[发明专利]低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法

摘要

本发明公开了一种低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法，属于能源化工领域。该联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，该粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与煤样热解反应装置连接，其中，该联合装置还包括煤样筛分催化装置，该煤样筛分催化装置与煤样热解反应装置的入口连接，且煤样筛分催化装置包括壳体和设置在该壳体内的双层振动筛分装置，双层振动筛分装置通过双层筛分低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。本发明提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法能够在煤样筛分后的振动过程中均匀喷洒催化剂在煤颗粒上，同时通过助剂渗透作用实现了最大量获取焦油、热解气体和半焦产品。 1

主权项

1.一种低阶煤催化解聚的联合装置，所述联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，所述粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与所述煤样热解反应装置连接，其特征在于，

所述联合装置还包括煤样筛分催化装置，所述煤样筛分催化装置与所述煤样热解反应装置的入口连接，且所述煤样筛分催化装置包括壳体和设置在所述壳体内的双层振动筛分装置，所述双层振动筛分装置通过双层筛分所述低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒，

所述双层振动筛分装置包括第一振动筛网和设置在所述第一振动筛网下方的第二振动筛网，所述第一振动筛网和第二振动筛网沿所述壳体的纵长方向设置，且所述第一振动筛网的筛网孔径大于第二振动筛网的筛网孔径，借助于第一振动筛和第二振动筛使得煤样在振动器的振动力和物料的自重力的联合作用下，跳跃式地向前做直线运动。

2.根据权利要求1所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

在使用时，低阶煤煤样依次通过第一和第二振动筛网振动筛分，且通过所述第二振动筛网振动筛分获得的煤样为所述符合催化热解反应的煤样颗粒，

在所述煤样筛分催化装置上设置有第一煤样出口和第二煤样出口，通过所述第一煤样出口将在煤样筛分催化装置的末端收集的第一振动筛网上的煤样颗粒和落于壳体的底板上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置，通过所述第二煤样出口将在所述第二振动筛网的末端收集的且位于第二振动筛网上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置。

3.根据权利要求2所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述煤样筛分催化装置还包括催化喷淋装置，所述催化喷淋装置包括外壳、至少一个喷淋器、振动板和催化剂储罐，所述至少一个喷淋器中所有的喷淋器和振动板均设置在所述外壳内，所述所有的喷淋器均设置在所述振动板的上方，且所述所有的喷淋器均与所述催化剂储罐连接，

所述催化喷淋装置与所述双层振动筛分装置间隔设置且位于所述双层振动筛分装置末端处，喷淋的催化剂溶液量与煤样的质量比例设置在0.1～10wt％的范围内，所述喷淋的催化剂为水型低阶煤催化解聚增油催化剂，在使用时，所述催化剂均匀地喷淋在所述振动板上的已经筛分好的煤样上。

4.根据权利要求3所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

经过所述催化剂喷淋且静置后的煤样输送到所述煤样热解反应装置的入口中，所述煤样热解反应装置包括内壳、外壳和螺旋推进装置，所述内壳设置在外壳内，所述螺旋推进装置设置在所述内壳的内腔中；

在所述内壳顶部还设置有用于导出所述内壳内的煤样经过热解反应获得的气体和焦油的多个导出通道，所述多个导出通道的一端均与所述内壳的内腔连通，所述多个导出通道的另一端经由沿所述内壳的纵长方向布置的汇流通道与所述粗煤气冷却分离装置连通，所述多个导出通道中的每一个导出通道均沿垂直于所述内壳的纵长方向的方向设置，所述内壳与外壳之间彼此围绕形成环形腔，所述环形腔用于向所述内壳的内腔内的煤样提供热量。

5.根据权利要求4所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述螺旋推进装置的第一端与远离所述煤样热解反应装置的入口一端固定连接，所述螺旋推进装置与第一端相对的第二端沿所述内壳的纵长方向延伸至所述外壳且与所述外壳磁力密封；

螺旋推进装置的第二端上套设有循环水冷却装置，且所述螺旋推进装置的第二端通过齿轮与电机连接，在所述煤样热解反应装置的靠近所述循环水冷却装置的一端上还设置有至少一个煤斗，相应地在所述煤样热解反应装置的远离所述循环水冷却装置的另一端上设置有半焦出口，所述至少一个煤斗中的所有的煤斗均为所述煤样热解反应装置的入口，所述半焦出口与所述半焦冷却收集装置的入口连接；

在所述煤斗的连接所述内壳的内腔的一端上设置有星型给料器，且在所述煤样热解反应装置的下方设置有用于调节所述煤样热解反应装置的角度的调节支撑架，所述螺旋推进装置为具有中心螺杆轴的螺旋或者无轴螺旋叶片，所述具有中心螺杆轴的螺旋的螺旋推进装置还连接有加热装置。

6.根据权利要求4所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述粗煤气冷却分离装置包括依次连接的旋风分离器、一级焦油冷凝器、二级焦油冷凝器、气体净化器和气体储柜，所述旋风分离器的一端与所述汇流通道连接，且所述旋风分离器的另一端与一级焦油冷凝器的一端连接，所述一级焦油冷凝器和二级焦油冷凝器的下方均连接有焦油收集器，在所述气体净化器与所述二级焦油冷凝器之间还设置有抽气泵；

在所述旋风分离器的下方连接有细粉收集器，且所述焦油收集器为水洗焦油收集器、焦油洗脱收集器或者电捕焦油收集器。

7.根据权利要求5或6所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述半焦冷却收集装置包括彼此连接的至少一个一级半焦收集器和二级半焦收集器，所述至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器的入口均与所述煤样热解反应装置的半焦出口连接，所述所有的一级半焦收集器的出口均与所述二级半焦收集器连接，

在所述一级半焦收集器的入口和出口均设置有耐高温阀门，在所述所有的一级半焦收集器和二级半角收集器上均设置有惰性气体输入口，所述惰性气体输入口与惰性气体吹扫系统连接。

8.一种使用权利要求1‑7中任一项所述的低阶煤催化解聚的联合装置的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将磨碎的煤样输送入所述煤样筛分催化装置中并通过所述双层振动筛分装置进行筛分获得符合催化热解反应的煤样颗粒；

(2)将所述煤样颗粒通过催化喷淋装置喷洒一定负载量的催化剂，之后通过振动板输送入储煤罐中静置预定时间备用；

(3)将静置后的煤样输送入煤样热解反应装置进行热解反应并生成气体、焦油和细颗粒粉尘，同时煤样形成半焦，所述气体、焦油和细颗粒粉尘进入所述粗煤气冷却分离装置中，所述半焦通过螺旋推进装置推入半焦冷却收集装置中；

(4)所述气体、焦油和细颗粒粉尘在进入粗煤气冷却分离装置之后进行分离，且所述气体和焦油进入一级焦油冷凝器和二级焦油冷凝器进行冷凝形成焦油和煤气，所述煤气通过气体净化器净化并进入气柜中，所述细颗粒粉尘通过细粉收集器收集；

(5)半焦通过至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器收集，之后落入二级半焦收集器中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

在步骤(4)中，对所述气体、焦油和细颗粒粉尘的分离为将含有气体、焦油和细颗粒粉尘的混合物通入喷洒为雾状的水中进行冷却脱除焦油和煤粉颗粒；

或者通过旋风分离器先除去所述混合物中的大部分固体颗粒，之后通过水冷、液相轻质焦油冷却、冷氨水冷却或者电捕焦油方式进行气体和焦油分离。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述二级半焦收集器通过循环水冷方式或者冷淬、直接将半焦落入水中的方式实现半焦冷却。