快速熱解反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于化工領(lǐng)域，具體而言，本實用新型設(shè)及一種快速熱解反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 快速熱解可W使含碳高分子迅速發(fā)生斷鍵反應(yīng)，抑制了熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng) 和交聯(lián)反應(yīng)，降低熱解過程中的燃氣和半焦產(chǎn)物，提高焦油產(chǎn)率。從經(jīng)濟和社會效益來看， 快速熱解技術(shù)是一種非常適合對含碳物質(zhì)的處理技術(shù)。
[0003] 快速熱解反應(yīng)器一般開發(fā)為流化床、移動床、旋轉(zhuǎn)床等反應(yīng)器，并利用氣體或固體 熱載體來實現(xiàn)溫度場和升溫速率要求，但采取熱載體的快速熱解反應(yīng)器設(shè)及熱載體與原料 的均布、混合和反應(yīng)，W及后續(xù)對熱載體與反應(yīng)半焦的分離、熱載體的再加熱、輸送等一系 列的工藝，工藝復(fù)雜、流程長，導(dǎo)致故障率增加，影響了系統(tǒng)的連續(xù)運行。也有采取間接傳熱 的燒蝕床反應(yīng)器，利用床體的間接加熱實現(xiàn)快速熱解，但間接傳熱換傳熱效果差，裝置大型 化開發(fā)困難。
[0004] 因此，現(xiàn)有的快速熱解技術(shù)有待進一步改進。 【實用新型內(nèi)容】 陽〇化]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實 用新型的一個目的在于提出一種快速熱解反應(yīng)裝置，本實用新型的快速熱解反應(yīng)裝置采取 蓄熱式福射管作為加熱源并對原料入爐、福射管的布置、熱解產(chǎn)物出爐進行合理設(shè)計，利用 福射管間接傳熱，熱解反應(yīng)裝置中沒有熱載體，不需要熱載體的加熱、分離和反應(yīng)等工藝， 因此系統(tǒng)工藝流程簡單，運行可靠性高；同時采取物料入爐均布，對福射管進行多層錯落布 置，并設(shè)置多層熱解氣出口，實現(xiàn)物料均勻進入加熱區(qū)，并在加熱區(qū)實現(xiàn)快速傳熱，熱解氣 快速收集，克服間接加熱存在的傳熱效果差和裝置規(guī)模小的問題，實現(xiàn)對含碳有機物的快 速熱解。
[0006] 在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種快速熱解反應(yīng)裝置，包括： 陽〇〇7] 反應(yīng)器，
[0008] 所述反應(yīng)器包括：
[0009] 反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)限定出反應(yīng)空間，所述反應(yīng)空間自上而下形成分 散區(qū)、熱解區(qū)和出料區(qū)；
[0010] 所述分散區(qū)包括：
[0011] 布料器；
[0012] 物料入口，所述物料入口位于所述布料器的上方；
[0013] 布料氣入口，所述布料氣入口與所述布料器相連通，W便采用布料氣將所述布料 器中的物料吹出進入分散區(qū)，均勻地落入熱解區(qū)；
[0014] 所述熱解區(qū)包括：
[0015] 多層蓄熱式福射管，所述多層蓄熱式福射管在所述熱解區(qū)中沿所述反應(yīng)器本體高 度方向間隔分布，并且每層所述蓄熱式福射管包括多個沿水平方向間隔分布的蓄熱式福射 管；
[0016] 所述出料區(qū)包括：半焦出口；
[0017] 多個熱解氣出口，所述多個熱解氣出口分別設(shè)置在所述分散區(qū)和/或所述熱解 區(qū)。
[001引在本實用新型的快速熱解反應(yīng)裝置中，蓄熱式福射管W多層的方式布置。相鄰的 兩個蓄熱式福射管在水平方向上和豎直方向上W-定的間距隔開。
[0019] 溫度場
[0020] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，多層蓄熱式福射管用于提供熱源，使得在熱解區(qū) 形成一個或多個溫度場，并且每個溫度場的溫度是均勻的，由此，在熱解區(qū)形成溫度梯度。
[0021] 例如，在本實用新型的一個實施例中，所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解 段和完全熱解段。（即，形成了 3個溫度場）
[0022] 溫度場的個數(shù)W及溫度梯度可根據(jù)需要設(shè)置。例如，預(yù)熱段的蓄熱式福射管溫度 為550~900°C，快速熱解段的蓄熱式福射管溫度為500~800°C，完全熱解段的蓄熱式福 射管溫度為500~800°C。
