[发明专利]一种碳物料气固热载体双循环的热解装置及方法

权利要求书

1.一种碳物料气固热载体双循环的热解装置，其特征在于，所述装置包括进料单元、立管式热解反应器、烧炭器、气固分离单元和气液分离单元；

所述进料单元包括依次连接的磨粉装置和颗粒分级装置，所述颗粒分级装置的下部出口与立管式热解反应器的入口相连，所述立管式热解反应器向上延伸至气固分离单元内，所述气固分离单元的底部出口与烧炭器相连，所述烧炭器的底部出口与立管式热解反应器的入口相连，所述气固分离单元的顶部出口与气液分离单元的入口相连，所述气液分离单元的气体出口与立管式热解反应器的入口相连。

2.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述颗粒分级装置包括旋风分离器和/或选粉机；

优选地，所述颗粒分级装置的上部出口连接有布袋除尘器；

优选地，所述气固分离单元包括沉降器，所述沉降器内设有旋风分离器；

优选地，所述沉降器包括第一沉降器和第二沉降器，所述第一沉降器的顶部出口与第二沉降器的入口相连，所述第一沉降器的底部出口与烧炭器相连；

优选地，所述第一沉降器内设有串联的沉降器第一级旋风分离器和沉降器第二级旋风分离器，所述第二沉降器内设有沉降器第三级旋风分离器；

优选地，所述第一沉降器的底部还依次连接有蒸汽发生器和粉焦冷却器。

3.根据权利要求1或2所述的热解装置，其特征在于，所述烧炭器内设有烧炭第一级旋风分离器；

优选地，所述烧炭器底部设有气体入口，所述气体入口连接有风机；

优选地，所述烧炭器的顶部出口连接有烧炭沉降器，所述烧炭沉降器内也设有烧炭旋风分离器；

优选地，所述烧炭沉降器包括串联的第一烧炭沉降器和第二烧炭沉降器，所述第一烧炭沉降器内设有烧炭第二级旋风分离器，所述第二烧炭沉降器内设有烧炭第三级旋风分离器；

优选地，所述第二烧炭沉降器的气体出口与磨粉装置的入口相连；

优选地，所述第二烧炭沉降器的气体出口与磨粉装置的入口之间依次设有烟气汽轮机和余热锅炉。

4.根据权利要求1-3任一项所述的热解装置，其特征在于，所述气液分离单元包括油洗塔和压缩机，所述油洗塔的入口与第二沉降器的气体出口相连，油洗塔的上部出口与压缩机相连；

优选地，所述气液分离单元还包括电捕焦油器，所述电捕焦油器的入口与压缩机的气体出口相连；

优选地，所述气液分离单元的气体出口与立管式热解反应器的入口之间设有余热锅炉。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述装置进行碳物料热解的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)碳物料经过磨粉、分选后在载体作用下发生热解反应，得到热解产物；

(2)将步骤(1)得到的热解产物进行气固分离，所得部分固相产物进行烧炭处理后返回步骤(1)作为固体载体使用；

(3)将步骤(2)气固分离所得气相产物进行油气分离，得到焦油和煤气，所述部分煤气返回步骤(1)作为气体载体使用。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碳物料包括煤、油页岩或生物质中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述磨粉后碳物料的粒度不大于400μm，优选为50～150μm；

优选地，步骤(1)所述磨粉后粒度小于5μm的颗粒所占比例不超过5％；

优选地，所述粒度小于5μm的颗粒经分选后分离出去；

优选地，步骤(1)所述热解反应的温度为450～620℃，压力为0～0.5MpaG；

优选地，步骤(1)所述热解反应的时间为0.5～5s；

优选地，步骤(1)所述热解反应在立管式热解反应器内进行。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述气固分离在沉降器内的旋风分离器上进行；

优选地，步骤(2)所述气固分离至少进行1次，优选为2～3次；

优选地，所述沉降器的旋风分离器的入口处通入蒸汽；

优选地，气固分离得到的部分固体粉焦进入烧炭器进行烧炭处理。