼此之间的间距(竖直方向和/或水平方向)；各蓄热式辐射管本身的温度；等等。

在本实用新型的一个实施例中，蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式辐射管的温度。

蓄热式辐射管

蓄热式辐射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时形成温度梯度，即，从燃烧器向外温度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时也形成温度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个温度梯度叠加，使得温度互补，导致整个蓄热式辐射管整体的温度均匀。例如，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃。