[实用新型]多功能含碳物质热解评价装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多功能含碳物质热解评价装置。

背景技术

2012年我国煤炭产量36.5亿吨，约占一次能源生产总量78.4％，煤炭消费约占一次能源消费总量72.6％。同时，国际石油价格持续攀升并高位振荡，2012年，中国消费石油4.89亿吨，石油净进口2.84亿吨，对外依存度58％，比上年提高1.5％。煤化工与石油化工相比具备了一定的竞争力。因此，发展煤炭的低碳、清洁、高效利用对缓解可持续发展压力以及能源战略安全问题具有重大意义。煤在隔绝空气的条件下进行加热，在不同的温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程称为煤的热解，也叫煤的干馏或热分解。煤的干馏是气化、燃烧等其它化学过程的第一步，也是实现煤炭煤分质梯级利用的必要过程。

目前常见的干馏技术按加热方式可分为外热式和内热式。内热式干馏技术以高温气体或固体热载体与物料直接接触换热进行热解，该类技术虽然具有传热效率高且加热速率快的优点，但突出问题是热解过程中由于夹带、混合等作用导致煤气与焦油中含尘量高，后续分离和处理工艺复杂。外热式干馏技术通过加热壁向物料传热，物料层由外向内导热升温，在该过程中由于物料的导热性差，导致物料升温速率低、物料温度分布不均匀、热解油、气溢出阻力大、停留时间长等不利因素。可见，强制对流换热技术的引入是解决外热式干馏技术缺陷的一种途径。同时，在增强传热效果的同时如何尽量控制粉尘夹带也是必要的研究课题。

现有的含碳物质热解评价装置与方法中，如中国专利CN202450043U、CN 103131453 A等热解评价系统中均未涉及到对热解过程含尘量的考察、强制对流换热试验方法以及对两者之间影响关系的研究。

实用新型内容

本实用新型针对现有内热式和外热式干馏技术中对粉尘夹带和强制对流换热协同作用研究的不足，提供了一种将低温干馏、强制对流换热、加氢热解以及含尘测量等多种功能有效结合的多功能含碳物质热解评价装置及评价方法。本实用新型可完成不同种类的煤、生物质、垃圾、废旧轮胎、废旧有机物、有机污泥等含碳物的热解工艺评价试验。

本实用新型提供了一种多功能含碳物质热解评价装置，其包括：反应器1、冷凝装置或含尘量测试装置16、气体油水分离器8、分离器储液罐9、第一气体流量计10、储气罐11、气体强制循环装置；

其中，反应器1、冷凝装置或含尘量测试装置16、气体油水分离器8、第一气体流量计10、储气罐11依次连通；气体油水分离器8的液出口与分离器储液罐9相连；

所述冷凝装置包括：过滤器2、一级冷凝器3、二级冷凝器4、一级冷凝器储液罐6、二级冷凝器储液罐7；其中，过滤器2、一级冷凝器3、二级冷凝器4依次连通；过滤器2与反应器1的气体出口相连；一级冷凝器3的液出口与一级冷凝器储液罐6相连；二级冷凝器4的液出口与二级冷凝器储液罐7相连；

所述含尘量测试装置16包括：冷井20、放置在冷井20中的洗气瓶21；所述冷井20为多级冷井，优选为三级冷井或多于三级的冷井；

所述气体强制循环装置包括：配气系统19或配气系统19和循环泵12、混气罐13、第二气体流量计14、气体预热器15；其中，配气系统19或配气系统19和循环泵12依次与混气罐13、第二气体流量计14、气体预热器15连通；循环泵12与储气罐11相连，气体预热器15与反应器1气体入口相连。

根据本实用新型的多功能含碳物质热解评价装置还包括：制冷机组5；其中，制冷机组5的两个冷却液出口分别与一级冷凝器3和二级冷凝器4的冷却液入口相连通；一级冷凝器3和二级冷凝器4的冷却液出口分别与制冷机组5的两个冷却液入口相连通。

本实用新型的多功能含碳物质热解评价装置还包括：多个压力程序控制装置17以及多个温度程序控制装置18，其中，反应器1的气体出口、二级冷凝器4的气体出口或者含尘量测试装置16的气体出口、混气罐13上分别布置有压力程序控制装置17；二级冷凝器4的气体出口或者含尘量测试装置16的气体出口、预热器15出口分别布置有温度程序控制装置18；

制冷机组5的两个冷却液出口分别布置有温度程序控制装置18。

温度程序控制装置18的温度控制精度±3℃，压力程序控制装置17的压力控制精度±0.5％F.S.。

根据本实用新型的多功能含碳物质热解评价装置，反应器1设置有能耗监测系统和DCS系统。

根据本实用新型的多功能含碳物质热解评价装置，反应器1设置有热电偶。