[发明专利]一种用于固体热解工艺中能量阶梯回收方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于固体热解工艺中能量阶梯回收方法及装置，方法包括：热解反应器热解后的热固体热解物经上卸料器排入一级冷却器与除盐水间接换热，除盐水产生蒸汽；经一级冷却后的固体物料经过下卸料器排入二级冷却器前段与除盐水间接换热，除盐水产生蒸汽；二级冷却器前段物料经倒料装置进入二级冷却器主体，与除盐水间接换热，物料温度进一步降低，除盐水吸收热量后作为锅炉给水送入锅炉。装置包括立式列管式换热的一级冷却器和前段夹套式冷却，主体回转式列管冷却的二级冷却器。本装置热量回率高达70～80％，降低了企业生产能耗和冷却水量，节约了水资源，降低了冷却水输送的动力消耗；且在固体物料的冷却过程无废水排放，环保优势明显。

技术领域

本发明涉及一种用于固体热解工艺中能量阶梯回收的方法及装置，属节能、环保技术领域。

背景技术

我国能源总量中石油所占比例不足5％，天然气仅占0.3％左右，中国缺油、少气的局面成为困扰经济社会发展的显著问题，因此，非常规油气资源的开发近年日益受到重视，逐渐成为新的经济增长极。随之而来开发的固体能源热解技术层出不穷。

目前国内针对煤、油砂、油页岩、生物质等固体物料的热解技术主要有内热立式炉工艺、外热式立式炉工艺、固体热载体工艺、流化床等工艺，这些工艺技术在热解时均需将固体物料加热至400～600℃，固体产物携带的大量热量不能被有效的利用。目前广泛应用的内热式直立炉热解产生的高温半焦通过熄焦装置与水直接接触，从而降低半焦的温度。固体热载体、循环流化床、内外热式回转炉工艺热解产生的高温固体产物一般采用循环水间接冷却或是通过冷的惰性气体直接接触来降低产品的温度。前者通过与水直接接触，不仅大量的热量没有得到回收，还造成大量废水的产生以及环境的污染。后者采用的冷却技术只是单纯的将固体产品的温度降低，达到后续处理的目的，没有充分回收其所携带的热量，造成社会资源的损失。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种用于固体热解工艺中能量阶梯回收的方法及装置，其工艺合理、技术先进、经济可行，存在明显优势。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一方面，本发明提供了一种用于固体热解工艺中能量阶梯回收方法，包括下述步骤：

1)将经热解反应器产出的固体热解物由上卸料器均匀排入一级冷却器，在一级冷却器中与一级冷却器管程中除盐水间接换热，除盐水从一级冷却器除盐水进口进入，吸收热量产生部分蒸汽后从一级冷却器蒸汽出口排出，热物料温度降低，除盐水吸收热量产生蒸汽；

3)经过一级冷却器冷却后的固体热解物经过下卸料器均匀的排入二级冷却器前段与除盐水间接换热，固体热解物在二级冷却器前段中与除盐水间接换热，固体物料温度进一步降低，除盐水从二级冷却器前段除盐水进口进入吸收热量产生蒸汽后从二级冷却器前段蒸汽出口排出；

4)二级冷却器前段中固体热解物经过二级冷却器中的倒料装置进入二级冷却器主体与列管中除盐水间接换热，固体热解物温度进一步降低，除盐水从二级冷却器主体除盐水进口进入，吸收热量后从二级冷却器主体除盐水出口排出。

进一步，步骤1)中，所述固体热解物为经热解反应器加热至450～700℃的热解产物。

进一步，步骤1)中，一级冷却器管程中除盐水温度为30～40℃，间接换热10～30min，固体热解物温度降低至300～350℃。

进一步，步骤2)中，在二级冷却器前段中除盐水温度为30～40℃，间接换热1～5min，固体热解物温度进一步降低至220～300℃。

进一步，步骤3)中，在二级冷却器主体内列管中除盐水温度为30～40℃，间接换热20～60min，固体热解物温度进一步降低至60～100℃；

除盐水从二级冷却器主体除盐水进口进入，吸收热量温度升至50～80℃后从二级冷却器主体除盐水出口排出，作为锅炉给水送入锅炉。