一種煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)，包括：熱解料斗；第一進(jìn)料裝置；熱解和裂解反應(yīng)器，包括：隔熱磚墻，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接；發(fā)電機(jī)組，所述發(fā)電機(jī)組與所述燃?xì)夤捱B接。發(fā)電系統(tǒng)的反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積，裂解氣少部分供應(yīng)輻射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
【專利說明】
-種煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于煤的熱解和裂解產(chǎn)氣W及燃?xì)馊紵l(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于 蓄熱式福射管加熱顆粒煤熱解和裂解系統(tǒng)W制取可燃?xì)饴?lián)合發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國煤炭資源豐富，原煤除了部分用于煉焦、轉(zhuǎn)化加工外，絕大部分用于直接燃 燒。煤直接燃燒，導(dǎo)致煤炭中富含的油氣資源還沒有得到充分的提煉利用，而且直接燃燒熱 效率低，對環(huán)境破壞嚴(yán)重。煤的熱解是將煤在惰性氣氛下加熱，制取半焦、煤氣和焦油等產(chǎn) 品，得到的運(yùn)些產(chǎn)品，又可W梯級利用，對油氣資源充分提取的同時(shí)，又提高了煤炭的綜合 利用效率。煤熱解工藝可分為外熱式和內(nèi)熱式兩類。外熱式熱效率低，揮發(fā)產(chǎn)物二次分解嚴(yán) 重；內(nèi)熱式工藝克服了外熱式的缺點(diǎn)，借助熱載體（固體熱載體和氣體熱載體)把熱量傳遞 給煤。氣體熱載體工藝，存在干饋氣被沖稀，冷凝回收系統(tǒng)龐大，氣體熱值低，難W進(jìn)一步綜 合利用的缺點(diǎn)。固體熱載體工藝相對來說具有一定的優(yōu)勢，但是存在工藝復(fù)雜操作環(huán)節(jié)太 多，制造成本高昂等缺點(diǎn)。現(xiàn)有的熱解爐型均W制取油品為主要目的，但是大多熱解爐型， 尤其是W處理粉煤為原料的爐型，熱解油中含有大量塵，造成熱解油難W有效利用，熱解油 價(jià)值不高等問題。因此，如何設(shè)計(jì)一種高效除塵、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程都簡單的煤熱解和裂 解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系 統(tǒng)，該系統(tǒng)可進(jìn)行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂 解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避 免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。該系統(tǒng)采用了蓄熱式福射管 加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，裂解氣少 部分供應(yīng)福射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:本發(fā)明提供了一種熱解和裂解 產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:熱解料斗;第一進(jìn)料裝置，所述 第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗連接;熱解和裂解反應(yīng)器，包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂 解氣出口，所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的 側(cè)壁上，W及:蓄熱式福射管，所述蓄熱式福射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述 熱解室和所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式福射管;隔熱磚墻， 所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反 應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室;連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔 熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室;噴 淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接;燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接;發(fā)電機(jī) 組，所述發(fā)電機(jī)組與所述燃?xì)夤捱B接。
[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻， 加熱效果好。反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂 解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避 免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種 作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積，而且，該系統(tǒng)采用了蓄熱式福射管加熱技術(shù)無 需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，裂解氣少部分供應(yīng)福 射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔 帶;或者所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15畑1，所述孔帶的高度為3-15畑1， 所述孔的直徑為1-3畑1，所述開口的高度為3-15畑1。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)，其中，所述燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)的一端與所 述燃?xì)夤薜某隹谶B接，另一端與所述蓄熱式福射管的燃?xì)馊肟谶B接。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括燃?xì)庖L(fēng)機(jī)，所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)布置在所述噴淋 塔和所述燃?xì)夤拗g。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括加料斗；第二進(jìn)料裝置，其與所述加料斗相連;干燥 裝置，其分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式福射管上的煙氣出口連接;氣固分離裝置， 其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接;尾氣凈化裝置，其與所述氣固分離裝置相 連接。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱解料斗通過所述第一進(jìn)料裝置與所述進(jìn)料口相連； 進(jìn)一步包括半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦 輸送裝置連接。
