[发明专利]一种三段式煤粉和生物质热解处理系统

说明书

技术领域

本发明属于化工中的有机原料的热解处理，具体涉及一种三段式煤粉和生物质热解处理系统。

背景技术

我国煤炭资源和生物质资源都非常丰富，煤炭中的低阶煤如长焰煤和褐煤是生物质经过很多年后转化过来的初级煤炭，因此生物质和低阶煤从结构上看有许多相似点。煤炭和生物质热解技术可以把原料中的有机物充分提取出来，变成宝贵的油气。目前针对两种原料都开发出来很多反应系统，也有研究机构重点研究两种原料掺混进行热解，来发挥两种原料的协同作用。但生物质原料硫含量低，而煤中硫含量普遍高，两种原料掺混再进行热解处理得到的产品后续利用时带来很多问题，没有发挥生物质这种洁净可再生能源的优势。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，结合煤粉热解和生物质热解的特点，开发出一种三段式煤粉和生物质热解处理系统，采取单个反应工艺，非常简单方便的实现了对煤粉和生物质的综合处理，充分提取了煤炭资源中的燃气资源和生物质资源中的清洁环保的生物油资源，实现系统有机结合，并发挥不同原料的热解优势，同时对热解过程中产物的热量进行充分回收，提高系统热效率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种三段式煤粉和生物质热解反应系统，包括：烘干提升管装置、原料斗、热解反应器、余热回收装置、油洗激冷塔装置和储气罐，其中：

所述热解反应器自上而下依次分为高温热解段、中低温热解段和余热回收段，其中，所述高温热解段设有收料装置和多层加热装置，其中，所述收料装置设置于所述多层加热装置的下方，用于收集热解产生的高温半焦；在所述中低温热解段设有多层错位布置的布料锥，每层所述布料锥为多个；所述余热回收段设有换热装置；

所述烘干提升管装置分别将褐煤、生物质分别送至所述原料斗，通过所述原料斗将褐煤、生物质分别进入所述高温热解段和中低温热解段；

所述余热回收装置与所述储气罐连接，所述油洗激冷塔装置分别与所述中低温热解段及加热装置连接；所述余热回收装置将所述高温热解段产生的热解气送至所述储气罐；所述油洗激冷塔利用循环油泵实现油的循环，并在循环油泵出口设置换热器对激冷塔产生的热量进行换热。

进一步的，所述热解反应器包括炉体，所述炉体包括：上段热解气出口和下段热解气出口，所述炉体的内腔从上到下依次分为上段高温热解区、中段中低温热解段和下段余热回收段，所述上段高温热解区、中段中低温热解段和下段余热回收段的竖直长度的比例范围为3:2:1-5:3:1。

进一步的，所述炉体还包括：第一进料口和冷焦出料口，所述第一进料口设置于所述炉体的顶部，所述上段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述高温热解段的下侧，所述下段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述中低温热解段的下侧，所述冷焦出料口设置于所述炉体的底部。

进一步的，所述三段式煤粉和生物质热解反应系统还包括焦仓，所述焦仓与所述冷焦出料口连接。

进一步的，所述加热装置包括燃气进口、空气进口和烟气出口，所述换热装置包括热空气出口和冷空气进口，其中，所述换热装置的热空气出口与所述加热装置的空气进口相连，将换热后的冷却介质作为助燃气返送入所述加热装置。

进一步的，所述收料装置为锥形料斗，其底部设有混料出口，侧部设有贯穿所述炉体的第二进料口，生物质物料通过所述第二进料口进入所述锥形料斗与所述高温半焦混合，下落至所述布料锥上进行充分混合接触热解，得到混合半焦，所述混合半焦进入所述余热回收段。

进一步的，所述烘干提升管装置包括生物质烘干提升管、褐煤烘干提升管，所述原料斗包括生物质原料斗、褐煤原料斗，所述烟气出口与所述褐煤烘干提升管、褐煤原料斗依次顺序连接；所述褐煤原料斗与所述第一进料口连接；所述生物质原料斗一端与所述第二进料口连接，另一端与所述生物质烘干提升管连接，所述生物质烘干提升管与所述褐煤烘干提升管连接，烟气烘干褐煤后再从所述褐煤烘干提升管进入生物质烘干提升管对生物质进行烘干。

进一步的，所述加热装置的层数为10-30层，每层所述加热装置包括多个加热装置；所述加热装置为蓄热式辐射管, 在所述加热装置中产生1000℃以上的烟气。

进一步的，所述布料锥的层数为8-20层，每相邻两层的间距为100-400mm，每层中相邻两个布料锥的间距为50-300mm；所述布料锥的为棱长为50-200mm的正三棱锥。