[实用新型]一种煤消解管式反应装置

说明书

本实用新型公开了一种煤消解管式反应装置，包括多组依次同轴连通的管道单元，所述煤消解管式反应装置整体在竖直方向上盘旋上升，在俯视方向上呈环绕卧式布置，所述管道单元包括用于物料进行反应的反应主管和套装于所述反应主管外部的夹套管，相邻所述管道单元的反应主管连接，进料口设置于最下节管道单元的反应主管上，出料口设置于最上节管道单元的反应主管上，反应物料自下往上流动，所述反应主管和所述夹套管之间形成空腔，每个所述夹套管上具有流体入口和流体出口，换热介质在所述空腔中流动，换热介质的流动方向与反应物料的流动方向相反。该煤消解管式反应装置能连续、稳定运行，满足超纯煤技术放大及工业化试验需求。

技术领域

本实用新型涉及煤炭洁净技术领域，特别是涉及一种煤消解管式反应装置。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，传统的燃煤技术对环境造成严重的污染，是我国大气污染的主要来源。重视洁净煤的生产和大力发展清洁、高效、低污染的洁净煤技术是实现经济高度发展和保持良好生态环境的必由之路。

超纯煤技术是目前国内外学者广泛研究的煤炭洁净化利用技术之一。超纯煤是指煤炭经物理或化学方法深度脱灰后，其灰分含量1％的超低灰煤。超纯煤可制备超纯燃液代替柴油用于燃气轮机和低速柴油机；也可用来生产无灰冶金焦；生产电极碳，炭黑，燃料添加剂等。使用超纯煤可有效的防止环境污染。

国内外制备超纯煤主要有化学方法和物理洗煤两大类方法。化学洗煤主要是用HCl-HF-HCl或NaOH-HCl等化学药品溶解煤中矿物质。国内外已成功开发的有澳大利亚Auscoal(兖煤澳洲UCC技术)、美国Gravimelt工艺等。Auscoal工艺的核心设备为消解反应器。

煤消解器采用管式反应器，呈立式结构，管道由多组水平管和竖直管组成，水平管和竖直管段依次连接在一起组成反应管道，水平管和竖直管段之间通过连接件连通，水平管和竖直管段之间夹角为90°，每段竖直管外套设一段钢管，通过法兰连接固定在竖直管段外侧，钢管和竖直管之间形成一段空腔，空腔中流体为导热油，用于满足反应所需的温度(升温、恒温和降温)要求，该消解器处理能力为2000吨/年，采用间歇操作。在运行过程中发现，煤消解器中煤浆流动不均匀，竖直管段煤浆浓度小，水平管段煤浆浓度大且易沉积；竖直管道设置了保温措施，水平管段因设计长度要求尽量短而无相应保温措施，当煤浆由竖直管道流动至水平管道，煤浆与管壁之间温度差导致煤浆温度下降，表观粘度增加，流动性下降，造成煤浆泵负荷增大，水平管道堵塞，不得不频繁停车，拆卸管道间的连接件，冲洗管道；导热油采用电加热方式，导热油的加热系统维护和保养费用高且工作量大，油温控制机易发生故障，且导热油价格贵、使用寿命短、对温度和压力要求高，需要设计换热系统替代导热油加热系统；整个装置无自动化控制系统，采用手动控制、间歇操作，不利于将来工业化放大的需求。现有装置不能满足超纯煤技术研发所需的连续及稳定运行要求，因此，需要提供一种能连续、稳定运行的煤消解管式反应装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤消解管式反应装置，该煤消解管式反应装置能连续、稳定运行，满足超纯煤技术放大及工业化试验需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种煤消解管式反应装置，包括多组依次同轴连通的管道单元，所述煤消解管式反应装置整体在竖直方向上盘旋上升，在俯视方向上呈环绕卧式布置，所述管道单元包括用于物料进行反应的反应主管和套装于所述反应主管外部的夹套管，相邻所述管道单元的反应主管连接，进料口设置于最下节管道单元的反应主管上，出料口设置于最上节管道单元的反应主管上，反应物料自下往上流动，所述反应主管和所述夹套管之间形成空腔，每个所述夹套管上具有流体入口和流体出口，换热介质在所述空腔中流动，换热介质的流动方向与反应物料的流动方向相反。

优选地，所述管道单元按温度不同划分为升温区、恒温区和降温区，所述升温区内反应主管的盘旋管径呈梯度增大，所述恒温区和所述降温区内反应主管的盘旋管径均维持恒定值。