[发明专利]热解反应器

说明书

本发明提供了一种热解反应器，所述热解反应器包括热解反应器本体(4)和用于将物料和热载体预混并将预混后形成的混合物输送到所述热解反应器本体(4)内的预混装置(1)，所述预混装置(1)内具有供所述物料和热载体预混时产生的气体流动的流动空间，所述流动空间与所述热解反应器本体(4)连通，以将所述预混装置(1)内产生的气体连通至所述热解反应器本体(4)内。本发明的热解反应器能够实现固体热载体和物料的均匀混合，并且降低了预混装置的气密性等级，解决了热解气反窜的问题。

技术领域

本发明涉及一种热解反应器，特别涉及一种带有强制预混的新型热解反应器。

背景技术

热解工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类。外热式热效率低，物料(例如煤炭)加热不均，挥发产物的二次分解严重；内热式工艺克服了外热式的缺点，借助热载体把热量直接传递给物料，受热后的物料发生热解反应。根据供热介质不同，内热式工艺可分为气体热载体热解工艺和固体热载体热解工艺。气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧产生的烟气引入热解室来加热物料；固体热载体热解工艺则利用高温半焦或其他的高温固体物料与需要热解的物料在热解室内混合，利用热载体的显热将物料热解。与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了物料热解析出的挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷。比较而言，在能获得高温固体热源的情况下，固体热载体热解工艺优势明显。

现有技术中的固体热载体热解反应器将物料和固体热载体直接输送到热解反应器中，利用热解反应器中的混料、翻料装置混合物料与固体热载体，但采用这种混合方式，导致固体热载体和物料混合不够充分，热解效果不理想。针对这一问题，专利文献CN202823211U公开了一种对混螺旋混料机，如图1所示，包括料筒10’和输送机构。其中，料筒10’包括沿筒长方向依次排列的冷料输送段S1、出料段S2、以及热料输送段S3，其中，冷料输送段S1具有冷料入口11’，出料段S2具有混合料出口12’，热料输送段S3具有热料入口13’。输送机构包括在料筒10’中沿筒长方向设置的传动轴21’、在传动轴21’上设置的与冷料输送段S1对应的第一螺旋叶片22’、以及在传动轴21’上设置对应于热料输送段S3的第二螺旋叶片23’，其中，第一螺旋叶片22’的旋向和第二螺旋叶片23’的旋向相反。冷料输送段S1的末端设有具有过料孔17a的挡板17’，挡板17’与第一螺旋叶片22’的末端之间设有封料间距L1。

该预混装置(对混螺旋混料机)在使用时，物料(冷料)从冷料入口11’进料，固体热载体(热料)从热料入口13’进料，在动力装置的驱动下，物料通过挡板17’的过料孔17a向中间的出料段排料，固体热载体直接向中间的出料段排料，物料和固体热载体在出料段相遇混合后由混合料出口出料。利用该预混装置对物料和固体热载体进行初次混合后，再通过与预混装置的出料口连接的下料管将初步混合后的物料与热载体输送到热解反应器中进行再次混合，从而实现热载体与煤等物料的充分混合，提高物料的热解效果。

但是预混装置在用于热解煤炭等物料时，短时间内便会产生大量热解气(内含有气态煤焦油)，其反应曲线如图2所示。这种现象会导致预混装置内的气压很高，因此对设备压力等级和密封性提出了较高的要求。如在上述的预混装置中，为了提高密封效果，在料筒的冷料输送段和热料输送段上端部分别设有氮气入口32’，在料筒的出料段上设有排气口33’，在工作时充氮气保护冷料，可防止密封不严热解气外漏。同时在传动轴21’与料筒10’之间设有二级密封结构以防止漏气。通过上述结构虽然可提高预混装置的密封性，但也致使该预混装置的生产成本较高。

并且由于热解气和气态煤焦油属于易燃易爆的有毒气体，而预混装置内较高的气压导致热解气可能会从其进料口反窜，进而带来很大的安全隐患。因此在上述预混装置中，通过在挡板17’与第一螺旋叶片22’的末端之间设置封料间距L1，在物料输送过程中，封料间距L1内堆积冷料，形成气封，如此可减少窜入冷料入口的气体量，进一步消除安全隐患，但是采用该结构在料筒10’内压力较大时，热解气也可以从堆积的冷料之间的间隙反窜到冷料入口，产生安全隐患。

发明内容