一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置的制造方法
【專利摘要】一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，屬于煤制油制氣技術領域，解決現(xiàn)有熱解工藝設備龐大，生產(chǎn)能力小，油氣中含塵量較高的技術問題。本實用新型的裝置包括：由上至下順序設置為一體的部分氧化爐、煤加氫熱解反應器、旋風分離器，并設有煤粉噴嘴和冷卻噴嘴；本實用新型的裝置還包括：高效旋風分離器、飛灰過濾器、半焦收集罐。本實用新型在部分氧化爐的出口處通入呈旋流狀煤粉，發(fā)生熱解反應，然后立即通入同流向的冷卻劑進行冷卻，配合使用旋風分離器和飛灰過濾器的共同作用，得到固體顆粒濃度小于20mg/Nm3的清潔油氣。本實用新型用于煤制油制氣技術領域，具有設備結(jié)構(gòu)合理、工藝先進，產(chǎn)品油氣潔凈的優(yōu)點。
【專利說明】
一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于煤氣化和熱解技術領域，具體涉及一種粉煤快速加氫熱解制油/天然氣的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國石油消費量迅速增長。石油屬于國家戰(zhàn)略安全物資，而我國又是石油資源相對缺乏的國家，為了減少對進口石油的依賴，我國正在實施多元化能源戰(zhàn)略。發(fā)展清潔煤技術是實施國家能源多元化戰(zhàn)略的對策之一。其中，粉煤熱解技術因方法相對簡單、投資較低，是一種具有競爭力的清潔煤技術。
[0003]國內(nèi)外典型的煤熱解工藝包括:外熱立式爐工藝、內(nèi)熱立式爐工藝、美國的Garrett工藝和T0SC0AL工藝、日本的煤快速熱解工藝、德國的LR工藝、澳大利亞的流化床快速熱解工藝、前蘇聯(lián)3TX(ETCh)—175工藝、中國的流化床熱解工藝、DG工藝和多段回轉(zhuǎn)爐工藝等。
[0004]現(xiàn)有流化床熱解工藝是以粉煤為原料，氣體作為流化介質(zhì)對粉煤進行流化熱解，其不足之處在于除塵技術的限制，造成油氣中含塵量較高，加工處理難度較大。另外，現(xiàn)有熱解技術操作壓力基本都為常壓，設備尺寸大，裝置生產(chǎn)能力較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，解決現(xiàn)有流化床熱解工藝設備龐大，生產(chǎn)能力小，油氣中含塵量較高的技術問題。
[0006]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]—種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，其特征在于:所述一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，包括:由上至下順序設置為一體的部分氧化爐、煤加氫熱解反應器、旋風分尚器，所述部分氧化爐頂部設有制氫原料氣體的入口，部分氧化爐底部與煤加氫熱解反應器連通，在部分氧化爐與煤加氫熱解反應器連通處橫向環(huán)形布置煤粉噴嘴，煤加氫熱解反應器與旋風分離器連通，在煤加氫熱解反應器與旋風分離器連通處橫向環(huán)形布置冷卻噴嘴，位于旋風分離器中部設有反應器氣體出口，反應器氣體出口通過橫向管道與高效旋風分離器連通，高效旋風分離器頂部連通飛灰過濾器，高效旋風分離器底部與半焦收集罐連通，飛灰過濾器頂部為油氣出口，飛灰過濾器底部與半焦收集罐連通。
[0008]進一步，所述煤粉噴嘴至少對稱設置4個，若干煤粉噴嘴的中心線逆時針傾斜2?15度。
[0009]進一步，所述冷卻噴嘴的數(shù)量為36?300個，若干冷卻噴嘴的中心線逆時針傾斜2
?15度。
[0010]進一步，所述部分氧化爐、煤加氫熱解反應器、旋風分離器、高效旋風分離器的內(nèi)壁采用耐火磚砌成。
[0011]本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0012]1、由于制氫原料氣體的天然氣或焦爐氣和氧氣一同送入部分氧化爐，發(fā)生部分氧化反應，得到熱解用原料氣，以極快的氣速噴入煤加氫熱解反應器，和煤粉在幾毫秒內(nèi)完成深度加氫熱解反應，反應產(chǎn)物在I?2秒后被冷卻劑冷卻，抑制了二次副反應的發(fā)生。
[0013]2、由于煤粉和冷卻劑的氣體旋流方向一致，因此氣體再經(jīng)過加速，更快的氣流急冷后進入旋風分離器，固體顆粒受到更大的離心力作用，更容易被分離。
[0014]3、旋風分離器的含塵粗油氣再依次經(jīng)過二級高效旋風分離器和飛灰過濾器，油氣中所有粒徑大于0.3微米的固體顆粒都被過濾掉，所有收集到的固體顆粒經(jīng)處理后作為產(chǎn)品半焦外運，飛灰過濾器獲得的含固量小于20毫克/立方米的油氣，可送往后續(xù)裝置進行油/氣分離。
[0015]本實用新型整合了部分氧化爐、煤加氫熱解反應器、旋風分離器，使設備和相關管道、儀表、閥門的直接投資明顯降低;本實用新型在較高壓力下操作，有利于提高生產(chǎn)能力。
[0016]本實用新型用于煤制油制氣技術領域，具有設備結(jié)構(gòu)合理、產(chǎn)品油氣潔凈的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]圖1是一種粉煤快速加氫熱解制油氣的反應器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1的A-A剖面圖(煤粉噴嘴的剖面圖)；
