[发明专利]分段催化式煤低温热解装置

说明书

技术领域

本发明属于煤加热裂解技术领域，具体是涉及一种分段催化式煤低温热解装置。

背景技术

热解是指物质受热发生分解的反应过程，许多无机物质和有机物质被加热到一定程度时都会发生分解反应。煤加热裂解是煤化工的重要过程之一，是指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。

按加热终温的不同，煤热解可分为三种类型：900～1100℃为高温热解，700～900℃为中温热解，而500～600℃则称为低温热解。目前，煤低温热解一般采用固体热载体内热式的方法，其适用的装置一般包括给料器、反应器、除尘器和分离塔等几个部分。该方法首先是将初步预热的小块原料煤同催化剂在给料器内混合。然后，从给料器出来的煤块和催化剂进入反应器内，并且在500～600℃环境下进行气固分离，得到半焦和挥发物。该挥发物占煤块质量的分数称为挥发份产率或简称为挥发份。半焦重新送入反应器进行热解反应，以得到更高的油气转化率。挥发物在催化剂的作用下发生裂解，然后要经过除尘器进行除尘的处理，最终回收得到油类和煤气。最后，将回收到的油类送入分离塔中，在100～600℃范围内的不同温度下进行分离处理，最终分别得到汽油、柴油等多种产物。

目前，煤低温热解所采用的给料器和反应器中，其分别设有物料推送装置，于是物料（原料煤块和催化剂）可以由给料器推送到反应器中。这种物料推送装置可以为螺旋推送带。在进行了热解反应后，物料再由反应器的出料口排出。现有技术中的上述技术方案存在的技术问题是：反应器中煤块因受热而气固分离，生成的挥发物脱离煤层上升至反应器中的上部空间。挥发物不能与掺混在原料煤块中的催化剂充分的接触，进而导致目前的煤低温热解装置中不能进行高效的热解反应。

发明内容

为了解决现有煤低温热解装置热解效率低下的问题，本发明提供一种具有可以进行高效热解反应的，分段催化式煤低温热解装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

分段催化式煤低温热解装置，包括：催化剂喷送器，给料器和反应器；

所述给料器与反应器相连，用来向所述反应器提供原料煤块；所述反应器用来对原料煤块进行热解处理；

所述催化剂喷送器包括连通至所述反应器内部的催化剂喷管。

在上述技术方案中，所述催化剂喷管在所述反应器内部设有多个催化剂喷出口；多个所述催化剂喷出口中：

第一催化剂喷出口设置在所述反应器中温度不低于550℃的区域；

第二催化剂喷出口设置在所述反应器中温度在高于350℃且低于550℃的区域；

第三催化剂喷出口设置在所述反应器中温度不高于350℃的区域。

在上述技术方案中，所述第一催化剂喷出口的催化剂喷出速度为所述第二催化剂喷出口的5-15倍；所述第二催化剂喷出口的催化剂喷出速度为所述第三催化剂喷出口的5-15倍。

在上述技术方案中，所述第一催化剂喷出口的催化剂喷出速度为所述第二催化剂喷出口的10倍；所述第二催化剂喷出口的催化剂喷出速度为所述第三催化剂喷出口的10倍。

在上述技术方案中，所述催化剂喷送器还包括：催化剂储罐，催化剂暂存室和喷吹装置；所述催化剂储罐下端与所述催化剂暂存室相连；所述催化剂暂存室与所述催化剂喷管相连；

所述喷吹装置用来将落入到所述催化剂暂存室中的催化剂，通过所述催化剂喷管吹入到所述反应器中。

在上述技术方案中，所述催化剂储罐通过设置在下端的催化剂计量器与所述催化剂暂存室相连，所述催化剂计量器用来控制所述催化剂储罐的催化剂流出速度。

本发明的有益效果是：

本发明的分段催化式煤低温热解装置，在反应器中设有催化剂喷出口，使得挥发物可以与喷射出来的催化剂充分混合、接触，可以加快煤的热解。

本发明的分段催化式煤低温热解装置，催化剂喷管设有多个催化剂喷出口。每个催化剂喷出口喷出催化剂的速度与该催化剂喷出口在反应器中所处区域的温度相关，高温区域的催化剂喷出口喷出催化剂的速度快，而低温区域的催化剂喷出口喷出催化剂的速度慢。从而，可以提高催化剂在反应器中的利用率。

附图说明

图1是本发明的分段催化式煤低温热解装置一种具体实施方式的结构示意图。

图2是图1所示的煤低温热解装置中反应器部分的局部放大结构示意图。

图中的附图标记表示为：