專利名稱：熱解器的制作方法
技術領域：
本發明涉及能源化工領域，具體而言，涉及一種熱解器。
背景技術：
低變質煤是指變質程度較低的煤種，包括褐煤、長焰煤、弱粘煤和氣煤等，占我國煤炭儲量的一半以上，其煤質揮發成分較高、低溫熱解焦油產率較高、化學活性好。若作為動力煤進行燃燒，煤資源就不能得到充分合理的利用，經濟效益也差。因此，在能源緊張的當今世界，煤的加工轉化和綜合利用已成為人們關注的焦點。褐煤在隔絕空氣條件下低溫(500 750°C )熱解，生成半焦、焦油和煤氣。采用低灰、低硫的上述原料煤所得的半焦俗稱蘭炭。蘭炭以其固定碳高、化學活性高、灰分低、硫低、磷低等特性，在鐵合金、電石領域被廣泛利用。熱解器是煤熱解工藝的核心裝置，在熱解器中原料煤經加熱發生熱解，析出焦油和煤氣，生成半焦。雖然煤熱解工藝實現了煤的加工轉化，提高了煤的能源利用效率，但是，在實際生產過程中熱解產生的混合氣將細小固體顆粒從熱解器帶出的現象特別嚴重，導致焦油渣產率高，對熱解焦油品質造成影響，嚴重時還會堵塞煤氣導出系統的管路，使得系統無法正常運行。 現有技術CN201241071的中國專利公開了“一種單床自熱式熱解氣化燃燒反應器”，利用分離板將熱解器分為上部熱解區和下部燃燒區，半焦在燃燒區燃燒放熱對惰性顆粒進行加熱，通過氣力輸送將高溫惰性顆粒與煤原料混合并送入熱解區，煤原料在熱解區進行熱分解反應。氣體產物經過旋風分離器除塵進入下游設備，半焦順分離板與導氣管間隙進入到燃燒區。由于采用氣力輸送，該裝置對煤原料的粒徑大小要求苛刻。另外，該裝置采用外接旋風分離器解決焦油中粉塵含量高的技術問題，由于熱解氣體產物所攜帶的固體顆粒粒徑分布較廣，旋風分離器只能分離出氣相中粒徑較大顆粒，而對粒徑較小的顆粒分離效果較差，其次，由于熱解氣體產物溫度高、粘度大，降低了旋風分離器的氣-固分離效果O現有技術CN101818071A公開了 “一種煤熱解反應器”，該熱解器設置了用于分流高溫顆粒介質的管路結構，并且該管路結構延伸至熱解器中部或中部以下，管路結構直接將高溫顆粒導入熱解器中下部，煤原料直接從熱解器頂部向下灑落，通過高溫顆粒輸送管道外側熱傳遞進行預熱，在熱解器中下部，煤原料與高溫顆粒進行直接換熱發生熱解，產生焦油、煤氣等氣態產物，該混合氣體經過熱解器中上部的煤原料形成的過濾層，過濾層將對氣體產物攜帶的粉塵起到過濾作用，提高了產品的品質。但是，該熱解器裝置操作較為復雜，熱解器中上部煤原料過濾層由高溫顆粒輸送管道進行預熱，換熱面積有限，整個過濾層溫度分布不均勻，容易導致熱解產生的氣態煤焦油在過濾層中冷凝，使焦油產率降低。
發明內容
本發明旨在提供一種熱解器，以達到提高氣體產物的除塵效果的目的。
為了實現上述目的本發明提供了一種熱解器，包括:熱解器本體，包括殼體以及設置于殼體上的進料口、卸料口和氣體導出口 ；過濾裝置，包括外殼以及設置于外殼上的氣體入口、氣體出口，氣體入口與氣體導出口連通；過濾裝置還包括設置于氣體入口和氣體出口之間的過濾組件，過濾組件內填充有用于過濾由氣體入口導入的氣體的顆粒物料層。進一步地，過濾組件沿豎直方向設置，包括:第一錯流部，包括至少兩個間隔設置的第一錯流板，每個第一錯流板沿遠離氣體入口方向向下延伸；第二錯流部，包括至少兩個間隔設置的第二錯流板，每個第二錯流板沿遠離氣體出口方向向下延伸；顆粒物料層填充于第一錯流部和第二錯流部之間，由氣體入口導入的氣體依次穿過第一錯流部、顆粒物料層和第二錯流部后由氣體出口導出。進一步地，第一錯流部設置于靠近氣體入口的位置，至少兩個第一錯流板彼此平行間隔設置；第二錯流部設置于靠近氣體出口的位置，至少兩個第二錯流板彼此平行間隔設置。進一步地，每個第一錯流板與水平面之間具有第一夾角，每個第二錯流板與水平面之間具有第二夾角，第一夾角和第二夾角的大小均可調。進一步地，過濾組件包括設置于過濾組件上端部的物料入口和設置于過濾組件下端部的物料出口，物料入口和物料出口沿豎直方向對應設置，形成顆粒物料層的物料通過物料入口進行填充，并通過物料出口排出。進一步地，物料入口的上方設置有對進入顆粒物料層中的物料進行篩選、加熱的篩選加熱裝置和用于控制物料填充量的第一計量輸送裝置。進一步地，物料出口的下方設置有對排出顆粒物料層中的物料進行冷凝的冷凝裝置和用于控制物料排放量的第二計量輸送裝置。
進一步地，過濾裝置還包括對第一錯流部進行清理的清堵裝置。進一步地，清堵裝置包括清堵爪鉤，清堵爪鉤的第一端設置有多個清理單元，每個清理單元對應嵌入至少兩個間隔設置的第一錯流板之間的間隙中。進一步地，清堵爪鉤的第二端設置有延伸至外殼外部的把手。進一步地，顆粒物料層中的物料溫度為500°C至800°C。進一步地，顆粒物料層中的物料包括熱半焦、瓷球或石沙。應用本發明的熱解器，原料煤熱解產生的混合氣體產物通過過濾裝置中的顆粒物料層后，大幅度降低了氣體中的含塵量，減小了下游氣體處理裝置的負荷，提高了產物的品質。
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1為根據本發明實施例中熱解器的結構示意圖。圖中附圖標記:10、熱解器本體；11、殼體；12、進料口 ； 13、折料斗；14、卸料口 ；15、氣體導出口 ；20、過濾裝置；21、氣體入口 ；22、氣體出口 ；23、過濾組件；24、清堵爪鉤；25、外殼；231、第一錯流部；232、第二錯流部；233、物料入口 ；234、物料出口。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。如圖1所示，本發明實施例提供了一種熱解器，用于將原料煤和高溫顆粒物料混合熱解。上述熱解器包括:熱解器本體10和過濾裝置20。熱解器本體10設置有殼體11以及設置于殼體11上的進料口 12、卸料口 14和氣體導出口 15。過濾裝置20設置有外殼25以及設置于外殼25上的氣體入口 21、氣體出口 22。氣體入口 21與氣體導出口 15連通。過濾裝置20還包括設置于氣體入口 21和氣體出口 22之間的過濾組件23，過濾組件23內填充有顆粒物料層，顆粒物料層用于過濾由氣體入口 21導入的氣體。本發明實施中過濾裝置用于過濾上述氣體中的粉塵。通過設置過濾裝置，使原料煤熱解產生的混合氣體產物通過過濾裝置中的顆粒物料層后，能夠大幅度降低氣體中的含塵量，減小了下游氣體處理裝置的負荷，提高了產物的品質。需要說明的是，上述氣體入口 21和氣體導出口 15可組裝地或間接地連通，例如，氣體入口 21和氣體導出口 15通過法蘭盤固定連通。優選地，過濾組件23沿豎直方向設置，包括:第一錯流部231和第二錯流部232。第一錯流部231包括至少兩個間隔設置的第一錯流板，每個第一錯流板沿遠離氣體入口 21方向向下延伸。第二錯流部232包括至少兩個間隔設置的第二錯流板，每個第二錯流板沿遠離氣體出口 22方向向下延伸。顆粒物料層填充于第一錯流部231和第二錯流部232之間。由氣體入口 21導入的氣體依次穿過第一錯流部231、顆粒物料層和第二錯流部232后由氣體出口 22導出。