[发明专利]一种煤热解的自清洁反应器及反应系统

说明书

技术领域

本发明总地涉及煤热解领域，具体涉及一种煤热解的自清洁反应器及反应系统。

背景技术

煤热解是指煤炭在隔绝氧气的条件下，加热至500-1100℃时，发生的一系列物理变化和化学反应，得到煤气、焦油和半焦的过程。在热解温度下，生成的焦油容易发生结焦反应，导致反应器热效率下降，需要定期清洁，影响生产效率。

现有的煤热解反应器包括直立炉、旋转床、回转窑等多种形式，均或多或少的存在清洁问题，同时，还存在对原料要求高、空间利用率低、传热系数低等缺点。采用喷动床和流化床可以解决部分结焦问题，同时起到强化传热作用，但额外添加的水蒸气会增加设备能耗；旋转反应釜在提高空间利用率的同时，也可以起到强化传热作用，但搅拌装置自身的结焦问题无法解决。

因此，为了克服现有煤热解反应器的缺陷，解决设备内部存在的结焦问题，需提出一种运行周期长、换热效率高、占地面积小的煤热解技术，使得该技术对原料形态要求不高，实现热解反应设备的自清洁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤热解的自清洁反应器及反应系统，以解决现有技术在煤热解时焦油容易发生结焦反应，导致反应器热效率下降的问题。

本发明提供了一种煤热解的自清洁反应器，所述自清洁反应器包括夹层套筒和旋转搅拌部分，所述夹层套筒包括内套筒和外套筒，所述内套筒和外套筒之间的夹层用于流通热载体；所述夹层套筒轴向的两端分别设有连通所述内套筒内侧的原料入口、气相出口和半焦出口；所述旋转搅拌部分设于所述内套筒的内侧，所述旋转搅拌部分包括转子、搅拌盘和桨叶，其中，所述转子转动设置于所述夹层套筒内，所述转子从所述夹层套筒的原料入口端伸入至所述夹层套筒的底部，所述转子为空心杆结构，空心部分用于流通热载体；所述搅拌盘固定设置于所述转子的外表面上，所述搅拌盘与所述转子的轴向方向垂直或呈一角度设置，所述搅拌盘包括一组支撑杆，所述支撑杆从所述转子的外周向表面沿径向延伸，所述一组支撑杆位于同一平面内；所述桨叶设置于所述支撑杆的末端，所述桨叶的外表面与所述内套筒的内壁之间形成有“面到面”的间隔，所述一组支撑杆上的各桨叶之间留有间隔。

进一步地，所述转子上沿轴向可间隔布置有多个所述搅拌盘和所述桨叶，相邻所述搅拌盘上的桨叶之间留有间隔。

进一步地，所述旋转搅拌部分可包括多组所述转子、搅拌盘与桨叶，所述转子之间相互平行设置，相邻所述转子上的所述搅拌盘在所述转子的轴向方向上交错布置，交错布置的所述搅拌盘上的桨叶之间留有间隔；所述转子与相邻转子上的所述桨叶之间留有间隔。

上述的反应器，所述桨叶的外表面为曲面，朝向所述转子的方向弯曲。

上述的反应器，所述桨叶的形状呈“U”形、圆弧形或“W”形。

上述的反应器，相邻交错布置的所述搅拌盘上的桨叶的外表面之间形成有“面到面”的间隔。

上述的反应器，所述支撑杆为实心或空心结构。

进一步地，所述空心结构的支撑杆的内部与所述夹层套筒的夹层连通。

进一步地，在所述内套筒内侧的前端和后端可分别设置有定子，所述定子分别与所述转子两端的桨叶相邻设置，所述定子与所述桨叶的外表面形成有“面到面”的间隔。

本发明还提供一种包含上述煤热解的自清洁反应器的反应系统，所述反应系统还包括料仓和旋风分离器；所述原料入口与所述料仓连接；所述半焦出口与所述旋风分离器连接；所述原料入口与所述转子上的热载体入口、所述夹层套筒的夹层热载体出口位于所述自清洁反应器的同一端，或者所述原料入口与所述转子上的热载体出口、所述夹层套筒的夹层热载体入口位于所述自清洁反应器的同一端。

本发明利用自清洁反应器实现煤的热解，解决了现有煤热解反应器的清洁问题。同时，本发明通过搅拌盘和自清洁桨叶的搅拌作用，提高了传热效率。

而且，本发明可以采用粒煤或粉煤或二者混合物为原料，对原料的要求有较大的弹性。

另外，本发明的系统提高了空间利用率，占地面积小。

附图说明

图1为本发明实施例的自清洁反应器的纵向剖视结构示意图；

图2为本发明实施例的自清洁反应器的横截面剖视结构示意图；

图3为本发明实施例的自清洁反应系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。