[发明专利]一种热解反应分离器及热解反应分离方法

权利要求书

1.一种热解反应分离器，其特征在于：包括活化快速床(17)、半焦缓冲仓(7)、热解提升管(9)、沉降室(13)、以及位于沉降室(13)内的气固分离器和热解旋风分离器单元，所述沉降室(13)的上部设置有集气室(1)；

所述活化快速床(17)上设置有与干煤输送仓(28)出口连接的进煤口、高温煤气进口(19)以及高温半焦进料口(18)，所述活化快速床(17)的上端与热解提升管(9)的入口端连接，所述热解提升管(9)的出口与气固分离器的入口连接，所述气固分离器分离出的气体通过气体出口进入热解旋风分离器单元的入口；所述气固分离器分离出的一次半焦留在气固分离器中并延着气固分离器进入沉降室；经过热解旋风分离器单元分离的二次半焦延着沉降室下移，经过热解旋风分离器单元分离的气体通过出口进入集气室(1)；所述半焦缓冲仓(7)上设置有产品半焦排料口(8)和循环半焦排料口(16)，所述产品半焦排料口(8)与半焦冷却装置连接，所述循环半焦排料口(16)与半焦加热分离器连接；所述半焦缓冲仓(7)与沉降室的下端连通；所述集气室(1)上设置有荒煤气导出口(11)，所述荒煤气导出口(11)与煤焦油回收装置连接；所述沉降室(13)的壳体从下往上依次包括第一直线段、第一扩口段、第二直线段、第二扩口段、第三直线段和集气段，所述集气室(1)位于集气段；

所述气固分离器包括沉降室内壳体(14)、热解快分头(4)、一级汽提装置和二级汽提装置，所述沉降室内壳体(14)的一端位于第二扩口段，所述沉降室内壳体(14)的另一端位于第三直线段，所述一级汽提装置位于内沉降室内壳体(14)内，所述二级汽提装置位于沉降室(13)的第二直线段处；所述一级汽提装置包括从上到下依次放置的一级锥形引流锥(5)、一级锥斗(6)以及一级汽提气环管(21)，所述一级锥斗(6)的大径段与一级锥形引流锥(5)的大径段相对，所述一级锥形引流锥(5)和一级锥斗(6)上均开设有透气孔，一级锥形引流锥(5)的锥角为55～75°,一级锥斗(6)的锥角为125～105°；

所述二级汽提装置包括从上到下依次放置的二级锥形引流锥(22)、二级锥斗(23)以及二级汽提气环管(24)；所述二级锥斗(23)的大径段与二级锥形引流管(22)的大径段相对，所述二级锥形引流管(22)和二级锥斗(23)上均开设有透气孔，二级锥形引流管(22)的锥角为55～75°，二级锥斗(23)的锥角为125～105°；

所述热解提升管(9)的出口端穿过半焦缓冲仓(7)位于沉降室内壳体(14)内；所述沉降室内壳体(14)与热解提升管(9)之间形成内沉降通道，所述热解快分头(4)设置在热解提升管(9)的出口端，经过热解快分头(4)分出的一次半焦聚集在内沉降通道并延着沉降室内壳体(14)下移，进入沉降室(13)的第二直线段内，经过热解快分头(4)的分出的气体进入热解旋风分离器单元的入口；

所述沉降室内壳体(14)与沉降室(13)的壳体之间设置有环缝。

2.根据权利要求1所述的热解反应分离器，其特征在于：所述热解旋风分离器单元包括1-3个热解旋风分离器组，所述热解旋风分离器组包括多个并联的热解旋风分离器。

3.根据权利要求1所述的热解反应分离器，其特征在于：所述热解快分头(4)为伞帽式快分头或三叶旋流式快分头，所述三叶旋流式快分头的下旋角为20°，开口面积与热解提升管面积比为0.75-0.85。

4.一种热解反应分离方法，其特征在于，通过权利要求1所述的热解反应分离器实现，具体包括以下步骤：

1)活化快速床反应：

1.1)温度为750～850℃的高温半焦粉通过高温半焦进料口(18)进入热解反应分离器(30)的活化快速床(17)；温度为550～650℃、压力为0.01～2MPa的高温煤气通过高温煤气进口(19)进入活化快速床(17)；高温煤气的气速为0.5～3m/s，高温半焦粉将高温煤气在活化快速床的下部活化；

1.2)将温度为80～120℃、压力为0.01～2Mpa的煤粉通过进煤口进入活化快速床(17)上部；高温半焦粉和煤粉的混合质量比例为(2.5～5):1

1.3)煤粉与活化后的煤气及高温半焦粉在活化快速床上部混合；

2)热解反应：

混合后煤粉与高温半焦粉的进入热解提升管(9)进行热解反应，热解提升管(9)中热解温度为480～750℃，热解压力为0.01～2MPa，气速为16m/s，热解反应后经热解提升管(9)出口的气固分离器分离；

3)分离：

3.1)热解后480～750℃的一次半焦粉在重力和惯性力的作用下聚团沉降于沉降室内壳体(14)和沉降室的第二直线段下移，同时汽提煤气通过汽提煤气进口(15)进入一级汽提环管和二级汽提环管，将一次半焦粉中的残留油气汽提，汽提气的温度与热解温度相同、压力为0.01～2MPa，截面气速不大于0.1m/s；

3.2)热解后的480～750℃的荒煤气通过沉降室内壳体(14)的顶部出口，依次进入热解一级旋风分离器组(3)、热解二级旋风分离器组(2)、热解三级旋风分离器组(12)分离后，在集气室(1)汇集后经荒煤气导出口(11)导出后制备煤气和煤焦油；

3.3)经热解旋风分离器单元分离后的二次半焦粉排入沉降室(13)，通过沉降室内壳体(14)上的环缝并随沉降室内壳体(14)中的一次半焦粉一起向下移动，进入半焦缓冲仓(7)，待制备低温半焦。