[发明专利]热解反应器

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体的，涉及热解反应器。

背景技术

我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气，作为世界上最大的煤炭生产和消费国，在相当长的一段时期内，煤炭资源作为我国主导能源的地位是不可动摇的。据统计，我国已探明煤炭储量为1145亿吨，其中中低阶煤(褐煤，低变质烟煤)又占到全国保有资源量的55.15％左右。由于低阶煤具有水分含量高、易风化自然、难以分选、不宜长途运输和储存等特点，使得其综合利用受到很大限制。其中直接燃烧发电是其最常见的利用方式之一，据不完全统计，我国有90％以上的褐煤用于电站锅炉和各种工业锅炉。低阶煤作为动力煤燃料直接燃烧，不但浪费了煤炭中蕴含的丰富油气资源，而且效率低。通过煤低温热解与半焦燃烧、气化解耦，实现低阶煤分级高效清洁转化利用，是现在大型煤化工的主要方向。

随着现代化采煤综合技术的广泛使用，使得块煤产率下降(由目前的40％下降10～20％)，粉煤产率升高(由目前的60％上升至80～90％)。粉煤存在易扬尘、易燃、易爆，综合利用难度大等问题，煤热解技术被认为是煤炭高效清洁利用最为有效途径。

目前常用的煤热解技术有Toscoal固体热载体干馏工艺、德国Lurgi-Spuelgas低温热解工艺、神府SH型内热式直立炭化炉工艺等，但均存在一定缺陷。Toscoal固体热载体干馏工艺中，陶瓷球在循环过程中，存在机械磨损，且气力提升输送陶瓷球的过程中，对管道和设备内壁有一定程度的磨损，热解反应器采用旋转窑，热解产生的油气停留时间长，油气二次反应剧烈，焦油品质下降，热解后，半焦和陶瓷球彻底分离困难。德国Lurgi-Spuelgas低温热解工艺和神府SH型内热式直立炭化炉工艺均适合处理块煤，不适合粉煤热解，采用气体热载体，热解后产生的热解油气资源被气体热载体稀释，热值低，热解油气资源冷凝量大，块煤体积大，传热系数低，传热效率不高，热解时间长，油气二次反应剧烈，焦油品质不高，且设备庞大，不易操作。

因而，目前的煤热解工艺仍有待改进。

发明内容

本发明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，本发明的一个目的在于提出一种适于处理粉煤，不需采用气体热载体、热解油气资源快速导出，焦油二次反应小品质高，热解气未被稀释热值高，可以有效降低出热解油气含尘量、或者能够减少热解反应器至热解油气快速冷凝装置之间管路的保温设施的热解反应器。

本发明提供了一种热解反应器，根据本发明的实施例，该热解反应器包括：

热解料入口；

油气混合物出口；

半焦出口；

其中，所述热解料入口和油气混合物出口设置于所述热解反应器的顶部；所述半焦出口设置于所述热解反应器的底部；

所述热解反应器内设置有多根油气导出管道、集气总管、多根集气支管、蓄热式辐射管和旋风分离器，

其中，所述集气总管设置在所述热解反应器的中心轴上，

所述集气支管的一端与所述集气总管相连通，另一端连通至所述油气导出管道；

所述旋风分离器具有气固混合物入口、气体出口和固体出口，其中，所述气体出口与所述油气混合物出口相连通，所述集气总管的末端延伸连通至所述旋风分离器的气固混合物入口；

所述蓄热式辐射管沿着所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管。

根据本发明实施例的热解反应器将旋风分离器设置于反应器内部，不仅能够有效降低排出热解反应器的煤热解油气混合物的含尘量，有效抑制排出热解反应器的热解油气混着粉尘冷凝堵塞后续管道和相关设备；同时，旋风分离器内置热解反应器内，还可以减少热解反应器至热解油气混合物快速冷凝装置之间管路的保温设施，减少设备的保温面积和降低系统伴热能耗；另外，该热解反应器通过油气导出管快速将油气混合物导出热解反应器，能有效抑制油气二次裂解，提高热解油收率，并且通过采用蓄热式辐射管加热技术，无需气、固热载体加热，从而可以提高反应器的热效率，另外，采用本发明上述实施例的热解反应器无复杂机械，反应器内部各点温度灵活可调，具有工艺流程简单等特点，便于大规模工业化生产。

在本发明的一些实施例中，所述集气支管沿所述集气总管的长度方向彼此平行布置。由此，有利于提高油气混合物的导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述集气支管垂直于所述集气主管。