[0019]圖3是圖1的B-B剖面圖(冷卻噴嘴的剖面圖)；
[0020]圖4是圖1的C-C剖面圖(高效旋風分離器的剖面圖)。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分，基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他實施例，都屬于本實用新型保護范圍。
[0022]如圖1、2、3、4所示，一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，包括:由上至下順序設置為一體的部分氧化爐1、煤加氫熱解反應器2、旋風分離器3，所述部分氧化爐I頂部設有制氫原料氣體的入口，部分氧化爐I底部與煤加氫熱解反應器2連通，在部分氧化爐I與煤加氫熱解反應器2連通處橫向環(huán)形布置煤粉噴嘴5，煤加氫熱解反應器2與旋風分離器3連通，在煤加氫熱解反應器2與旋風分離器3連通處橫向環(huán)形布置冷卻噴嘴6，位于旋風分離器3中部設有反應器氣體出口 7，反應器氣體出口 7通過橫向管道與高效旋風分離器8連通，高效旋風分離器8頂部連通飛灰過濾器9，高效旋風分離器8底部與半焦收集罐10連通，飛灰過濾器9頂部為油氣出口，飛灰過濾器9底部與半焦收集罐10連通。
[0023]如圖2所示，所述煤粉噴嘴5至少對稱設置4個，4個煤粉噴嘴5的中心線逆時針傾斜2?15度。
[0024]如圖3所示，所述冷卻噴嘴6的數(shù)量為36?300個，若干冷卻噴嘴6的中心線逆時針傾斜2?15度。
[0025]如圖1所示，所述部分氧化爐1、煤加氫熱解反應器2、旋風分離器3、高效旋風分離器8的內(nèi)壁4采用耐火磚砌成。
[0026]本實用新型的工作過程:
[0027]①作為制氫原料氣體的天然氣或焦爐氣和氧氣，從反應器的部分氧化爐I頂部噴入，通過部分氧化反應，制得高溫、高流速、高氫氣濃度的氣體，供熱解使用；
[0028]②用載氣密相輸送來的粉煤，由傾斜2?15度的煤粉噴嘴5噴入煤加氫熱解反應器2，噴嘴噴出的氣流呈漩渦狀，和高溫氣體混合瞬間完成加氫熱解反應；
[0029]③熱解反應產(chǎn)物立即由傾斜2?15度的冷卻噴嘴6送來的冷卻劑冷卻；
[0030]④熱解產(chǎn)物氣流進入到一體化的旋風分離器3后，夾帶的半焦顆粒在離心力的作用下，超過95%的固體顆粒從氣相中分離，氣相從反應器氣體出口 7排出，再切向進入高效旋風分離器8進行第二次的氣固分離；
[0031]⑤凈化后的氣體再送往飛灰過濾器9進行除塵后，得到固體顆粒濃度小于20mg/Nm3的清潔油氣；
[0032]⑥旋風分離器3、高效旋風分離器8和飛灰過濾器9內(nèi)收集到的產(chǎn)物半焦，進入半焦收集罐10。
[0033]步驟③中的冷卻劑，是水蒸汽或返回的合成氣。
[0034]本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應當理解，上述實施例不限于前述的細節(jié)，而應在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的變化和改型都應為權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，其特征在于:所述粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，包括:由上至下順序設置為一體的部分氧化爐(I)、煤加氫熱解反應器(2)、旋風分離器(3)，所述部分氧化爐(I)頂部設有制氫原料氣體的入口，部分氧化爐(I)底部與煤加氫熱解反應器(2)連通，在部分氧化爐(I)與煤加氫熱解反應器(2)連通處橫向環(huán)形布置煤粉噴嘴(5)，煤加氫熱解反應器(2)與旋風分離器(3)連通，在煤加氫熱解反應器(2)與旋風分離器(3)連通處橫向環(huán)形布置冷卻噴嘴(6)，位于旋風分離器(3)中部設有反應器氣體出口(7)，反應器氣體出口(7)通過橫向管道與高效旋風分離器(8)連通，高效旋風分離器(8)頂部連通飛灰過濾器(9)，高效旋風分離器(8)底部與半焦收集罐(10)連通，飛灰過濾器(9)頂部為油氣出口，飛灰過濾器(9)底部與半焦收集罐(10)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，其特征在于:所述煤粉噴嘴(5)至少對稱設置4個，若干煤粉噴嘴(5)的中心線逆時針傾斜2?15度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，其特征在于:所述冷卻噴嘴(6)的數(shù)量為36?300個，若干冷卻噴嘴(6)的中心線逆時針傾斜2?15度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤快速加氫熱解制油氣的裝置，其特征在于:所述部分氧化爐(I)、煤加氫熱解反應器2、旋風分離器(3)、高效旋風分離器(8)的內(nèi)壁(4)采用耐火磚砌成。
【文檔編號】C10G1/06GK205635492SQ201620353309
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】鄭琪, 安英保, 齊洪民, 王朝陽
【申請人】中美新能源技術研發(fā)（山西）有限公司