專利名稱：分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤加熱裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置。
背景技術(shù)：
熱解是指物質(zhì)受熱發(fā)生分解的反應(yīng)過(guò)程，許多無(wú)機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)被加熱到一定程度時(shí)都會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。煤加熱裂解是煤化工的重要過(guò)程之一，是指煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤氣等產(chǎn)物的過(guò)程。按加熱終溫的不同，煤熱解可分為三種類型900 1100°C為高溫?zé)峤猓?00 900°C為中溫?zé)峤?，?00 600°C則稱為低溫?zé)峤狻Ｄ壳埃旱蜏責(zé)峤庖话悴捎霉腆w熱載體內(nèi)熱式的方法，其適用的裝置一般包括給料器、反應(yīng)器、除塵器和分離塔等幾個(gè)部分。該方法首先是將初步預(yù)熱的小塊原料煤同催化劑在給料器內(nèi)混合。然后，從給料器出來(lái)的煤塊和催化劑進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并且在500 600°C環(huán)境下進(jìn)行氣固分離，得到半焦和揮發(fā)物。該揮發(fā)物占煤塊質(zhì)量的分?jǐn)?shù)稱為揮發(fā)份產(chǎn)率或簡(jiǎn)稱為揮發(fā)份。半焦重新送入反應(yīng)器進(jìn)行熱解反應(yīng)，以得到更高的油氣轉(zhuǎn)化率。揮發(fā)物在催化劑的作用下發(fā)生裂解，然后要經(jīng)過(guò)除塵器進(jìn)行除塵的處理，最終回收得到油類和煤氣。最后，將回收到的油類送入分離塔中，在100 600°C范圍內(nèi)的不同溫度下進(jìn)行分離處理，最終分別得到汽油、柴油等多種產(chǎn)物。目前，煤低溫?zé)峤馑捎玫慕o料器和反應(yīng)器中，其分別設(shè)有物料推送裝置，于是物料(原料煤塊和催化劑)可以由給料器推送到反應(yīng)器中。這種物料推送裝置可以為螺旋推送帶。在進(jìn)行了熱解反應(yīng)后，物料再由反應(yīng)器的出料口排出?，F(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)方案存在的技術(shù)問(wèn)題是反應(yīng)器中煤塊因受熱而氣固分離，生成的揮發(fā)物脫離煤層上升至反應(yīng)器中的上部空間。揮發(fā)物不能與摻混在原料煤塊中的催化劑充分的接觸，進(jìn)而導(dǎo)致目前的煤低溫?zé)峤庋b置中不能進(jìn)行高效的熱解反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有煤低溫?zé)峤庋b置熱解效率低下的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有可以進(jìn)行高效熱解反應(yīng)的，分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，包括催化劑噴送器，給料器和反應(yīng)器；所述給料器與反應(yīng)器相連，用來(lái)向所述反應(yīng)器提供原料煤塊；所述反應(yīng)器用來(lái)對(duì)原料煤塊進(jìn)行熱解處理；所述催化劑噴送器包括連通至所述反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑噴管。在上述技術(shù)方案中，所述催化劑噴管在所述反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有多個(gè)催化劑噴出口 ；多個(gè)所述催化劑噴出口中第一催化劑噴出口設(shè)置在所述反應(yīng)器中溫度不低于550°C的區(qū)域；第二催化劑噴出口設(shè)置在所述反應(yīng)器中溫度在高于350°C且低于550°C的區(qū)域；第三催化劑噴出口設(shè)置在所述反應(yīng)器中溫度不高于350°C的區(qū)域。