設置第一錯流部231和第二錯流部232能夠防止填充于顆粒物料層中的物料泄漏，起到阻擋的作用。 具體地，第一錯流部231設置于靠近氣體入口 21的位置，至少兩個第一錯流板彼此平行間隔設置；第二錯流部232設置于靠近氣體出口 22的位置，至少兩個第二錯流板彼此平行間隔設置。而且，每個第一錯流板與水平面之間具有第一夾角，每個第二錯流板與水平面之間具有第二夾角，第一夾角和第二夾角的大小均可調整。設置“百葉窗結構”的第一錯流部231和第二錯流部232，可以根據氣體的除塵效果，使相鄰的第一錯流板之間的間距因第一夾角的改變而改變，第二錯流板之間的間距因第二夾角的改變而改變，從而有助于提聞除塵效果。過濾組件23包括設置于過濾組件23上端部的物料入口 233和設置于過濾組件23下端部的物料出口 234。物料入口 233和物料出口 234沿豎直方向對應設置，形成顆粒物料層的物料通過物料入口 233進行填充，并通過物料出口 234排出。優選地，物料入口 233的上方可以設置有對進入顆粒物料層中的物料進行篩選、加熱的篩選加熱裝置以及用于控制物料填充量的第一計量輸送裝置。物料出口 234的下方設置有對排出顆粒物料層中的物料進行冷凝的冷凝裝置和用于控制物料排放量的第二計
量輸送裝置。需要說明的是，顆粒物料層中的物料溫度為500°C至800°C。設置溫度為500°C至SOO0C的顆粒物料，能夠使熱解產生的氣相產物在不冷凝的條件下完成過濾除塵操作，不會
影響產物的產量。
顆粒物料層中的物料可以包括熱半焦、瓷球或石沙。而且顆粒物料層中的物料可以根據除塵效果及過濾阻力進行及時更新。本發明實施例中的過濾裝置20還包括對第一錯流部231進行清理的清堵裝置。具體地，清堵裝置包括固定設置于外殼25內部的清堵爪鉤24，清堵爪鉤24的第一端設置有多個清理單元，每個清理單元對應嵌入至少兩個間隔設置的第一錯流板之間的間隙中。清堵爪鉤24的第二端設置有延伸至外殼25外部的把手。當過濾裝置20正常工作時，清堵爪鉤24位于第一錯流部231的端側。當第一錯流部231發生堵塞時，可拉動延伸至外殼25外部的把手從而帶動多個清理單元對第一錯流部231進行清理。需要說明的是，本發明實施例中熱解器本體10的進料口 12設置于殼體11的上端部，包括至少兩根一級分流進料口，上述至少兩根一級分流進料口分別用于將原料煤和高溫固體顆粒分開導入到熱解器本體10內部。如圖1所示，本發明實施例中的熱解器本體10還包括折料斗13，折料斗13包括第一擴散部，其用于對由進料口 12進入的原料煤和高溫固顆粒進行擴散；折料斗13設置在殼體12內，且折料斗13位于進料口 12的下方。使用時，當原料煤和高溫固體顆粒由進料口 12進入后，落到第一擴散部上，并在第一擴散部的作用下向四周散開，從而使高溫固體顆粒和原料煤在分散地散落到殼體12的底部之前，先經過充分的混合，以取得較好的混合效果，解決了原料煤和高溫固體顆粒混合不充分的問題。此外，本發明還具有結構簡單、成本低的特點。優選地，如圖1所示，折料斗13還包括第一收集部和第二擴散部，第一擴散部、第一收集部和第二擴散部 依次設置，這樣，當高溫固體顆粒和原料煤由進料口 12進入后，首先被第一擴散部向四周分散地分配出去。然后，再由第一收集部對分散開的物料進行收集和混合。接著，再將被第一收集部收集并混合后的物料排出，并由第二擴散部進行二次擴散，從而進一步提高了原料煤和高溫固體顆粒的混合效果。