[0012] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和裂解 產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電的方法，其特征在于，包括W下步驟:a.將顆粒物料通過進(jìn)料口加入到反 應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過程;b.熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應(yīng)器隔 熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器的裂解室;C.熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室 內(nèi)完成熱裂解過程，產(chǎn)生裂解氣;d.所述裂解氣通過裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對所述裂 解氣進(jìn)行凈化處理;e .經(jīng)凈化的凈裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)送入燃?xì)夤蓿鋈細(xì)夤拗械臍怏w 一部分經(jīng)燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)送入蓄熱式福射管的燃?xì)馊肟?，另一部分送入發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行燃燒發(fā) 電。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述步驟a中，所述顆粒物料從所述反應(yīng)器上部的進(jìn)料口加 入到所述反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的所述蓄熱式福射管打散，熱解半焦從所述反應(yīng)器 底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述顆粒物料被所述反應(yīng)器熱解室中的所述蓄熱式福 射管加熱到500-600°C，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室中的所述蓄熱式 福射管加熱到650-900°C。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述顆粒物料的粒度為IOmmW下。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于： 1)采取蓄熱式福射管移動(dòng)床工藝加熱IOmmW下的顆粒和粉末煤，溫度分布均勻，加熱 效果好，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0016] 2)反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大 分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱 解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
[0017] 3)-個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
[0018] 4)裂解氣少部分供應(yīng)福射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明反應(yīng)器中的隔熱磚墻的正視圖。
[0022] 其中，1.加料斗;2.提升管干燥器;3.蓄熱式移動(dòng)床反應(yīng)器;310、裂解氣出口； 311、 煙氣出口；320、進(jìn)料口；321、空氣入口；322、燃?xì)馊肟冢?30、半焦出口；340、裂解室；350、熱 解室;360、連通構(gòu)件;370、隔熱磚墻;380、蓄熱式福射管;4.干燥旋風(fēng)分離器;5.熱解料斗； 6.尾氣引風(fēng)機(jī);7.尾氣凈化裝置;8.煙畫；9.星形進(jìn)料器；10.噴淋塔；11.燃?xì)庖L(fēng)機(jī)；12.燃 氣罐;13.燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī);14.螺旋輸送機(jī);15.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解 為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技 術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系 統(tǒng)，圖1為該煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，煤熱解和裂解產(chǎn)氣 聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)包括:熱解料斗5;第一進(jìn)料裝置9，所述第一進(jìn)料裝置9與所述熱解料斗5 連接;熱解和裂解反應(yīng)器3，包括:進(jìn)料口 320、熱解室350、裂解室340、裂解氣出口 310、蓄熱 式福射管380、隔熱磚墻370和連通構(gòu)件360，其中，所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁 上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，所述隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將 反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻上，將熱解 室和裂解室連通，優(yōu)選的，所述連通構(gòu)件設(shè)置在隔熱磚墻的下部，將熱解室產(chǎn)生的油氣，通 過連通構(gòu)件，通入到裂解室;噴淋塔10,所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接;燃?xì)夤?2,所述 燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接;發(fā)電機(jī)組15,所述發(fā)電機(jī)組與所述燃?xì)夤捱B接。