在上述技術(shù)方案中，所述第一催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口的5-15倍；所述第二催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口的5-15 倍。在上述技術(shù)方案中，所述第一催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口的10倍；所述第二催化劑噴出口的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口的10倍。在上述技術(shù)方案中，所述催化劑噴送器還包括催化劑儲(chǔ)罐，催化劑暫存室和噴吹裝置；所述催化劑儲(chǔ)罐下端與所述催化劑暫存室相連；所述催化劑暫存室與所述催化劑噴管相連；所述噴吹裝置用來(lái)將落入到所述催化劑暫存室中的催化劑，通過(guò)所述催化劑噴管吹入到所述反應(yīng)器中。 在上述技術(shù)方案中，所述催化劑儲(chǔ)罐通過(guò)設(shè)置在下端的催化劑計(jì)量器與所述催化劑暫存室相連，所述催化劑計(jì)量器用來(lái)控制所述催化劑儲(chǔ)罐的催化劑流出速度。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，在反應(yīng)器中設(shè)有催化劑噴出口，使得揮發(fā)物可以與噴射出來(lái)的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。本發(fā)明的分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，催化劑噴管設(shè)有多個(gè)催化劑噴出口。每個(gè)催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應(yīng)器中所處區(qū)域的溫度相關(guān)，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢。從而，可以提高催化劑在反應(yīng)器中的利用率。


圖I是本發(fā)明的分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I所示的煤低溫?zé)峤庋b置中反應(yīng)器部分的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的附圖標(biāo)記表示為I-第一催化劑噴出口 ；2_第二催化劑噴出口 ；3_第三催化劑噴出口 ；4_催化劑噴管；5_空位分配器；6_催化劑暫存室；7_第一止逆閥；8_噴吹裝置；9_催化劑計(jì)量器；10-催化劑儲(chǔ)罐；11-第二止逆閥；12_筒狀過(guò)濾器；13_低溫煤計(jì)量器；14-給料器；15_反應(yīng)器；16-催化劑噴送器；17-冷卻水進(jìn)口； 18-冷卻水出口； 19-低溫煤進(jìn)口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖I和圖2顯示了本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置的一種具體實(shí)施方式
。一種分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，包括催化劑噴送器16，給料器14，反應(yīng)器15以及除塵器和分離塔。其中，所述給料器14與反應(yīng)器15相連，用來(lái)向所述反應(yīng)器15提供原料煤塊。所述反應(yīng)器15用來(lái)對(duì)原料煤塊進(jìn)行熱解處理。所述催化劑噴送器16包括連通至所述反應(yīng)器15內(nèi)部的催化劑噴管4，催化劑儲(chǔ)罐10，催化劑暫存室6和噴吹裝置8，其中，圖I中的噴吹裝置8具體為一個(gè)設(shè)有電磁閥的鼓風(fēng)機(jī)。所述催化劑儲(chǔ)罐10通過(guò)設(shè)置在下端的催化劑計(jì)量器9與所述催化劑暫存室6相連，所述催化劑計(jì)量器9用來(lái)控制所述催化劑儲(chǔ)罐10的催化劑流出速度。所述催化劑暫存室6與所述催化劑噴管4相連。所述噴吹裝置8用來(lái)將落入到所述催化劑暫存室6中的催化劑，通過(guò)所述催化劑噴管4吹入到所述反應(yīng)器15中。本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置，所述催化劑噴管4在所述反應(yīng)器15內(nèi)部設(shè)有多個(gè)催化劑噴出口。如圖2所示，多個(gè)所述催化劑噴出口中第一催化劑噴出口 I設(shè)置在所述反應(yīng)器15中溫度最高的區(qū)域，該區(qū)域的溫度不低于550°C，位于靠近反應(yīng)器物料出口的一端；第二催化劑噴出口 2設(shè)置在所述反應(yīng)器15的中部，溫度在高于350°C，且低于550°C的區(qū)域；第三催化劑噴出口 3設(shè)置在所述反應(yīng)器15中靠近物料進(jìn)口一端的區(qū)域，該區(qū)域的溫度一般不高于350°C。