本實施例中的第一擴散部與進料口 12之間的垂直距離、第一擴散部和第一收集部之間的垂直距離、第一收集部和第二擴散部之間的垂直距離均為Omm至IOOmm之間。特別地，第一擴散部的尺寸小于第一收集部的尺寸。這樣，以便使由第一擴散部擴散出去的原料煤和高溫固體顆粒的混合物更方便地落入第一收集部內。當然，也可以設置多個第一收集部，將多個第一收集部均勻地圍繞第一擴散部設置，分別對由第一擴散部分散開的物料進行收集。例如，第一擴散部和第二擴散部是錐形的，且錐形的第一擴散部和第二擴散部的尖端向上。進一步地，第一收集部是錐形的，且第一收集部的大端向上。當然，第一擴散部、第二擴散部和第一收集部也可以是其它形狀的，只要能夠便于物料的收集或擴散即可。優選地，第一擴散部、第一收集部和第二擴散部從上到下依次設置在支架上。支架可以通過法蘭或焊接等方式與殼體11的固定連接。由于采用了支架的形式，因此，可以使在反應過程中生成的氣體可以很容易地通過設置在殼體11上的氣體導出口 15排出。在一個優選的實施例中，如圖1所示，熱解器還包括出料閥，出料閥設置在殼體11的卸料口 14處。由進料口 12進入的原料煤和高溫固體顆粒經過折料斗13后，堆積在熱解器的底部，并具有一定聞度的料位。待混合物料在移動床熱解器內停留足夠的反應時間后，經過出料閥排出。例如，出料閥可以是扇形閥。這樣，就可以通過對扇形閥的開度的控制，來達到控制出料速度、出料量以及高溫固體顆粒和原料煤在熱解器內的停留時間等目的。優選地，熱解器還包括用于驅動出料閥的驅動裝置。進一步地，驅動裝置包括電推桿或液壓推桿。這樣，可以通過電機控制電推桿或液壓推桿的行程來調整扇形閥的開度。通過這種簡單而有效的方式，操作人員可以通過對電推桿或液壓推桿的行程的觀察，判斷出扇形閥的狀態，具有操作安全可靠的特點。優選地，殼體11的內部可內襯防火耐熱材料，如耐高溫澆注材料。也可以采用耐高溫鋼或者耐火磚。如果在需要進一步加強物料的預混效果，可以調整折流斗中的擴散部和收集部的數量和角度。如果需要降低熱解器的高度，在滿足預混效果的前提下，也可以考慮減少折流斗中的擴散部和收集部的數量。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果:原料煤熱解產生的混合氣體產物通過過濾裝置中的顆粒物料層后，大幅度降低了氣體中的含塵量，減小了下游氣體處理裝置的負荷，提高了產物的品質。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種熱解器，包括: 熱解器本體(10)，包括殼體(11)以及設置于所述殼體(11)上的進料口(12)、卸料口(14)和氣體導出口(15)； 過濾裝置(20)，包括外殼(25)以及設置于所述外殼(25)上的氣體入口(21)、氣體出口(22)，所述氣體入口(21)與所述氣體導出口(15)連通； 其特征在于， 所述過濾裝置(20)還包括設置于所述氣體入口(21)和所述氣體出口(22)之間的過濾組件(23)，所述過濾組件(23)內填充有用于過濾由所述氣體入口(21)導入的氣體的顆粒物料層。
2.根據權利要求1所述的熱解器，其特征在于，所述過濾組件(23)沿豎直方向設置，包括: 第一錯流部(231)，包括至少兩個間隔設置的第一錯流板，每個所述第一錯流板沿遠離所述氣體入口(21)方向向下延伸； 第二錯流部(232)，包括至少兩個間隔設置的第二錯流板，每個所述第二錯流板沿遠離所述氣體出口(22)方向向下延伸； 所述顆粒物料層填充于所述第一錯流部(231)和所述第二錯流部(232)之間，由所述氣體入口(21)導入的氣體依次穿過所述第一錯流部(231)、所述顆粒物料層和所述第二錯流部(232)后由所述氣體出口(22)導出。
