[发明专利]热解气化反应器

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种热解气化反应器。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，我国的能源结构决定了我国在今后很长一段时间内主要依靠煤炭资源。然而，以我国煤炭年产量来计算，低阶煤占据49％，按照年消费量计算，低阶煤占据52.6％，我国90％以上的低阶煤用作发电、工业锅炉和民用燃料直接燃烧，由此引发一系列严重的生态和环境污染问题，且白白浪费了低阶煤中蕴藏的油、气和化学品资源。

目前市场上已有的低阶煤的气化技术，但是产生的气体热值较低，一般为1250kcal/Nm³左右，该燃气的用途受限；而热解技术中，热解得到的高温半焦无法直接利用，热送设备成本较高且存在一定的技术难点，冷却后使用则又造成热半焦显热的大量损失，能量利用率较低。

因此，低阶煤的高效利用亟待解决。

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热解气化反应器，该热解气化反应器可以实现低阶煤的热解得到高温半焦的直接气化，从而可以无需增加高温物料的运输设备，同时避免了运输过程中热量的散失。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种热解气化反应器。根据本发明的实施例，所述反应器包括：

锥形分隔器，所述锥形分隔器位于所述热解气化反应器内，且将所述热解气化反应器内分隔为自上而下的热解段和气化段，并且所述锥形分隔器的下端具有开口；

辐射管，所述辐射管布置于所述热解段；

低阶煤入口，所述低阶煤入口位于所述热解段的上部；

蒸汽布料器，所述蒸汽布料器位于所述热解段，并且位于所述低阶煤入口下方；

热解燃气出口，所述热解燃气出口位于所述热解段；

出焦控制装置，所述出焦控制装置位于所述气化段，且分别与所述开口和所述气化段连通；

气化剂喷嘴，所述气化剂喷嘴位于所述气化段；

气化燃气出口，所述气化燃气出口布置在所述气化段；

气化灰渣出口，所述气化灰渣出口位于所述气化段。

根据本发明实施例的热解气化反应器通过设置锥形分隔器将热解气化反应器内分隔为自上而下的热解段和气化段，使得低阶煤先在热解段内辐射管的作用下发生热解反应，得到热解燃气和热解半焦，得到的热解半焦经锥形分隔器下端的开口直接进入气化段与气化剂接触发生气化反应，得到气化燃气。由此，采用该热解气化反应器可以实现低阶煤的充分热解气化；此外，得到高温半焦的直接气化，从而可以无需增加高温物料的运输设备，同时避免了运输过程中热量的散失，另外采用该反应器产气量和能源利用率高。

另外，根据本发明上述实施例的热解气化反应器还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述锥形分隔器的侧壁与所述热解气化反应器的径向平面呈45～75度角。由此，使得热解段产生的高温半焦直接热送至气化段，从而无需增加高温物料的运输设备。

在本发明的一些实施例中，所述蒸汽分布器包括蒸汽喷管和风帽，所述蒸汽喷管从所述热解段的侧壁插入所述热解段内，并且所述蒸汽喷管上位于所述热解段内的一端与所述风帽相连，所述风帽侧壁上布置有多个交错分布的气孔，所述风帽位于所述低阶煤入口的正下方。由此，可以显著提高低阶煤的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述气孔的直径为6～16毫米。由此，可以进一步提高低阶煤的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述气孔的孔道与所述热解气化反应器的轴向呈0～45度角。由此，可以进一步提高低阶煤的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述热解气化反应器包括多个所述蓄热式辐射管，所述多个蓄热式辐射管在所述热解段交错分布。由此，可以进一步提高低阶煤的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述出焦控制装置包括：电机、传动螺杆和星型给料阀，所述传动螺杆从所述气化段的侧壁插入所述气化段内且贯穿所述气化段的另一端侧壁，位于所述气化段外的传动螺杆的一端与电机相连，位于所述气化段内的所述传动螺杆部分与所述星型给料阀相连，所述星型给料阀的入口端与所述开口相连，所述星型给料阀的出口端与所述气化段连通。由此，可以实现热解气与气化的相互隔断，增加了各系统的稳定性，同时避免气化燃气串入热解段中而降低热解燃气热值。

在本发明的一些实施例中，所述热解气化反应器包括多个所述气化剂喷嘴，所述多个气化剂喷嘴位于所述气化段侧壁的底端。由此，可以显著提高高温半焦的气化效率。