[发明专利]一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置及方法

权利要求书

1.一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于包括：

气化反应器为上流式结构，包括用于进行气化反应的气化炉(1)以及与所述气化炉(1)底部连通的灰仓(8)，所述灰仓(8)底端设置有下料口，所述气化炉(1)上设置有入料口和出气口，所述入料口用于将混合有含氧气体/空气和蒸汽的高温含碳物料送入所述气化炉(1)内，经过气化反应的高温煤气由出气口输出；

热解反应器(2)为下行式结构，包括反应腔室(2-1)以及设置在所述反应腔室(2-1)上的混合煤气入口、含碳物料入口和物料出口，所述混合煤气入口通过管道与气化炉(1)的出气口相连通，向所述反应腔室(2-1)内通入混合煤气，所述含碳物料入口输入含碳物料，所述物料出口排出热解反应产物，所述热解反应产物包括荒煤气和高温含碳物料；

沉降室(5)，所述沉降室(5)设置在所述反应腔室(2-1)的下端，且与所述反应腔室(2-1)的物料出口相连通，所述沉降室(5)内设置有旋风分离装置(3)和汽提装置(4)，所述旋风分离装置(3)设置于所述沉降室(5)顶部的周边区域，用于对通入的荒煤气进行分离处理，分离后的荒煤气由旋风分离装置(3)上端出口排出沉降室(5)外、高温含碳物料排入沉降室(5)内，所述汽提装置(4)设置于所述旋风分离装置(3)的底部，接收热解后的高温含碳物料进行汽提，所述沉降室(5)的底部设置有返料出口和产品排出口，所述沉降室(5)内的高温含碳物料分别由返料出口和产品排出口排出；其中，所述返料出口通过管道以及设置在所述管道上的返料阀与所述气化炉(1)的入料口连通；

过滤除尘器(6)，与所述旋风分离装置(3)的上端出口相连通，对通入的荒煤气进行除尘处理；

油洗塔(7)，所述油洗塔(7)通过管道与所述过滤除尘器(6)相连接，用于将输入的荒煤气分离为煤气和煤焦油并分别输出。

2.根据权利要求1所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，所述过滤除尘器(6)为膜管式过滤除尘器或颗粒层除尘器。

3.根据权利要求1所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，所述热解反应器(2)的反应腔室(2-1)为中空筒状，在所述反应腔室(2-1)的下端还连接有加速段(2-2)、扩大段(2-3)以及下行段(2-4)，所述加速段(2-2)的筒壁呈收敛型，所述扩大段(2-3)的筒壁呈扩张型，所述下行段(2-4)的筒壁收敛呈锥形管状，扩大段(2-3)与下行段(2-4)延伸至沉降室(5)内。

4.根据权利要求3所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，所述旋风分离装置(3)是2～6个，且沿热解反应器(2)的扩大段(2-3)外围均布，旋风分离装置(3)的荒煤气入口与热解反应器(2)的扩大段(2-3)的筒壁连通，对加速后的荒煤气进一步旋风分离。

5.根据权利要求4所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，所述旋风分离装置(3)的下料腿上还设置有翼阀(10)，引导荒煤气中固体颗粒的沉降。

6.根据权利要求1所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，还包括煤气混合器(9)，煤气混合器(9)包括混合腔室以及设置在所述混合腔室上的高温煤气接入口、循环煤气接入口和混合煤气出口，所述高温煤气接入口与所述气化炉(1)的出气口相连通，循环煤气接入口通过循环煤气管道与油洗塔(7)的煤气出口连通，混合煤气出口与热解反应器(2)的混合煤气入口连通。

7.根据权利要求1所述的一种下行式热解和上流式气化耦合制备煤焦油和煤气的装置，其特征在于，所述汽提装置(4)包括锥斗(4-3)以及设置在锥斗(4-3)上方且与锥斗(4-3)底部相对的锥形引流管(4-2)、设置在锥斗(4-3)底部的环式蒸汽管(4-1)，在锥斗(4-3)和锥形引流管(4-2)上均开设有透气孔，锥斗(4-3)直径较大的一端和锥形引流管(4-2)直径较大的一端相对，锥斗(4-3)的锥角为55～75°，锥形引流管(4-2)的锥角为125～105°。