專利名稱：一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于煤化工技術領域，具體涉及到煤固體熱載體法熱解生產半焦、煤焦油和煤氣過程中的煤熱解移動床反應器。
背景技術：
在煤固體熱載體法熱解生產半焦、煤焦油和煤氣過程中，采用移動床反應器實現煤熱解過程是相對簡單的方式，但由于固體熱載體法熱解工藝處理的是粉粒狀煤，隨著反應器處理量的增加，特別是達到大規模工業化生產規模后，移動床反應器煤熱解反應物料床層高度增加，煤熱解反應產生的油汽(指氣態煤焦油)導出阻力增加，油汽聚合反應和二次裂解反應加劇，煤熱解焦油收率隨之降低。一種導引式氣提強化油汽加速導出的煤固體熱載體熱解方法及系統能夠提高煤熱解過程煤焦油收率，實現在工業化生產規模下煤固體熱載體熱解高焦油收率。本實用新型一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器就是實現這一方法的關鍵設備。
發明內容本實用新型是為一種導引式氣提強化油汽加速導出的煤固體熱載體熱解方法及系統提供關鍵設備一一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，達到煤固體熱載體法熱解生產半焦、煤焦油和煤氣過程中物料在反應器內的停留時間分布均勻，油汽加速導出，有效減少油汽聚合反應和二次裂解反應，實現在工業化生產規模下煤固體熱載體法熱解高焦油收率目標。本實用新型采用的技術方案是一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其由反應段和出料段構成，反應段下端固定連接出料段；反應段內安裝氣提氣導入分布器和熱解氣(也稱荒煤氣，主要為煤焦油和煤氣，還含有水蒸氣和少量雜質)引出集氣器，且兩者交匯布置；氣提氣導入 分布器與氣提氣入口連通，氣提氣入口設置在反應段下部；熱解氣引出集氣器通過反應器上部集氣空間與熱解氣出口連通；出料段設分布錐，與出料段倒錐體組成環形出料結構。所述導引式氣提是經過預熱的氣提氣(即氣提介質)導入移動床反應器，通過氣提氣導入分布器，在熱解反應物料床層均勻分布，反應物料床層內生成的熱解氣被熱解氣引出集氣器引出進入移動床反應器上部集氣空間，通過熱解氣出口引出反應器，即氣提氣導入熱解反應物料床層的同時實現煤熱解反應生成的熱解氣從熱解反應物料床層加速引出。所述氣提氣導入分布器是由不少于2層網格狀氣提氣導入角狀管排通過氣提氣導入管連通構成。所述熱解氣引出集氣器是由不少于2層網格狀熱解氣引出角狀管排通過熱解氣引出管連通構成。所述兩者交匯布置是網格狀氣提氣導入角狀管排和網格狀熱解氣引出角狀管排縱向交替排列。所述角狀管，其橫截面是帶直邊三角形，水平放置，下部是全敞開結構。所述熱解氣引出管，垂直放置，上方安裝有傘帽。所述出料段內安裝有分布錐，分布錐位于反應段出口、熱半焦出口之間且與三者同軸心排布。所述反應段采用圓形筒體，出料段采用倒錐體筒體。本實用新型的特點在于1、導引式氣提降低了油汽分壓，加速了油汽導出，減少了油汽聚合反應和二次裂解反應,提高煤焦油收率。2、導引式氣提將反應段物料床層分割成若干小單元，各單元內具有相同的流動動力學條件，減少反應器的放大效應，便于反應器的放大設計。3、氣提氣導入分布器和熱解氣引出集氣器均采用角狀管，這種角狀管在反應物料層內內水平放置，其橫截面是帶直邊三角形，下部是全敞開結構，因而避免了氣體流通通道被固體物料堵塞，降低了氣體流動阻力。4、反應器出料段內置分布錐與反應器倒錐體部分所組成的環形出料結構，避免了物料流動過程中發生漏斗流現象，使物料在反應器內的呈活塞流流動，停留時間分布均勻。同時，這種結構有利于實 現氣提氣均勻分布。
圖1是本實用新型一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器結構示意圖。圖2是本實用新型角狀管排結構示意圖。圖中熱半焦出口 I ;分布錐2 ;出料段3 ;氣提氣入口 4 ;氣提氣導入管5 ;氣提氣導入分布器固定件6 ;反應段7 ;隔熱層及耐磨層8 ;熱解氣出口 9 ;粉粒體(粉粒狀煤與熱載體通口 10 ;傘帽11 ;人孔12 ;熱解氣引出管13 ;熱解氣引出集氣器固定件14 ;網格狀熱解氣引出角狀管排15 ;網格狀氣提氣導入角狀管排16 ;支撐件17 ;角狀管18。
具體實施方式
