本發(fā)明涉及煤、生物質(zhì)生產(chǎn)熱解氣、焦油與熱電領(lǐng)域，特別涉及一種利用固體熱載體的熱解反應(yīng)器及連續(xù)熱解方法。

背景技術(shù)：

利用固體熱載體的顯熱將煤、生物質(zhì)熱解的工藝是一種重要的能源轉(zhuǎn)化方法，具有傳熱速度快，熱效率高，受熱均勻的優(yōu)勢(shì)。

隨著循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展，利用鍋爐循環(huán)熱灰進(jìn)行熱解的工藝受到重視，循環(huán)流化床鍋爐的熱灰作為熱載體將煤進(jìn)行熱解，析出熱解氣和焦油，熱解半焦和循環(huán)灰返回循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃燒用于發(fā)電和供熱，實(shí)現(xiàn)油氣、熱電的生產(chǎn)。在實(shí)際過(guò)程中熱解氣將細(xì)灰從反應(yīng)器帶出的現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致焦油含塵率高，后續(xù)處理困難，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞熱解氣體輸出系統(tǒng)的管路，使得系統(tǒng)無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。迄今為止，如何將熱解煤氣中攜帶的小粒度固體熱載體分離出來(lái)未得到很好的解決，如采用旋風(fēng)分離器、表面過(guò)濾器、靜電除塵器，都未從根本上解決油中帶灰的問(wèn)題。此外，煤氣中焦油冷凝析出后，極易黏結(jié)在換熱管壁上，短期內(nèi)就會(huì)降低換熱效果和發(fā)生堵塞，將會(huì)直接影響系統(tǒng)運(yùn)行。

傳統(tǒng)工藝存在如下問(wèn)題：

1)熱解氣體中含塵量大(視熱解工藝而定)，冷卻后與焦油黏附在一起，易堵塞管路并增加焦油處理難道。

2)流化床熱解反應(yīng)器中流化氣體混入熱解氣中，降低了熱解氣熱值，增加了氣體后續(xù)處理量。

公開號(hào)為CN101818071A的專利文獻(xiàn)公開了一種煤熱解反應(yīng)器，其熱解器內(nèi)設(shè)置了用于導(dǎo)入高溫顆粒介質(zhì)的管路結(jié)構(gòu)，煤由原料管導(dǎo)入熱解反應(yīng)器，經(jīng)管路結(jié)構(gòu)預(yù)熱后，在管路結(jié)構(gòu)的出口與高溫介質(zhì)混合，該方式使得煤中的揮發(fā)分極易在預(yù)熱過(guò)程析出中黏附在設(shè)備上造成管路堵塞，且熱解反應(yīng)器內(nèi)管路系統(tǒng)復(fù)雜，給運(yùn)行和檢修工作帶來(lái)難度。

公開號(hào)為CN103031135A的專利文獻(xiàn)公開了一種流化床分級(jí)煤熱解反應(yīng)器和煤熱解方法，其利用循環(huán)灰進(jìn)行煤熱解，熱解室包括低溫?zé)峤馐液透邷責(zé)峤馐遥瑢?shí)現(xiàn)低溫?zé)峤饷簹庵休p質(zhì)焦油的二次熱解，增加了氣體產(chǎn)量，該方式熱解反應(yīng)器采用流化床，反應(yīng)器內(nèi)氣體流速比移動(dòng)床等熱解反應(yīng)器流速大，流化床反應(yīng)器內(nèi)氣體含塵量高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低熱解產(chǎn)品中的含塵量，提高設(shè)備連續(xù)運(yùn)行能力的利用固體熱載體的熱解反應(yīng)器及連續(xù)熱解方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的熱解反應(yīng)器包括與循環(huán)流化床鍋爐相連的反料裝置，一部分循環(huán)熱灰經(jīng)反料裝置返回循環(huán)流化床鍋爐的爐膛，另一部分循環(huán)熱灰經(jīng)反料裝置與傾斜設(shè)置的熱解反應(yīng)器的熱載體進(jìn)管相連，在熱載體進(jìn)管上端的熱解反應(yīng)器上設(shè)置有物料進(jìn)管，在熱解反應(yīng)器內(nèi)位于物料進(jìn)管和熱載體進(jìn)管之間設(shè)置有篩板，熱解反應(yīng)器內(nèi)位于熱載體進(jìn)管下端依次設(shè)置有隔離板和旋風(fēng)分離器，熱解反應(yīng)器的底部還設(shè)置有與循環(huán)流化床鍋爐的爐膛相連的出料管。

所述的熱解反應(yīng)器上還開設(shè)有若干個(gè)通過(guò)氣量控制閥與氣源相連的松動(dòng)裝置。

所述的熱解反應(yīng)器內(nèi)的物料和熱載體混合的料層厚度高于隔離板下沿。

所述的出料管上還安裝有控制料層厚度的出料控制閥。

所述的熱解反應(yīng)器內(nèi)位于旋風(fēng)分離器的下端還安裝有與鍋爐汽水系統(tǒng)的低溫汽水相連的換熱器。

所述的熱解反應(yīng)器的傾斜角為30～60°。

所述的篩板采用耐熱鋼或澆注料制成。

一種利用固體熱載體的熱解反應(yīng)器的連續(xù)熱解方法，包括以下步驟：

1)物料由物料進(jìn)管給入熱解反應(yīng)器，部分物料掉入篩板，其余下落到熱解反應(yīng)器底層；

2)固體熱載體即600～1000℃的循環(huán)熱灰由熱載體進(jìn)管給入熱解反應(yīng)器，下落過(guò)程中與通過(guò)篩板的物料混合傳熱，落入熱解反應(yīng)器底部，混合物料在500～900℃條件下發(fā)生熱解反應(yīng)，混合物料填充了熱解反應(yīng)器底層，料層厚度高于隔離板下沿，從而阻隔了物料下落過(guò)程中帶起的揚(yáng)塵；

