[发明专利]一种以焦炉煤气为原料经催化重整提高焦油产率的装置及方法

权利要求书

1.一种以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：包括焦炉、气固分离器、冷凝器、油水分离器、外热式水蒸气气化装置、气体混合器；焦炉内部为炭化室，炭化室为圆柱结构，炭化室外侧为环形的燃烧室，炭化室内设有催化重整反应装置，该催化重整反应装置由竖直空心管和空心圆盘组成，炭化室中心设有能旋转的竖直空心管，竖直空心管内部为催化剂层，在竖直空心管内发生催化重整反应；竖直空心管外壁套有平行设置的空心圆盘，空心圆盘为环形板结构，环形板上均匀设有孔，空心圆盘的内侧为敞开式，竖直空心管与空心圆盘接触处相通；炭化室外连接集气管，集气管连接气固分离器，气固分离器另一端与冷凝器连接，冷凝器上部出口与气体混合器相连接，冷凝器下部出口依次连接油水分离器和外热式水蒸气气化装置，气化装置底部与气体混合器相连接；从燃烧室顶部排出的废气部分与气体混合器相连接，气体混合器与炭化室内的竖直空心管底部相连接。

2.根据权利要求1所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：所述空心圆盘为上下平行设置，且空心圆盘的外径从上到下依次增大。

3.根据权利要求1所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：所述催化重整反应装置的竖直空心管直径与炭化室的直径比为0.02-0.1：1，空心圆盘的外径为100~200cm，空心圆盘的个数根据实际空心管的高度定。

4.根据权利要求1所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：空心圆盘均匀分布在竖直空心管外侧，间距为50-100cm；空心圆盘外径为100-2000厘米。

5.根据权利要求1所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：空心圆盘上设有均匀的孔，其孔径为2-3mm，两孔之间等间距，间隔为5-10cm。

6.根据权利要求1所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：所述竖直空心管与空心圆盘内侧焊接在一起。

7.一种以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的方法，采用权利要求1～6任一项所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的装置，其特征在于：

将焦炉煤气与燃烧室燃烧生成的二氧化碳以及水蒸气作为反应气，通入到催化剂层，通过催化剂催化重整后，对煤进行热解，煤热解的反应条件为：温度为500～1100℃，恒温5-12小时，催化剂与煤样质量比为1：100-500，压力为0.1～3MPa；

所述催化剂为Ni/MgO。

8.根据权利要求7所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：

（1）热解生成的产物随气体带出焦炉，然后通过气固分离器分离出气体和半焦/焦，再通过冷凝器分离出油水混合物和焦炉煤气，然后通过油水分离器分离出焦油和水，将水通过外热式水蒸气气化装置气化为水蒸气，然后通入到气体混合器；

（2）热解生成的产物随气体带出焦炉，然后通过气固分离器分离出气体和半焦/焦，再通过冷凝器分离出油水混合物和焦炉煤气，然后焦炉煤气通入到气体混合器；

（3）焦炉燃烧室产生的二氧化碳通入气体混合器；

（4）水蒸气、焦炉煤气和二氧化碳三种气体经气体混合器充分混合后通入到催化重整反应装置中。

9.根据权利要求8所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：热解所用的煤为粉煤或块煤。

10.根据权利要求8所述的以焦炉煤气为原料经催化重整获得的气体为反应气氛提高煤热解焦油产率的方法，其特征在于：反应过程中，竖直空心管与空心圆盘的转动速率为30-60转/小时。