[0025] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻， 加熱效果好。反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂 解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避 免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種 作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積，而且，該系統(tǒng)采用了蓄熱式福射管加熱技術(shù)無 需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，裂解氣少部分供應(yīng)福 射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該發(fā)電系統(tǒng)處理的熱解料的具體種類和粒徑不 受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱解料可W是油頁巖、煤等化石燃料，也可W是垃圾、污 泥、廢舊輪胎等，熱解料可W為塊狀熱解料也可W為小顆粒熱解料，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例 中，該發(fā)電系統(tǒng)采用粒徑IOmmW下的顆粒煤，由此，可W充分利用小顆粒熱解料，資源利用 率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問題。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該發(fā)電系統(tǒng)的所述反應(yīng)器3的爐型不受特別限 審IJ，可W是蓄熱式移動(dòng)床熱解和裂解反應(yīng)器3也可W是其它類型，如非蓄熱式或非移動(dòng)式 等，只要能通過隔熱磚墻一體化的分割為熱解室和裂解室即可。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，圖2為該煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的熱解 和裂解反應(yīng)器3結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫 向?qū)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的 內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解 室產(chǎn)生的油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài) 控類，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題。并且，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩 種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述連通構(gòu)件360的具體種類不受特別限制，只要可W 將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本發(fā)明的一些實(shí) 施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可W為設(shè) 置在隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直 徑為1-3畑1。連通構(gòu)件也可W為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優(yōu)選情況下，所 述開口的高度為3-15cm。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，所述進(jìn)料口設(shè)置在熱解室上部的頂壁上， 熱解料斗通過第一進(jìn)料裝置與所述進(jìn)料口相連;第一進(jìn)料裝置的具體種類不受特別限制， 只要可W將熱解料斗中的熱解料有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 第一進(jìn)料裝置9可W為星形進(jìn)料器或螺旋輸送機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的自動(dòng)化輸送， 輸送量可控，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，所述反應(yīng)器進(jìn)一步還包括半焦出口 330,所 述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置14連接。由此，可 W利用半焦輸送裝置將反應(yīng)器中獲得的半焦進(jìn)行輸送。半焦輸送裝置14的具體種類不受特 別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對半焦的自動(dòng)化輸送，且輸送量 可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖2所示，所述反應(yīng)器內(nèi)部有多層沿所述反應(yīng)器的高 度方向布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式福射管，每層蓄熱式福射管可W包括 多個(gè)彼此平行且沿水平方向間隔分布的蓄熱式福射管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱解室 和裂解室內(nèi)分別分布了至少一根所述蓄熱式福射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式福射管 均勻分布。蓄熱式福射管能夠有效用于對熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加熱，使其進(jìn)行熱 解和裂解反應(yīng)，具體地，可W向蓄熱式福射管內(nèi)通入可燃?xì)夂涂諝?，使可燃?xì)馊紵龑?shí)現(xiàn)對熱 解料的加熱功能。該設(shè)備采用蓄熱式福射管加熱技術(shù)，無需氣、固熱載體加熱，熱解氣不會(huì) 被稀釋，熱值高，且反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，表面溫差小，排煙溫度低，熱效率高，提高了反 應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0033] 在所述反應(yīng)器中，熱解料自上而下運(yùn)動(dòng)，所述反應(yīng)器中設(shè)置的蓄熱式福射管可W 將熱解料打散使其均勻分布，熱解料在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500-600 °C。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蓄熱式福射管的形狀不受特別限制，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中， 可W為圓柱形，由此有利于熱解料的打散，實(shí)現(xiàn)混合熱解料在反應(yīng)器中的均勻分散。福射管 的水平間距為200-500mm，垂直間距為200-700mm，福射管層數(shù)為10-25層，反應(yīng)器寬度為2-6m，反應(yīng)器高度為3-20m。另外，蓄熱式福射管可W為均勻布置的單向蓄熱式福射管，管壁的 溫度可W通過燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在450-1000°C范圍，蓄熱式福射管可W采取定期換向的燃燒 方式，使得單根蓄熱式福射管的表面溫差只有30°C左右，沒有局部高溫區(qū)，由此，有利于提 高熱效率。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?322、空氣入口 321W及煙氣 出口 311，其中，燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹诜謩e與蓄熱式福射管連接，分別用于通入可燃?xì)夂团?出煙氣，空氣入口分別與氣源和蓄熱式福射管連接，用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式福 射管中。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該合成氣系統(tǒng)可W進(jìn)一步包括:加料斗1;與加 料斗相連的第二進(jìn)料裝置;分別與第二進(jìn)料裝置和蓄熱式福射管的煙氣出口 311相連的干 燥裝置2;分別與干燥裝置和熱解料斗5相連的氣固分離裝置4;與氣固分離裝置相連的尾氣 凈化裝置7。