[发明专利]一种碳氢原料热解装置与热解方法

说明书

一种碳氢原料热解装置与热解方法，热解装置的热解反应系统的上下两端的热解反应器通过串联组成二段床热解反应器，连接处通过卡箍连接并密封，中心导气管被外部加热器紧紧包覆，填料管悬挂在中心导气管的内部，并且填料管与中心导气管之间均有一定的间隙保证气体的正常流通。中心导气管两端均设有通气管，通过连接不同通气管以控制气体进出方向。热解气体产物经过一、二、三、第四产物回收瓶和集气仓回收，通过气相色谱分析仪分析气体成分。所述热解方法能够实现碳氢原料的二段床热解反应器热解，得到高品质的热解产物。本装置能够实现一段床热解或二段床热解，针对不同的热解物质调整热解条件，具有全面，灵活，快速加热的优点。

技术领域

本发明涉及含能材料热解设备技术领域，尤其是一种碳氢原料热解装置与热解方法。

背景技术

全世界的能源需求问题一直没有得到很好的解决，以煤为例的传统化石能源已经日趋紧张，我国富煤，但是由于煤的品质差异较大导致其能源利用率较低，热解煤是一种具有光明前景的能源获取手段，煤通过热解可以产生具有热值的气体产物、液体产物和半焦，但传统的热解技术所得产物杂质含量高，因此通过煤热解来获取热解气，焦油和半焦的研究具有重要的现实意义。

生物质能是世界上的第三大能源，我国是一个农业大国，生物质能的储量巨大，现在我国的农业废弃物等生物质能被直接焚烧，因此在我国每年有大量的生物质能被浪费，热解生物质也是一个具有前途的获取生物质能的手段，生物质热解同样可以产生大量的可燃气，生物油和生物炭。

我国机动车、航天航空设备以及军工设备等装置都会产生大量废机油(润滑油)，废机油的有机物含量高，成分复杂，如果直接排放到环境中会对环境产生巨大的伤害，但是废机油同样具有热值，热解手段既可以无害化处理废机油，同样也能产生可燃气以及焦油等能源物质，因此对废机油热解装置的研发也具有较大的现实意义。

尽管煤、生物质以及废机油的热解已经有了部分研究，但是热解产物的品质却不是很理想，直接作为代替燃料还需要做更多努力，传统的热解装置多为一段式固定床，用来热解煤或生物质都有一定的局限性，因此开发一种全新的热解装置获取高品质燃料具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳氢原料热解装置与热解方法，此装置可以实现一段床或两端床、上行床或下行床的灵活使用，不但能热解固体含能原料，还能热解液体含能原料。作为两段床使用时将一个热解反应器填充热解原料，一个热解反应器填充催化剂，还能实现催化热解，也避免了催化剂与热解原料直接混合而导致催化剂快速失活的问题，基于本发明的热解方法可以获得高品质的热解产物。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种碳氢原料热解装置，包括供气系统、热解反应系统以及产物回收系统，三个系统串联连接构成两段床热解装置。

所述供气系统包括气瓶、减压阀、气体流量计、空气预热炉、第一单向阀、压力表以及连接盖，所述气瓶通过导气管与减压阀连接，减压阀通过导气管与气体流量计连接，然后导气管穿过空气预热炉与第一单向阀连接，所述导气管的末端焊接有连接盖。

所述热解反应系统由上端热解反应器与下端热解反应器串联构成，连接方式通过第一中心导气管底端的第一小连接圈和第二中心导气管顶端的第二小连接圈连接，再用卡箍将二者固定且密封，实现了上下热解反应器的串联，所述上端热解反应器包括第一外部加热器、第一温度控制器、第一中心导气管、进气筒、大连接圈、第一小连接圈和第一填料管，所述第一外部加热器为电热式加热器，处于上端热解反应器的最外层，所述第一中心导气管被第一外部加热器所包覆，处于中间层；第一填料管处于上端热解反应器的最里层，所述大连接圈与进气筒的大端焊接，进气筒的小端与第一中心导气管的顶端焊接，所述第一小连接圈焊接在第一中心导气管的底端，所述第一温度控制器与第一外部加热器连接，