所述第一催化劑噴出口 I的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口 2的10倍；所述第二催化劑噴出口 2的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口 3的10倍。不同的催化劑噴出口在相同時(shí)間內(nèi)噴出的催化劑的劑量不同，可以通過(guò)多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如可以控制不同催化劑噴出口的大小，使得開(kāi)口大的催化劑噴出口噴出的催化劑更多一些；也可以控制不同催化劑噴出口噴出的催化劑氣流的流速；當(dāng)然，還可以是控制不同催化劑噴出口噴出的氣流中催化劑的質(zhì)量百分含量。高溫區(qū)域(溫度不低于550°C的區(qū)域)中產(chǎn)生的揮發(fā)物最多，這個(gè)區(qū)域中加入最大量的催化劑可以滿足快速的催化熱解的需要。同理，在溫度相對(duì)較低的低溫區(qū)域(溫度不高于350°C的區(qū)域)中產(chǎn)生的揮發(fā)物最少，少量的催化劑 就可以滿足催化熱解的要求。中溫區(qū)域(溫度介于350°C和550°C之間的區(qū)域)中的噴出的催化劑的劑量介于上述高溫區(qū)域和低溫區(qū)域之間。由于每個(gè)催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應(yīng)器中所處區(qū)域的溫度相關(guān)，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢，從而提高了催化劑在反應(yīng)器中的利用率。此外，如圖I所示，本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置，在催化劑噴送器16和給料器14之間，催化劑噴管4外部還設(shè)有空位分配器5，該空位分配器5設(shè)有冷卻水進(jìn)口 17和冷卻水出口 18，可以對(duì)這段催化劑噴管4進(jìn)行水冷冷卻。本發(fā)明的分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，在反應(yīng)器中設(shè)有催化劑噴管，使得揮發(fā)物可以與噴射出來(lái)的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。本發(fā)明的煤低溫?zé)峤庋b置在工作過(guò)程中，首先原料煤塊通過(guò)低溫煤進(jìn)口 19，經(jīng)過(guò)低溫煤計(jì)量器13進(jìn)入到給料器14內(nèi)，然后由螺旋輸送裝置送入到反應(yīng)器15內(nèi)部。低溫煤計(jì)量器13的作用是控制煤塊的給入量。另外一方面，催化劑從筒狀過(guò)濾器12，經(jīng)由第二止逆閥11充入到催化劑噴送器16的催化劑儲(chǔ)罐10內(nèi)。所述催化劑儲(chǔ)罐10下端的催化劑計(jì)量器9通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)，將納米級(jí)粉粒狀的催化劑向下放入到催化劑暫存室6內(nèi)。然后噴吹裝置8的鼓風(fēng)機(jī)和電磁閥都開(kāi)啟，強(qiáng)風(fēng)氣流經(jīng)由第一止逆閥7吹入催化劑暫存室6，將催化劑經(jīng)由通過(guò)空位分配器5和給料器14的催化劑噴管4，噴送到反應(yīng)器15內(nèi)部。所述催化劑噴管4在反應(yīng)器15內(nèi)部設(shè)有三個(gè)催化劑噴出口，其中第一催化劑噴出口 I設(shè)置在所述反應(yīng)器15中溫度最高的區(qū)域，噴出的催化劑最快，最多；第二催化劑噴出口 2設(shè)置在所述反應(yīng)器15的中部，噴出的催化劑是第一催化劑噴出口 I噴出的十分之一；第三催化劑噴出口 3設(shè)置在所述反應(yīng)器15中溫度最低的區(qū)域，噴出的催化劑最慢，最少，噴出的催化劑是第二催化劑噴出口 2的十分之一。然后，經(jīng)過(guò)催化熱解的揮發(fā)物經(jīng)由除塵器，送入到分離塔中進(jìn)行分離處理。上述步驟由于不是本發(fā)明的發(fā)明要點(diǎn)，故在此不再贅述。
在其他的具體實(shí)施方式
