移動床催化快速熱解反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于對傳統(tǒng)化石燃料進(jìn)行快速熱解處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用 新型涉及移動床催化快速熱解反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣是最為清潔、熱值高的傳統(tǒng)能源，并且其運(yùn)輸非常方便，適合于工業(yè)化及民 用。然而，我國當(dāng)前富煤少氣，在產(chǎn)業(yè)化路線中受到了非常大的限制。生物質(zhì)資源和低階性 煤炭（比如褐煤、長焰煤等）的揮發(fā)分高、熱值較低，并且其中含有大量的高附加值化學(xué)品， 直接作為燃料使用會造成大大的浪費(fèi)。因此，非常有必要先將其中的高附加值化學(xué)品取出， 剩余的含碳量較高的半焦成分再進(jìn)行燃燒或其它行業(yè)應(yīng)用。
[0003] 快速熱解由于能夠獲得最高能量密度的液相產(chǎn)品，是目前最為常用的方法，所采 用的裝置主要有流化床、固定床反應(yīng)器等。然而，此類方法獲得的液相產(chǎn)品中化學(xué)成分異常 復(fù)雜，一般有數(shù)百上千乃至上萬種物質(zhì)，具有粘度大、密度高的特點(diǎn)，難以直接作為燃料油 使用。而目前對其進(jìn)行加氫的路線工業(yè)上存在一些問題，尚未完成業(yè)內(nèi)成熟的工藝裝置。因 此，副產(chǎn)的液相產(chǎn)品便制約著快速熱解工藝的推廣。
[0004] 催化熱解的提出有效解決了上述問題。首先，通過催化的方式，將其中的大分子化 學(xué)品原位轉(zhuǎn)化成小分子的物質(zhì)，大大降低了重質(zhì)焦油產(chǎn)率;其次，此類小分子物質(zhì)可以是工 業(yè)上有大量需求的呋喃類或酚類物質(zhì)，能夠有效緩解對石油資源的依賴，而非直接用于燃 燒;再次，在熱解過程中進(jìn)行催化，能夠有效減少大分子化合物的二次聚合反應(yīng)，極大地降 低了結(jié)焦可能性;最后，催化熱解提高了氣相產(chǎn)率，該氣相產(chǎn)品有很高的熱值和反應(yīng)活性， 可用于直接燃燒或合成LNG。
[0005] 因此，現(xiàn)有的熱解技術(shù)還有待進(jìn)一步改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)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(shí) 用新型的一個目的在于提出一種移動床催化快速熱解反應(yīng)器，該移動床催化快速熱解反應(yīng) 器適于針對生物質(zhì)及煤炭資源進(jìn)行快速熱解，具有大幅提高氣相產(chǎn)率并降低液相產(chǎn)率的優(yōu) 點(diǎn)。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提出了一種移動床催化快速熱解反應(yīng) 器，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器包括：
[0008]蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層 具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管；
[0009]布料錐，所述布料錐布置在所述蓄熱式輻射管的上方并覆蓋所述蓄熱式輻射管的 上表面的一部分；
[0010]催化劑加入組件，所述催化劑加入組件包括:催化劑儲罐、催化劑栗、催化劑主管 以及與所述催化劑主管相連通的催化劑支管，其中，所述催化劑栗連接至所述催化劑儲罐 和所述催化劑主管，所述催化劑支管延伸穿過所述反應(yīng)器的側(cè)壁伸入所述反應(yīng)器內(nèi)，所述 催化劑支管上設(shè)置有多個催化劑噴口。
[0011]由此，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器采用的蓄熱式輻射 管，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，并且采取蓄熱式輻射管錯層 排列的方式，可以有效地提高了油氣的二次裂解和熱解氣產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益好。同時(shí)在所述蓄 熱式輻射管的上方具有一個布料錐，既能有效防止輻射管上方的結(jié)焦，又有利于打散物料， 進(jìn)而更好地促進(jìn)熱解效果。
[0012] 另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器，還可以具有如 下附加的技術(shù)特征：
[0013] 在本實(shí)用新型中，所述催化劑支管是多個，并且沿所述催化劑主管的長度方向彼 此平行布置。
[0014] 在本實(shí)用新型中，所述催化劑支管上設(shè)置有背壓閥，所述背壓閥布置在所述反應(yīng) 器的外部。
[0015] 在本實(shí)用新型中，所述催化劑支管與所述蓄熱式輻射管層在所述反應(yīng)器的高度方 向上交替布置。由此，可以提高物料的熱解效率。