由此，可W通過第二進(jìn)料裝置將加料斗中的熱解料加入干燥裝置中，在干燥裝 置中，熱解料在來自蓄熱式福射管的煙氣(溫度約為150-25(TC)的作用下進(jìn)行干燥，然后干 燥后的熱解料和煙氣的混合物進(jìn)入氣固分離裝置，分離獲得的煙氣(溫度約為70-13(TC)進(jìn) 入尾氣凈化裝置中進(jìn)行凈化處理，W實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，分離獲得的熱解料輸送至熱解料斗中， 用于進(jìn)行熱解反應(yīng)。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二送料裝置的具體種類不受特別限制，只要適用于將加 料斗中的熱解料輸送至干燥裝置中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第二送料裝置可W為 星形送料機(jī)或螺旋送料機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的自動(dòng)化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié) 構(gòu)簡單，操作方便。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，干燥裝置2的具體種類不受特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解 料的干燥和預(yù)熱的功能即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，干燥裝置2可W為提升管干燥器2， 由此，熱解料在煙氣的作用下進(jìn)行干燥和提升，干燥后的熱解料和煙氣的混合物排出提升 管干燥器，有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。在干燥裝置中，在對熱解料進(jìn)行干燥的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了預(yù) 熱的功能，有利于提高后續(xù)熱解反應(yīng)的速率和效率，且采用蓄熱式福射管排出的煙氣對熱 解料進(jìn)行干燥和預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了熱能的綜合利用，有效減少了能耗，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣固分離裝置4的具體種類不受特別限制，只要能夠?qū)峤?料和煙氣分離即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，氣固分離裝置4可W為干燥旋風(fēng)分離器4,由 此能夠快速、有效地將熱解料和煙氣進(jìn)行分離，且分離效果好，操作簡單方便，成本較低。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在氣固分離裝置4和尾氣凈化裝置7之間還可W進(jìn)一步設(shè)置 有尾氣引風(fēng)機(jī)6,尾氣引風(fēng)機(jī)可W快速、有效地將氣固分離裝置中分離獲得的煙氣輸送至尾 氣凈化裝置中，有利于提高工作效率。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該熱解設(shè)備還可W設(shè)置有與尾氣凈化裝置相連的煙畫8,經(jīng) 過尾氣凈化裝置凈化處理后的煙氣經(jīng)煙畫排空，由此，有利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖I所示，該合成氣系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)13,所述 燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)的一端與所述燃?xì)夤薜某隹谶B接，另一端與所述蓄熱式福射管的燃?xì)馊肟?322 連接。從而，一部分可燃?xì)饨?jīng)燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)送入熱解反應(yīng)器的福射管的燃?xì)馊肟?322。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該合成氣系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11，其中， 所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)布置在所述噴淋塔和所述燃?xì)夤拗g。噴淋塔的出口與燃?xì)庖L(fēng)機(jī)入口連 接，燃?xì)庖L(fēng)機(jī)出口與燃?xì)夤奕肟谶B接，燃?xì)夤蕹隹谂c發(fā)電機(jī)組連接。
[0043] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行煤熱解和裂 解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法可W包括W下步驟： a.將顆粒煤通過進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過程。其 中，所述顆粒煤從反應(yīng)器上部的進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，并被反應(yīng)器內(nèi)的蓄熱式福射管打 散，熱解半焦從反應(yīng)器底部的半焦出口排出，并經(jīng)半焦輸送裝置(優(yōu)選螺旋輸送機(jī))排出。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該發(fā)電系統(tǒng)處理的熱解料的具體種類和粒徑不 受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱解料可W是油頁巖、煤等化石燃料，也可W是垃圾、污 泥、廢舊輪胎等，熱解料可W為塊狀熱解料也可W為小顆粒熱解料，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例 中，該發(fā)電系統(tǒng)采用粒徑IOmmW下的顆粒煤，由此，可W充分利用小顆粒熱解料，資源利用 率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問題。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，反應(yīng)器的熱解室中設(shè)置的蓄熱式福射管可W將顆粒煤打散 使其均勻分布，顆粒煤在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，顆粒煤被反應(yīng)器熱解室中的蓄 熱式福射管加熱到500-600°C，具體地，可W通過燃?xì)忾y控制蓄熱式福射管管壁的溫度為 500-700°C，顆粒煤在反應(yīng)器中迅速被加熱至500-600°C，完成熱解過程。
[0046] b.熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反 應(yīng)器的裂解室。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?2/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間 分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的 油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類。由 此，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例，連通構(gòu)件可W為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔帶，也可W為隔熱磚墻縱向長度 上，位于下部位置的開口。具體的，熱解產(chǎn)生的油氣，通過反應(yīng)器隔熱磚墻下部的孔帶或者 開口，進(jìn)入到裂解室。
