[发明专利]固体燃料的折流移动床热解‑流化床气化耦合装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源化工领域，具体地，本发明涉及一种固体燃料的折流移动床热解-流化床气化耦合装置及方法。

背景技术

我国已探明适于热解分级炼制的煤炭储量达 875832 亿吨，其挥发分蕴藏约657亿吨油品和51万亿立方米天然气，分别相当于已探明石油可采储量的20倍、已探明天然气可采储量的11倍。因此，煤炭热解制备高品质油气产品将有力地缓解石油和天然气资源的不足。因此，煤炭热解及高值化利用的发展潜力深远，市场前景非常广阔。

目前，国外已开发的众多煤热解技术包括：美国的Toscoal热解技术、COED热解技术及LFC热解技术；德国的Lurgi-Ruhrgas热解技术、Simens Schwelbernn工艺及Noell工艺；前苏联的ETCH-175粉煤快速热解工艺；日本的ECOPRO部分加氢快速热解技术；澳大利亚的CSIRO热解工艺等。上述技术大都进行了百吨至千吨级每天的应用示范，证明了煤炭热解路线的可行性和合理性，但仍受高温油气与煤炭固体颗粒的分离困难、热解油气品质差、焦油粉尘含量高，致使装置连续稳定运行性差，且高品质油气收率低、致使经济性难以完全得到保障。国内的煤炭热解利用方面的研究虽然起步较晚，但发展迅速，已取得一定进展，中试或工业示范了多种技术，包括外热式的多段回转炉（MRF）、转体炉烘烤热解等技术，采用气体热载体加热的移动床干馏、旋转床热解等技术，和采用固体热载体加热的循环流化床多联产、DG快速热解、煤拔头及内构件移动床热解等技术，但还没有真正实现规模化的商业运行。

煤炭热解是我国能源领域迫切需要解决的技术与产业化难题，也是保障我国经济可持续发展和符合我国能源资源状况的国家战略需求，但煤炭热解技术在产业化过程中面临着一系列难题和技术瓶颈，阻碍了煤炭热解技术的产业化进程。首先热解规模化运行困难和油气产率及品质偏低是煤炭热解技术产业化过程中遇到的最大难题，主要原因是热解过程高温油气与煤炭固体颗粒的分离困难、热解焦油收率低、热解油气品质差、焦油粉尘含量高，致使装置连续稳定运行性差。因此需要研究煤热解制高品质油气的产物调控方法与机理，研制高油气收率热解反应器及工程放大，最终实现热解技术的连续稳定运行，同时提高油气收率和品质。其次是煤炭热解转化与半焦气化/燃烧技术联产的匹配和调控问题以及污染排放问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体燃料的折流移动床热解-流化床气化耦合装置，提供一种可用与煤、生物质、油页岩、橡胶、固体废弃物、工业污泥、油砂等含碳氢元素的固体燃料的热解气化装置，使其可提高颗粒的传热传质速率，能够制备高品质（＞360℃的沥青质组分含量低）、低粉尘的焦油产品。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种固体燃料的折流移动床热解-流化床气化耦合装置，其特征在于：包含多层折流移动床热解反应器及与之连接的气化反应装置，所述多层折流移动床热解反应器具有进料口；其中，所述多层折流移动床热解反应器内设置若干层的移动床，每层移动床内设置折流板内构件，其中最上层折流板内构件倾斜设置在反应器上，与进料口相接，下一层折流板内构件倾斜设置于上一层折流板内构件下方，下一层折流板内构件的倾斜方向与上一层折流板内构件的倾斜方向相反，所述各层的折流板内构件形成有固体颗粒从上向下移动的通道；其中，各个折流板内构件设置有孔道结构，所述气化反应装置中产生的气化气体经折流板内构件的孔道结构向上为多层折流移动床热解反应器提供热量。

其中，所述气化反应装置为流化床反应器，所述流化床反应器与所述多层折流移动床热解反应器一体连接，设置于所述多层折流移动床热解反应器的下方。

其中，所述流化床反应器为轴向变径结构，其直径大于或小于上部的多层折流移动床热解反应器。

其中，所述气化反应装置为气化炉，所述气化炉与所述多层折流移动床热解反应器分体设置，所述多层折流移动床热解反应器的固体产物输入至所述气化炉，所述气化炉的气化气体输入至所述多层折流移动床热解反应器底部。

其中，所述折流板内构件的倾斜角度可以为30度至60度之间。

其中，所述气化反应装置连接有溢流管和/或气化气收集管道；其中，所述溢流管连接出焦器、所述出焦器连接半焦收集罐。

其中，所述多层折流移动床热解反应器的最上层移动床处设置有顶层气体收集通道，该顶层气体收集通道与冷凝分离器相连。

其中，每一层移动床内分别设置一气体收集通道，每一个气体收集通道分别连接一冷凝分离器或每一层移动床内的气体收集通道均连接至一个冷凝分离器。