[0016] 在本實(shí)用新型中，所述反應(yīng)器的進(jìn)料口的側(cè)壁上具有氮?dú)馊肟?。由此，可以將物?打散，便于與催化劑的混合，進(jìn)而提高熱解效率。
[0017] 在本實(shí)用新型中，所述催化劑支管垂直于所述催化劑主管。
[0018] 在本實(shí)用新型中，所述催化劑支管延伸至所述蓄熱式輻射管層的整個層寬度。
【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限 制。
[0021] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提出了一種移動床催化快速熱解反應(yīng) 器。下面參考圖1詳細(xì)描述本實(shí)用新型具體實(shí)施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器，包括:蓄 熱式輻射管10、布料錐20和催化劑加入組件30。
[0022] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器具有位于頂部的進(jìn)料口 11、位于下部 的油氣出口 12、位于側(cè)壁的多個煙氣出口 13以及位于底部的排渣口 14,熱解反應(yīng)器內(nèi)自上 而下形成多個熱解區(qū)，進(jìn)料口 11的側(cè)壁上具有氮?dú)馊肟?15。
[0023] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器的高度為3~20m，熱解反應(yīng)器的寬度 為2~6m。由此，可以實(shí)現(xiàn)對物料的完全熱解。
[0024] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，通過控制輻射管的溫度可以使熱解反應(yīng)器內(nèi)自上 而下可以形成3-4個熱解區(qū)（高度視情況而定）。第一區(qū)輻射管調(diào)節(jié)溫度范圍為500-800°C， 能夠保證物料的充分熱解，剩余區(qū)域輻射管調(diào)節(jié)溫度范圍為450-650 °C，進(jìn)一步加熱一部分 沒有完全熱解的物料，進(jìn)而提尚物料熱解率。米用蓄熱式福射管不僅能提尚系統(tǒng)的熱效率， 而且能夠保證溫度場的均勻性。輻射管定期換向的燃燒方式，使得單根輻射管的表面溫差 只有30°C左右，沒有局部高溫區(qū)。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管10沿?zé)峤夥磻?yīng)器的高度方向多層布 置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管10.由此將蓄熱式輻射管10在熱 解反應(yīng)器內(nèi)沿尚度方向間隔分布，更加有利于提尚物料的停留時(shí)間，提尚熱解效率。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，每層蓄熱式輻射管包括多個平行并且均勻分布的 蓄熱式輻射管且每個蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個蓄熱式輻射 管平行并且沿?zé)峤夥磻?yīng)器高度方向錯開分布。采用上述分布方式更加有利于提高物料經(jīng)螺 旋進(jìn)料器進(jìn)入移動床催化快速熱解反應(yīng)器后的停留時(shí)間，進(jìn)而提高油氣的二次裂解，并進(jìn) 一步地提高熱解產(chǎn)率。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，物料可以在料斗中經(jīng)螺旋進(jìn)料器進(jìn)入移動床催化 快速熱解反應(yīng)器中，在移動床快速催化反應(yīng)器中均勻布置了單向蓄熱式輻射管，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8到10秒，并加熱到 500~600 °C，完成熱解過程。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，每相鄰兩個蓄熱式輻射管的中心之間的水平距離 為200~500mm，每相鄰兩個蓄熱式輻射管的中心之間的垂直距離為200~700mm，蓄熱式輻 射管為管徑200~300mm的圓形或者半圓形輻射管，多層蓄熱式輻射管的層數(shù)為10~25層。 需要解釋的是，相鄰蓄熱式輻射管中心之間的水平距離可以理解為在同層上蓄熱式輻射管 中心之間的距離，而相鄰蓄熱式輻射管中心之間的垂直距離可以理解為相鄰上下兩層間的 相鄰蓄熱式輻射管中心之間的距離。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)該種結(jié)構(gòu)布置可以使得熱解反應(yīng)區(qū)中溫度 場分布均勻，從而可以顯著提高物料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油的收率。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，布料錐20布置在蓄熱式輻射管10的上方并覆蓋蓄 熱式輻射管10的上表面的一部分。由此既能有效防止輻射管上方的結(jié)焦，又有利于打散物 料，進(jìn)而更好地促進(jìn)熱解效果。
[0030] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，催化劑加