[0023] 溫度場的溫度可通過多種方式調(diào)節(jié)，例如，調(diào)整蓄熱式福射管在水平方向和/或 豎直方向上的個數(shù)；蓄熱式福射管的層數(shù)；蓄熱式福射管彼此之間的間距（豎直方向和/ 或水平方向）；各蓄熱式福射管本身的溫度；等等。
[0024] 在本實用新型的一個實施例中，蓄熱式福射管上設(shè)置有燃氣調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整通 入蓄熱式福射管的燃氣的流量，從而能夠精確控制蓄熱式福射管的溫度。 陽做]蓄熱式猛射管
[00%] 蓄熱式福射管在管體的兩端分別具有燃燒器，在一端燃燒器燃燒產(chǎn)生的火焰在噴 出時形成溫度梯度，即，從燃燒器向外溫度逐漸降低。類似的是，在另一端燃燒器燃燒產(chǎn)生 的火焰在噴出時也形成溫度梯度。當兩端的燃燒器交替進行燃燒時，所形成的兩個溫度梯 度疊加，使得溫度互補，導(dǎo)致整個蓄熱式福射管整體的溫度均勻。例如，單根所述蓄熱式福 射管上的溫度差不大于30°C。
[0027] 本實用新型的快速熱解反應(yīng)裝置使用本實用新型的蓄熱式福射管的布置方式，由 于蓄熱式福射管本身固有的屬性（如上所述，在蓄熱式福射管兩端的燃燒器能夠快速交替 燃燒，實現(xiàn)蓄熱式燃燒），允許根據(jù)需要在反應(yīng)器布置一個或多個不同的溫度場，實現(xiàn)溫度 梯度并且確保每個溫度場具有均勻的溫度。
[0028] 在本實用新型的一個實施方案中，各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，只要確保 溫度場的溫度均勻即可。
[0029] 在本實用新型的一個實施方案中，介于相鄰蓄熱式福射管之間的間距可W相同或 不同，只要確保溫度場的溫度均勻即可。例如，相鄰所述蓄熱式福射管外壁間的水平距離和 豎直距離分別獨立地為100~500mm，例如200~300mm，例如200mm，例如300mm。
[0030] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實施例中，在預(yù) 熱段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確保預(yù)熱段的溫度均勻即可。
[0031] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實施例中，在快 速熱解段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確保快速熱解段的溫度 均勻即可。
[0032] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實施例中，在完 全熱解段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確保完全熱解段的溫度 均勻即可。
[0033] 雖然并不限于理論，但據(jù)信，如果物料在熱解區(qū)不能均勻受熱，局部溫度過高則導(dǎo) 致熱解過程中局部物料發(fā)生高溫裂解，使熱解產(chǎn)物中部分能產(chǎn)焦油的高分子物質(zhì)直接生成 了燃氣和半焦，或者局部溫度過低則導(dǎo)致熱解過程中局部物料熱解不充分，致使物料中的 揮發(fā)分不能釋放出來，從而降低了焦油產(chǎn)率。
[0034] 在本實用新型中，當蓄熱式福射管被布置成形成一個或多個溫度場時，由于溫度 場各自的溫度是大致均勻的，因此，物料在落入各溫度場時均勻受熱，發(fā)生反應(yīng)的程度大體 相同。由此，順而避免焦油產(chǎn)率下降。 陽的引 熱解氣的快巧導(dǎo)出
[0036] 利用本實用新型的快速熱解反應(yīng)裝置，能夠在物料熱解之后實現(xiàn)熱解氣的快速導(dǎo) 出。具體而言，在本實用新型的一個實施方案中，快速熱解反應(yīng)裝置的反應(yīng)器在熱解區(qū)的側(cè) 壁和/或分散區(qū)的頂壁上設(shè)有一個或多個熱解氣出口。在熱解反應(yīng)過程中，產(chǎn)生熱解氣，使 得該反應(yīng)器內(nèi)部的壓力升高。產(chǎn)生的熱解氣在升高的壓力的驅(qū)使下快速從熱解氣出口導(dǎo) 出。
[0037] 在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，在反應(yīng)器外部設(shè)有與熱解氣出口連通的抽 氣裝置，有利于將熱解氣從該反應(yīng)器中快速導(dǎo)出。<