3)熱解反應(yīng)器傾斜設(shè)置混合物料在自身重力和底層松動(dòng)裝置的作用下，向出料口移動(dòng)，熱解后的物料和熱載體由出料管排出熱解反應(yīng)器，熱解反應(yīng)器內(nèi)物料量由出料控制閥調(diào)節(jié)；

4)熱解產(chǎn)生的溫度高于500℃的熱解氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離下來(lái)的細(xì)粉返回底部物料中，分離的氣體排出熱解反應(yīng)器。

所述的換熱器入口端與鍋爐汽水系統(tǒng)的低溫汽水相連，換熱器吸收循環(huán)灰和熱解氣體的熱量，產(chǎn)生的高溫汽水接入循環(huán)流化床鍋爐的汽水系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果：

1)本發(fā)明利用篩板實(shí)現(xiàn)物料和熱載體的混合。

2)本發(fā)明利用隔離板阻隔物料下落區(qū)域和氣體上升區(qū)域，減少了熱解氣體攜帶的揚(yáng)塵含量。

3)本發(fā)明利用熱解反應(yīng)器自身傾角實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出料，防止物料的堆積和滯留。

4)本發(fā)明利用熱解反應(yīng)器內(nèi)部的旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣體凈化，避免了焦油的低溫析出，從而保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明耦合循環(huán)流化床鍋爐的示意圖。

圖2是本發(fā)明內(nèi)部帶有換熱器的示意圖

其中：1-熱載體進(jìn)管，2-物料進(jìn)管，3-篩板，4-隔離板，5-旋風(fēng)分離器，6-熱解反應(yīng)器，7-出料控制閥，8-出料管，9-松動(dòng)裝置，10-氣量控制閥，11-循環(huán)流化床鍋爐，12-返料裝置，13-煤倉(cāng)，14-換熱器。

實(shí)施例1：參見圖1，本發(fā)明包括與循環(huán)流化床鍋爐11相連的反料裝置12，一部分循環(huán)熱灰經(jīng)反料裝置12返回循環(huán)流化床鍋爐11的爐膛，另一部分循環(huán)熱灰經(jīng)反料裝置12與傾斜角為30～60°的熱解反應(yīng)器6的熱載體進(jìn)管1相連，在熱載體進(jìn)管1上端的熱解反應(yīng)器6上設(shè)置有與煤倉(cāng)13相連的物料進(jìn)管2，在熱解反應(yīng)器6內(nèi)位于物料進(jìn)管2和熱載體進(jìn)管1之間設(shè)置有采用耐熱鋼或澆注料制成的篩板3，熱解反應(yīng)器6內(nèi)位于熱載體進(jìn)管1下端依次設(shè)置有隔離板4和旋風(fēng)分離器5，熱解反應(yīng)器6內(nèi)的物料和熱載體混合的料層厚度高于隔離板4下沿，阻隔物料和熱載體下落中帶起的揚(yáng)塵進(jìn)入熱解氣體上升區(qū)域，從而在源頭上降低熱解產(chǎn)品的含塵量；熱解反應(yīng)器6的底部還設(shè)置有與循環(huán)流化床鍋爐11的爐膛相連的帶有控制料層厚度的出料控制閥7的出料管8，在熱解反應(yīng)器6上還開設(shè)有若干個(gè)通過(guò)氣量控制閥10與氣源相連的松動(dòng)裝置9。

本發(fā)明的連續(xù)熱解方法包括以下步驟：

1)物料由物料進(jìn)管2給入熱解反應(yīng)器6，部分物料掉入篩板3從篩孔掉落，其余下落到熱解反應(yīng)器6底層；

2)固體熱載體即600～1000℃的循環(huán)熱灰由熱載體進(jìn)管1給入熱解反應(yīng)器6，下落過(guò)程中與通過(guò)篩板3的物料混合傳熱，落入熱解反應(yīng)器6底部，混合物料在500～900℃條件下發(fā)生熱解反應(yīng)，混合物料填充了熱解反應(yīng)器6底層，料層厚度高于隔離板4下沿，從而阻隔了物料下落過(guò)程中帶起的揚(yáng)塵；

3)熱解反應(yīng)器6傾斜設(shè)置混合物料在自身重力和底層松動(dòng)裝置9的作用下，向出料口移動(dòng)，熱解后的物料和熱載體由出料管8排出熱解反應(yīng)器6，熱解反應(yīng)器內(nèi)物料量由出料控制閥7調(diào)節(jié)；

4)熱解產(chǎn)生的溫度高于500℃熱解氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器5，避免了熱解氣體中焦油冷凝析出堵塞管路，分離下來(lái)的細(xì)粉返回底部物料中，分離的氣體排出熱解反應(yīng)器。

本發(fā)明的出料控制閥采用機(jī)械閥或氣動(dòng)閥，用于調(diào)節(jié)熱解反應(yīng)器內(nèi)混合物料的料層厚度。同時(shí)，物料通過(guò)熱解反應(yīng)器底部的松動(dòng)裝置防止物料堆積。

實(shí)施例2，參見圖2，本實(shí)施例在熱解反應(yīng)器6內(nèi)位于旋風(fēng)分離器5的下端還安裝有換熱器14，換熱器14入口端與鍋爐汽水系統(tǒng)的低溫汽水相連，換熱器14吸收循環(huán)灰和熱解氣體的熱量，產(chǎn)生的高溫汽水接入循環(huán)流化床鍋爐11的汽水系統(tǒng)，其他同實(shí)施例1。