[发明专利]内旋移动床低阶煤热解制备高品质油气产物的调控方法

说明书

本发明内旋移动床低阶煤热解制备高品质油气产物的调控方法利用蓄热燃烧外热式加热，通过设置特殊结构的烟道气管道将反应器由下向上分成不同的区域，形成由下向上逐渐降温的温度梯度，降低挥发分的二次反应程度。本发明的优点在于利用外热式内旋移动床反应器可以制备高品质的油气产物，降低热解反应时间，提高了系统热效率。

技术领域

本发明属于能源技术领域，提供一种在内旋移动床内煤热解过程中，提高热解油气产物品质的方法。

背景技术

低阶煤通过热解过程提取煤中天然赋存的油气资源，固体半焦作为清洁燃料或气化原料，是其综合高效利用最具潜力的发展方向。以煤热解为基础开发的分级转化联产技术主要有回转炉Toscoal 技术、移动床L-R 技术、ETCH 粉煤快速热解工艺、大连理工大学研发的DG（Da Gong）工艺、多段回转炉（MRF）热解技术等。遗憾的是这些工艺至今未能实现大规模的工业化应用，其核心问题是热解焦油中沸点高于360℃的重质组分（沥青质）含量高达50%~70%，焦油含尘量高，如中科院过程工程研究所的煤拔头工艺中焦油重组分为53.3%，L-R 工艺的焦油含尘量高达21.1%，不仅焦油品质差，而且粘度高，严重应先粗煤气夹带的粉尘的有效分离。因此，低阶煤热解技术的产业化亟待解决油气品质控制、抑制重质组分沥青生成、尽可能得到轻质化的油气产品。

煤中挥发分的二次反应是影响焦油和油气品质的主要原因，其本质是高温下挥发分中共价键断裂产生自由基和自由基的稳定，该过程中体系中的氢会进行再分配。为抑制二次反应，煤的快速热解（快速加热煤+快速冷却热解产物）过程被提出，期望提高热解油气的收率和品质。在实际过程中，鲁奇气化炉属于慢速升温，虽然其挥发分出口温度高达700℃，但焦油品位明显高于快速热解所得焦油品质，原因可能是慢速升温过程中，挥发分的产生速率较慢，煤大分子结构中氢化芳环结构提供的H·可有效抑制大分子自由基之间的缩合。由此说明，既然挥发分的二次反应很难避免，那就应当合理的利用挥发分的反应，进而调控该“反应”，达到提高热解油气品质的目的。

本发明是根据我国的能源现状和低阶煤高效大规模分级利用的需求，提供一种内旋移动床中调控低阶煤热解制备高品质油气产物的方法，以解决阻碍低阶煤工业利用的难题。

发明内容

本发明目的在于如何调控热解挥发分的二次反应，降低重质焦油的生成，提高热解油气产物的品质。

本发明提供一种热解炉，包含热解室和燃烧室，所述热解室包含热解区和气体反应区，所述燃烧室前端设置有燃烧器，燃烧室后端连接至热烟气通道，所述热烟气通道为热解室的外壁提供热量，所述热烟气通道中横向设置有一层隔板或二层隔板，烟气于所述热烟气通道中自下至上逐层迂回输送至烟道出口端。

其中，所述热烟气通道上层设置有温度测量装置及调频鼓风机。

其中，所述热烟气通道各层设置有温度测量装置及调频鼓风机。

其中，所述热烟气通道中设置第一隔板，该第一隔板前端设有前侧开口，所述热烟气通道自燃烧室后端延伸至热解室前端的侧面，并自第一隔板的前侧开口延伸第一隔板上方区域，所述烟道出口端设置于热解室后端的上方。

其中，所述第一隔板的上方设置有第二层隔板，所述第二层隔板尾端设有后端开口，所述热烟气通道自第一隔板的上方区域延伸至尾端，并自第二层隔板的尾端开口向上延伸至第二隔板上方区域，所述烟道出口端设置于热解室前端的上方。

其中，由第一隔板和第二隔板分隔的上、中、下三层区域中均设置有供烟气迂回行进的若干纵向隔板。

本发明还提供一种内旋移动床低阶煤热解制备高品质油气产物的调控方法，

进入热解炉的煤料粒度≤13 mm，水分8%-12%，煤料的热解温度为600-750℃，热解时间为80-160 min；