[0048] C.熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過程，產(chǎn)生裂解氣。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述裂解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式福射管，優(yōu)選的， 所述至少一根蓄熱式福射管均勻分布。蓄熱式福射管能夠有效用于對裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行 加熱，使其進(jìn)行裂解反應(yīng)。具體的，熱解油氣被反應(yīng)器裂解室中的蓄熱式福射管加熱到650-90(TC，具體地，可W通過燃?xì)忾y控制蓄熱式福射管管壁的溫度為650-900°C，顆粒煤在反應(yīng) 器中迅速被加熱至650-900°C，完成熱裂解過程，由此，大分子的焦油分子裂解為小分子的 氣態(tài)控類，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效 利用。
[0050] d.所述裂解氣通過裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對所述裂解氣進(jìn)行凈化處理。
[0051] e.經(jīng)凈化的凈裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)送入燃?xì)夤蓿鋈細(xì)夤拗械臍怏w一部分經(jīng)燃 氣送風(fēng)機(jī)送入蓄熱式福射管的燃?xì)馊肟?，另一部分送入發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行燃燒發(fā)電。
[0052] 實(shí)施例一： (1)破碎至粒度含IOmm的顆粒煤通過加料斗1進(jìn)入提升管干燥器2,在提升管干燥器中， 利用來自蓄熱式移動(dòng)床反應(yīng)器3的福射管煙氣出口處的150-250°C煙氣對煤進(jìn)行干燥和提 升，煤進(jìn)入干燥旋風(fēng)分離器4,分離下來的煤粉進(jìn)入到熱解料斗5中，70-130°C左右的煙氣則 經(jīng)過尾氣引風(fēng)機(jī)6被送入尾氣凈化裝置7，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后的煙氣經(jīng)煙畫8排出。
[0053] (2)煤在熱解料斗5中經(jīng)星形進(jìn)料器9進(jìn)入蓄熱式移動(dòng)床反應(yīng)器3,移動(dòng)床反應(yīng)器3 被格子狀分為熱解室和裂解室。
[0054] (3)熱解室中均勻布置了單向蓄熱式福射管，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500 ~700°C范圍，物料在反應(yīng)器中自上而下停留1-40分鐘，并加熱到500~600°C，完成熱解過 程。
[0055] (4)熱解產(chǎn)生的油氣，通過反應(yīng)器下部格子磚墻的開口，進(jìn)入到裂解室，裂解室中 均勻布置了單向蓄熱式福射管，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在650~90(TC范圍，熱解油 氣在裂解室內(nèi)被加熱到650-90(TC，完成熱裂解過程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣 態(tài)控類，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。
[0056] 巧)裂解氣通過反應(yīng)器出口，進(jìn)入噴淋塔10中洗涂，洗涂后的凈裂解氣經(jīng)燃?xì)怙L(fēng)機(jī) 11送入燃?xì)夤?2，一部分可燃?xì)饨?jīng)燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)13送入熱解反應(yīng)器3的福射管燃?xì)馊肟?，大?分可燃?xì)馑腿肴細(xì)獍l(fā)電機(jī)組15，用W燃燒發(fā)電。
[0057] (6)煤熱解產(chǎn)生的半焦通過螺旋輸送機(jī)14排出，半焦可用于燃燒發(fā)電或制作型煤。
[0058] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻， 加熱效果好。反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可W進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂 解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)控類，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避 免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實(shí)現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種 作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積，而且，該系統(tǒng)采用了蓄熱式福射管加熱技術(shù)無 需氣、固熱載體加熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡化了系統(tǒng)工藝，裂解氣少部分供應(yīng)福 射管燃燒，剩余燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
[0059] 利用本發(fā)明煤熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)對褐煤進(jìn)行處理，原料的基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)見表1。
[0060] 表1:褐煤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
利用該系統(tǒng)處理褐煤，得到的產(chǎn)氣率高達(dá)18%，遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室侶離熱解所得到的產(chǎn)氣 率，熱解焦油幾乎全部裂解為氣態(tài)產(chǎn)物，產(chǎn)氣率高。裂解氣熱值高達(dá)5500kcal/m3，品質(zhì)高。 產(chǎn)生的裂解氣送入燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，燃燒發(fā)電。
