[发明专利]移动床热解装置和方法

说明书

本发明涉及一种移动床热解装置和方法，解决了现有热解技术中存在的处理燃料粒径范围窄、热量利用率低、煤焦油中粉尘含量高的问题。本发明主要由变径移动床、焦炭输送机、高效旋风装置、圆管式流动密封阀、冷却分离器和电捕焦油器组成，含碳固体燃料与块状焦炭热载体混合后，在变径移动床中进行分层热解反应，热解后的半焦产品在变径移动床内实现了筛分，块状半焦作为热载体，细半焦进行燃烧用来提供热解所需的热量，中间半焦作为半焦产品取出，产生的含焦油热解气在高效旋风装置、冷却分离器和电捕焦油器中进行净化分离后，获取高热值热解气、高品质焦油和半焦产品的技术方案，可应用于能源化工领域。

技术领域

本发明涉及一种移动床热解装置和方法，属于能源化工领域。

背景技术

我国“煤炭相对丰富，油气资源匮乏”的能源结构决定了长期以来煤炭是我国最主要的能源和化工原料，而且在今后较长时期内难以改变。我国褐煤等低阶煤储量丰富，且利用程度逐渐加大，由于低阶煤挥发分高、水分高、发热量低，故不宜长距离运输，一般只能在当地消费。此外，生物质和部分含碳固体废料的挥发份也较高。如果用于直接燃烧发电，会造成严重的环境污染和大量温室气体排放，且发电效率低，资源综合利用率较低。热解技术将上述含碳固体燃料中的有机质挥发分和固定碳有效分离，进行综合加工利用，获取焦油、合成气和高附加值的化学品，符合我国能源多元化的战略意义，具有很强的竞争力。

热解工艺按加热方式的不同可分为内热式和外热式两类。外热式工艺如专利CN92104624.3一种低变质煤的多级回转热解加工方法，该方式存在热效率低，加热不均匀，挥发产物的二次分解严重的缺点。内热式克服了外热式的缺点，通过借助热载体(气体热载体或者固体热载体)把热量直接传递给煤进行热解反应。其中气体热载体通常是将高温烟气引入热解反应器，代表性的工艺有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等，但热解析出的挥发产物会被烟气稀释，且增加了冷却系统的负荷。固体热载体热解工艺利用固体热载体的显热将含碳燃料热解，克服了气体热载体工艺的缺点，代表工艺有Garrent工艺、Toscoal工艺、LR工艺和DG工艺等。

这些国内外各种热解技术存在的共性问题是，(1)处理燃料粒径范围窄，每种热解技术都对燃料的粒径有特定的要求；(2)液体产品热解焦油中粉尘含量超标，严重影响焦油中高附加值物的提取、利用；(3)热解装置设备管路容易结焦、堵塞；(4)热量利用率低，大量烟气热量以及含碳粉尘直接废弃。

发明内容

本发明主要解决的技术问题之一是解决现有热解技术中存在的处理燃料粒径范围窄、热量利用率低、煤焦油中粉尘含量高，本发明提出了一种移动床热解装置，含碳固体燃料与块状焦炭热载体混合后，在变径移动床中进行分层热解反应，热解后的半焦产品在变径移动床内实现了筛分，块状半焦作为热载体，细半焦进行燃烧用来提供热解所需的热量，中间半焦作为半焦产品取出，产生的含焦油热解气在高效旋风装置、冷却分离器和电捕焦油器中进行净化分离后，获取高热值热解气、高品质焦油和半焦产品。

本发明所要解决的技术问题二是提供一种与解决技术问题之一相对应变径移动床热解方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种移动床热解装置，包括变径移动床、原料进口管、燃烧室、中心排焦管、排灰管、烟气管、焦炭输送机、进料斜管、半焦出口管、高效旋风装置、圆管式流动密封阀、多通道烧嘴、蓄料器、一级冷却分离器、二级冷却分离器、电捕焦油器；