中，第一、第二和第三催化劑噴出口的催化劑噴出劑量的比例關(guān)系還可以是由第一催化劑噴出口噴出的催化劑的劑量是第二催化劑噴出口的5倍或者15倍；由第二催化劑噴出口噴出的催化劑的劑量是第三催化劑噴出口的5倍或者15倍。每個(gè)催化劑噴出口噴出催化劑的速度與該催化劑噴出口在反應(yīng)器中所處區(qū)域的溫度相關(guān)，高溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度快，而低溫區(qū)域的催化劑噴出口噴出催化劑的速度慢。不同的催化劑噴出口具體噴出催化劑的劑量，可以根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)的揮發(fā)物的濃度來(lái)設(shè)置，進(jìn)而，起到提高催化劑在反應(yīng)器中的利用率的作用。具體的技術(shù)方案在此不再贅述。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō) 明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，包括催化劑噴送器(16)，給料器(14)和反應(yīng)器(15)； 所述給料器(14)與反應(yīng)器(15)相連，用來(lái)向所述反應(yīng)器(15)提供原料煤塊；所述反應(yīng)器(15)用來(lái)對(duì)原料煤塊進(jìn)行熱解處理； 所述催化劑噴送器(16 )包括連通至所述反應(yīng)器(15 )內(nèi)部的催化劑噴管(4 )。
2.如權(quán)利要求I所述的煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，所述催化劑噴管(4)在所述反應(yīng)器(15)內(nèi)部設(shè)有多個(gè)催化劑噴出口 ；多個(gè)所述催化劑噴出口中 第一催化劑噴出口(I)設(shè)置在所述反應(yīng)器(15)中溫度不低于550°C的區(qū)域； 第二催化劑噴出口(2)設(shè)置在所述反應(yīng)器(15)中溫度在高于350°C且低于550°C的區(qū)域； 第三催化劑噴出口(3)設(shè)置在所述反應(yīng)器(15)中溫度不高于350°C的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，所述第一催化劑噴出口(I)的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口(2)的5-15倍；所述第二催化劑噴出口(2)的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口(3)的5-15倍。
4.如權(quán)利要求3所述的煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，所述第一催化劑噴出口(I)的催化劑噴出速度為所述第二催化劑噴出口(2)的10倍；所述第二催化劑噴出口(2)的催化劑噴出速度為所述第三催化劑噴出口(3)的10倍。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，所述催化劑噴送器(16)還包括催化劑儲(chǔ)罐(10)，催化劑暫存室(6)和噴吹裝置(8);所述催化劑儲(chǔ)罐(10)下端與所述催化劑暫存室(6)相連；所述催化劑暫存室(6)與所述催化劑噴管(4)相連； 所述噴吹裝置(8)用來(lái)將落入到所述催化劑暫存室(6)中的催化劑，通過(guò)所述催化劑噴管(4)吹入到所述反應(yīng)器(15)中。
6.如權(quán)利要求5所述的煤低溫?zé)峤庋b置，其特征在于，所述催化劑儲(chǔ)罐(10)通過(guò)設(shè)置在下端的催化劑計(jì)量器(9 )與所述催化劑暫存室(6 )相連，所述催化劑計(jì)量器(9 )用來(lái)控制所述催化劑儲(chǔ)罐(10)的催化劑流出速度。
全文摘要
分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，包括催化劑噴送器，給料器和反應(yīng)器；所述給料器與反應(yīng)器相連，用來(lái)向所述反應(yīng)器提供原料煤塊；所述反應(yīng)器用來(lái)對(duì)原料煤塊進(jìn)行熱解處理；所述催化劑噴送器包括連通至所述反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑噴管。本發(fā)明的分段催化式煤低溫?zé)峤庋b置，在反應(yīng)器中設(shè)有催化劑噴出口，使得揮發(fā)物可以與噴射出來(lái)的催化劑充分混合、接觸，可以加快煤的熱解。
文檔編號(hào)C10B57/06GK102757804SQ201210249789
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者蘇忠 申請(qǐng)人:蘇忠