[0061 ]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可W明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0062] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或成一體;可W是機(jī)械連 接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W是兩個(gè)元件內(nèi) 部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可W根據(jù)具體情 況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0063] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可W 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可W是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0064] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可W在任一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中W合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可W將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例W及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0065] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可W理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可W對上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思 想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括： 熱解料斗； 第一進(jìn)料裝置，所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗連接； 熱解和裂解反應(yīng)器，包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進(jìn)料口設(shè)置在所 述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上；以及： 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和 所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管； 隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng) 器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室； 連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣， 通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室； 噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接； 燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤夼c所述噴淋塔連接； 發(fā)電機(jī)組，所述發(fā)電機(jī)組與所述燃?xì)夤捱B接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的 包括多個(gè)孔的孔帶;或者所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶 的高度為3-15cm，所述孔的直徑為l-3cm，所述開口的高度為3-15cm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)，其中， 所述燃?xì)馑惋L(fēng)機(jī)的一端與所述燃?xì)夤薜某隹谶B接，另一端與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟?連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括燃?xì)庖L(fēng)機(jī)，所述 燃?xì)庖L(fēng)機(jī)布置在所述噴淋塔和所述燃?xì)夤拗g。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括加料斗;第二進(jìn)料裝置， 其與所述加料斗相連;干燥裝置，其分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙 氣出口連接;氣固分離裝置，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接;尾氣凈化裝 置，其與所述氣固分離裝置相連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解料斗通過所述第一進(jìn) 料裝置與所述進(jìn)料口相連;進(jìn)一步包括半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部， 所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。8. -種利用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和裂解產(chǎn)氣聯(lián)合燃?xì)獍l(fā)電的方 法，其特征在于，包括以下步驟： a. 將顆粒物料通過進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過程； b. 熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器 的裂解室； c. 熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過程，產(chǎn)生裂解氣； d. 所述裂解氣通過裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對所述裂解氣進(jìn)行凈化處理； e .經(jīng)凈化的凈裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)送入燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤拗械臍怏w一部分經(jīng)燃?xì)馑?風(fēng)機(jī)送入蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟?，另一部分送入發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行燃燒發(fā)電。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟a中，所述顆粒物料從所述反應(yīng)器 上部的進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半 焦從所述反應(yīng)器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述顆粒物料被所述反應(yīng)器熱解室中 的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600°C，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室 中的所述蓄熱式輻射管加熱到650-900°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述顆粒物料的粒度為10mm以下。
【文檔編號】C10L3/00GK105838460SQ201610332315
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】耿層層, 陳水渺, 肖磊, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司