如圖1所示的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其由反應段和出料段構成，反應段采用圓形筒體，筒體上帶有人孔12，反應段7與出料段3內壁設有隔熱層及耐磨層8，反應段上面連通粉粒體(粉粒狀煤與熱載體)進口 10和熱解氣出口 9，下面固定連接出料段3，反應段內安裝氣提氣導入分布器和熱解氣引出集氣器，氣提氣導入分布器由不少于2層網格狀氣提氣導入角狀管排16 (如圖2所示)通過氣提氣導入管5連通構成，熱解氣引出集氣器由不少于2層網格狀熱解氣引出角狀管排15(類似圖2)通過熱解氣引出管13連通構成，網格狀氣提氣導入角狀管排16和網格狀熱解氣引出角狀管排15縱向交替排列；氣提氣導入分布器和熱解氣引出集氣器分別通過氣提氣導入分布器固定件6和熱解氣引出集氣器固定件14與反應段殼體連接；氣提氣導入分布器與氣提氣入口 4連通，氣提氣入口 4設置在反應段下部；熱解氣引出管13與熱解氣出口 9連通，其中的角狀管18 (如圖2所示)水平放置其橫截面是帶直邊三角形，下部是全敞開結構。其中熱解氣引出管13上方安裝有傘帽11，以防止粉粒體落入管中，下方通過支撐件17固定安裝在反應段下部。[0023]反應器下方的出料段采用倒錐體筒體，出料段3內安裝有分布錐2，分布錐2位于反應段出口、熱半焦出口 I之間且與三者同軸心排布。反應器的工作過程是來自干煤貯槽的100 200°C粉粒狀干燥煤和來自熱半焦貯槽700 800°C的熱載體(熱半焦)，分別由給料機和滑閥控制，按比例在混合器中均勻混合后經由粉粒體(粉粒狀煤與熱載體)進口 10入反應器。在反應器中，原料煤在500 600°C條件下發生熱解反應，產生的熱解氣從反應器上部熱解氣出口 9導出。在反應段下部由氣提氣入口 4通入氣提氣，通過氣提氣分布器，氣提氣進入熱解反應料層，氣提氣與熱解氣混合進入熱解氣引出集氣器，集中進入熱解氣引出管13，再進入反應器上部集氣空間，與熱解反應器內固體料層表面生成的熱解氣一起從熱解氣出口 9導出，即最終的熱解氣。氣提氣可以是熱解自產的煤氣(即煤熱解生成熱解氣經過回收焦油并凈化后的煤氣)，也可以是其它氣體，例如蒸汽、氫氣、可燃氣等。導引 式氣提降低了油汽分壓，加速了油汽導出(縮短了油汽在反應器內的停留時間)，減少了油汽聚合反應和二次裂解反應，提高煤焦油收率5% 20%。熱解過程中固體物料(熱半焦和正在進行熱解反應的煤)靠重力向下移動，最終產生的半焦由反應器下部熱半焦出口I排出。
權利要求1.一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其由反應段和出料段構成，反應段下端固定連接出料段，其特征是反應段內安裝氣提氣導入分布器和熱解氣引出集氣器，且兩者交匯布置；氣提氣導入分布器與氣提氣入口連通，氣提氣入口設置在反應段下部；熱解氣引出集氣器通過反應器上部集氣空間與熱解氣出口連通；出料段設分布錐，與出料段倒錐體組成環形出料結構。
2.根據權利要求1所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述導引式氣提是經過預熱的氣提氣導入移動床反應器，通過氣提氣導入分布器，在熱解反應物料床層均勻分布，反應物料床層內生成的熱解氣被熱解氣引出集氣器引出進入移動床反應器上部集氣空間，通過熱解氣出口引出反應器。
3.根據權利要求1所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述氣提氣導入分布器是由不少于2層網格狀氣提氣導入角狀管排通過氣提氣導入管 連通構成。
4.根據權利要求1所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述熱解氣引出集氣器是由不少于2層網格狀熱解氣引出角狀管排通過熱解氣引出管連通構成。
5.根據權利要求3或4所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述角狀管，其橫截面是帶直邊三角形，水平放置，下部是全敞開結構。
6.根據權利要求4所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述熱解氣引出管，垂直放置，上方安裝有傘帽。
7.根據權利要求1所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征 是所述出料段內安裝有分布錐，分布錐位于反應段出口、熱半焦出口之間且三者同軸心排布。
8.根據權利要求1所述的一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，其特征是所述反應段采用圓形筒體，出料段采用倒錐體筒體。
專利摘要本實用新型涉及粉粒狀煤熱解移動床反應器。一種導引式氣提固體熱載體法煤熱解移動床反應器，為一種導引式氣提強化油汽加速導出的煤固體熱載體熱解方法及系統提供關鍵設備，其由反應段和出料段構成，反應段下端固定連接出料段，反應段內安裝氣提氣導入分布器和熱解氣引出集氣器，出料段設分布錐，與出料段倒錐體組成環形出料結構。本實用新型達到煤固體熱載體法熱解生產半焦、煤焦油和煤氣過程中物料在反應器內的停留時間分布均勻，油汽分壓降低及加速導出，有效減少油汽聚合反應和二次裂解反應，實現在工業化生產規模下煤固體熱載體法熱解高焦油收率目標。
文檔編號C10B49/18GK202898331SQ20122008422
公開日2013年4月24日 申請日期2012年3月8日 優先權日2012年3月8日
發明者張秋民, 劉家強, 楊占彪, 匡國柱, 賈可, 王樹寬, 胡浩權, 于才淵, 關珺, 何德民 申請人:大連理工大學, 中國化學工程股份有限公司, 神木富油能源科技有限公司