[发明专利]一种高温三段式余热回收热解反应器

说明书

技术领域

本发明属于化工中的有机原料的热解反应器，具体涉及一种高温三段式余热回收热解反应器。

背景技术

各种有机原料如煤炭、生物质、油页岩等蕴藏大量的油气资源，可以通过隔绝空气热解的方法得到大量的、宝贵的油气资源，对于补充我国的能源需求具有重大意义。目前热解反应器开发的工艺主要有国外的Tscoal工艺、流化床工艺及国内的DG法和旋转窑反应器等，从系统流程中来看，都存在工艺流程复杂，热利用效率低等问题，造成热解系统运行的可靠性差，并且成本很高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种高温三段式余热回收热解反应器，其结构简单，且利用上段高温热解区产生的热解高温半焦作为中段中低温热解区的热载体，实现了对含碳有机物的分段热解利用，并对高温半焦的余热进行充分回收，从而降低热解工艺中的能耗，并且实现工艺的简化。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种高温三段式余热回收热解反应器，包括：炉体、加热装置、收料装置、布料锥和换热装置，所述炉体的内腔沿高度方向依次分为上段高温热解区、中段中低温热解区和下段余热回收区，其中，在所述上段高温热解区设有所述收料装置和多层所述加热装置，其中，所述收料装置设置于多层所述加热装置的下方，用于收集热解产生的高温半焦；在所述中段中低温热解区设有多层错位布置的所述布料锥，每层所述布料锥均为多个；在所述下段余热回收区设有所述换热装置，所述换热装置的出口与所述加热装置的空气入口相连，将换热后的冷却介质作为燃料返送入所述加热装置。

进一步的，所述收料装置为锥形料斗，其底部设有混料出口，侧部设有贯穿所述炉体的第二进料口，常温物料通过所述第二进料口进入所述锥形料斗与所述高温半焦混合，下落至所述布料锥上进行充分混合接触热解，得到混合半焦。

进一步的，所述加热装置的层数为10-30层，每层所述加热装置包括多个加热装置。

进一步的，所述加热装置为蓄热式辐射管，其还包括：贯穿所述炉体的燃气入口和废烟气出口，在所述加热装置中产生1000℃以上的烟气。

进一步的，所述布料锥的层数为8-20层，每相邻两层的间距为100-400mm，每层中相邻两个布料锥的间距为50-300mm。

进一步的，所述布料锥的为棱长为50-200mm的正三棱锥。

进一步的，所述炉体包括：第一进料口、上段热解气出口、下段热解气出口和冷焦出料口，其中，所述第一进料口设置于所述炉体的顶部，所述上段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述上段高温热解区的下侧，所述下段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述中段中低温热解区的下侧，所述冷焦出料口设置于所述炉体的底部。

进一步的，还包括：外置连接管，其设置于所述炉体外，且所述外置连接管的两端分别与所述加热装置的空气入口和所述换热装置的出口相连。

进一步的，所述冷却介质为冷空气，所述冷空气换热后升温至300-400℃通过所述外置连接管进入所述上段高温热解区的加热装置中与燃气燃烧，所述混合半焦经过换热后温度降至60℃后通过皮带机外排。

进一步的，所述上段高温热解区、中段中低温热解区和下段余热回收区的竖直长度比例为3:2:1-5:3:1。

本发明的有益效果至少包括：

1）本发明所述的高温三段式余热回收热解反应器结构简单，采取三段式热解反应，得到不同的产物，实现对物料的最大程度利用；

2）本发明利用上段高温热解区产生的热解高温半焦作为中段中低温热解区的热载体，实现了对含碳有机物的分段热解利用，并对高温半焦的余热进行充分回收，实现能量的充分利用，从而降低热解工艺中的能耗，并且实现工艺的简化。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，炉体1、第一进料口101、上段热解气出口102、下段热解气出口103、冷焦出料口104、加热装置2、空气入口201、燃气入口202、废烟气出口203、收料装置3、混料出口301、第二进料口302、布料锥4、换热装置5、换热装置的入口501、换热装置的出口502、外置连接管6、上段高温热解区7、中段中低温热解区8、下段余热回收区9。

具体实施方式