3.根據權利要求2所述的熱解器，其特征在于，所述第一錯流部(231)設置于靠近所述氣體入口(21)的位置，所述至少兩個第一錯流板彼此平行間隔設置；所述第二錯流部(232)設置于靠近所述氣體出口(22)的位置，所述至少兩個第二錯流板彼此平行間隔設置。
4.根據權利要求3所述的熱解器，其特征在于，每個所述第一錯流板與水平面之間具有第一夾角，每個所述第二錯流板與水平面之間具有第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角的大小均可調。
5.根據權利要求1所述的熱解器，其特征在于，所述過濾組件(23)包括設置于所述過濾組件(23)上端部的物料入口(233)和設置于所述過濾組件(23)下端部的物料出口(234)，所述物料入口(233)和所述物料出口(234)沿豎直方向對應設置，形成所述顆粒物料層的物料通過所述物料入口(233)進行填充，并通過所述物料出口(234)排出。
6.根據權利要求5所述的熱解器，其特征在于，所述物料入口(233)的上方設置有對進入所述顆粒物料層中的物料進行篩選、加熱的篩選加熱裝置和用于控制物料填充量的第一計量輸送裝置。
7.根據權利要求5所述的熱解器，其特征在于，所述物料出口(234)的下方設置有對排出所述顆粒物料層中的物料進行冷凝的冷凝裝置和用于控制物料排放量的第二計量輸送>j-U ρ α裝直。
8.根據權利要求2所述的熱解器，其特征在于，所述過濾裝置(20)還包括對所述第一錯流部(231)進行清理的清堵裝置。
9.根據權利要求8所述的熱解器，其特征在于，所述清堵裝置包括清堵爪鉤(24)，所述清堵爪鉤(24)的第一端設置有多個清理單元，每個所述清理單元對應嵌入至少兩個所述間隔設置的第一錯流板之間的間隙中。
10.根據權利要求9所述的熱解器，其特征在于，所述清堵爪鉤(24)的第二端設置有延伸至所述外殼(25)外部的把手。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的熱解器，其特征在于，所述顆粒物料層中的物料溫度為500°C至800°C。
12.根據權利要求1至10中任一項所述的熱解器，其特征在于，所述顆粒物料層中的物料包括熱半焦 、瓷球或石沙。
全文摘要
本發明提供了一種熱解器，包括熱解器本體，包括殼體以及設置于殼體上的進料口、卸料口和氣體導出口；過濾裝置，包括外殼以及設置于外殼上的氣體入口、氣體出口，氣體入口與氣體導出口連通；過濾裝置還包括設置于氣體入口和氣體出口之間的過濾組件，過濾組件內填充有用于過濾由氣體入口導入的氣體的顆粒物料層。應用本發明的熱解器，原料煤熱解產生的混合氣體產物通過過濾裝置中的顆粒物料層后，大幅度降低了氣體中的含塵量，減小了下游氣體處理裝置的負荷，提高了產物的品質。
文檔編號C10B49/16GK103242873SQ20131021053
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月30日 優先權日2013年5月30日
發明者郭治, 杜萬斗, 麻林, 張魁, 王曉雷, 郎爽, 張翠清, 仝勝錄, 詹潔 申請人:神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司