[发明专利]快速热解反应器

说明书

本发明提出了快速热解反应器，包括：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述快速热解反应器内部沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述搅拌轴可旋转地从半焦出口伸入到反应器内部。利用快速热解反应器可以显著提高热解效率，提高热解油产率。

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种快速热解反应器。

背景技术

天然气由于其清洁环保性能，是一种非常宝贵的资源，我国的能源结构特点是“多煤、缺油、少气”，因此化石燃料制油和制气是解决我国能源问题的出路。煤制气工艺流程复杂、投资规模较大，且水资源耗费量大，成为制约煤制气发展的瓶颈。煤低温干馏，产品可综合利用(油、气、半焦)，既能提高附加值，增加经济效益，又可以减少燃煤造成的环境污染，被认为是煤炭高效清洁利用有效的途径。现有的用于工业生产的煤炭热解工艺主要有我国的三江方炉、大工的固体热载体干馏工艺和多段回转炉热解工艺，国外的伍德炉、鲁奇三段炉、考伯斯炉以及LFC干馏技术等。一些炉型的油收率较低，而且以气体为加热载体，造成冷凝回收系统庞大，热解干馏气被冲稀，气体热值低，难以进一步综合利用等问题；一些固体热载体的热解炉型，则存在原料与热载体混合，以及热载体再加热返混等工序，工艺较为复杂、设备较多,制造成本和运行费用高昂。此外，现有的工业热解工艺中均以制取大量焦油为目的，热解气产量较少，或者热解气被后续循环工艺所燃烧利用，更有甚者对煤的热解制气和制油程度都不够。

因此，现有的热解技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种快速热解反应器。该快速热解反应器能够实现小颗粒物料的热解制油和气，有效抑制油气的二次反应。反应器中采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺，具有重要的社会效益、经济效益和环境效益。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种快速热解反应器，根据本发明的实施方案，该反应器包括：

蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述快速热解反应器内部沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；

搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述搅拌轴可旋转地从半焦出口伸入到反应器内部。

由此，根据本发明实施方案的快速热解反应器采取蓄热式辐射管下行床工艺能够快速加热30mm以下(例如1-10mm，优选1-5mm，更优选1-3mm)的物料，温度分布均匀，热效率高，无热载体供热方式，反应系统结构简单，操作方便。反应器中设有搅拌装置，可有效的松动物料，使产生的油气尽快排出，减少二次裂解，提高油收率。

在本发明的一个实施方案中，多个所述搅拌杆垂直于所述搅拌轴，并且沿所述搅拌轴的长度间隔分布。由此，可以进一步提高热解油的收率。

在本发明的一个实施方案中，所述搅拌杆在所述搅拌轴的同一横截面上的相邻投影呈一定角度。由此，可以进一步提高热解油的收率。

在本发明的一个实施方案中，所述搅拌杆介于所述蓄热式辐射管的层间。多个所述搅拌杆的投影在所述搅拌轴的周向上均匀地间隔开分布。由此，可以进一步提高热解油的收率。

在本发明的一个实施方案中，所述角度为0～90度，不含端值。由此，可以进一步提高热解油的收率。

在本发明的一个实施方案中，所述角度30～90度，不含90度。可以进一步提高热解油的收率。

在本发明的一个实施方案中，所述快速热解反应器进一步包括：螺旋进料机和螺旋出料机，所述螺旋进料机与所述物料入口相连，所述螺旋出料机设置在所述快速热解反应器的下方且与所述半焦出口相连。