[发明专利]一种高压均热快速热解器

说明书

技术领域

本发明属于石化技术领域，具体涉及一种高压均热快速热解器。

背景技术

快速热解是指在无氧或限氧的条件下，将物料快速升温至热解所需温度，使得含碳高分子迅速的发生化学键断裂反应，高温高压的工作环境会对提高热解产物的生成速率有很大的提高。快速热解器目前一般分为流化床、移动床、旋转床等反应装置，并且利用有载体和无载体两种方法来实现温度场的温度分布以及升温速率的要求，然而采用热载体的快速热解器涉及到载体与原料的均布、混合、和反应，以及下游载体与半焦产物的分离、再预热、再输送等一系列复杂工艺，导致故障率提高，整体热效率降低。也有采用无载体间接传热热解器，但是传热效率低，大规模化较难，并且更多是采用矩形截面的热解器，这种形式的热解器仅仅适用于中低温、常压和低压的工况下，针对高温高压的快速热解器目前还需进一步开发。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高压均热快速热解器，采用筒体形式，顶部采用椭球面结构，底部采用锥形结构，其耐压和耐高温能力更强，出料流畅；不仅适用于低压和高压环境而且适用于低温和高温度环境；相对于热载体快速热解反应器，该热解器结构简单，性能稳定，降低了制造成本，提高材料利用率；整个系统制造和安装简单，连续运行时间长。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种高压均热快速热解器，包括：热解器筒体、布料器和蓄热式辐射管，其中，

所述热解器筒体的顶部为椭球面结构，中部为环形筒结构，底部为锥形结构；

所述椭球面结构上均匀设置有多个进料口，所述椭球面结构内设有多个与所述进料口对应的布料器，所述椭球面结构形成的区域为布料区；

所述环形筒结构内设有多层所述蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管包括：第一蓄热式辐射管和第二蓄热式辐射管，所述第一蓄热式辐射管和第二蓄热式辐射管在水平面上交错布置，且所述第一蓄热式辐射管的长度大于所述第二蓄热式辐射管的长度；

每层蓄热式辐射管设置有多根蓄热式辐射管，且每层所述蓄热式辐射管在水平方向上呈放射状均匀设置，所述环形筒结构形成的区域为反应区；

所述锥形结构的底部均匀设置有多个出焦口，所述锥形结构形成的区域为出料区。

进一步的，所述热解器筒体的设置有保温耐火材料，所述热解器筒体由6-30mm的钢板材料制成，所述保温耐火材料的厚度为200-400mm。

进一步的，所述进料口和所述布料器的个数为4-12个。

进一步的，所述第一蓄热式辐射管的长度为L，等于外环与内环半径的差值，所述第二蓄热式辐射管的长度d为1/4L~3/4L；

所述蓄热式辐射管的管径为100-600mm，上下两层所述蓄热式辐射管之间的距离为2000-3000mm，所述蓄热式辐射管设置有6-12层，每层设置有8-12根蓄热式辐射管。

进一步的，还包括热解气出口，其设置于所述出料区的上部。

进一步的，所述出焦口的个数为4-12个。

进一步的，所述热解器筒体内的绝对压强为0-600KPa，温度为500-1000℃。

进一步的，所述热解器筒体的中径为3-20m，高度为6-50m，内环与外环的间距为1-5m。

进一步的，所述布料器位于所述进料口下部，且所述布料器的中心线与所述进料口的中心线重合。

进一步的，所述蓄热式辐射管由耐热钢制成，所述蓄热式辐射管的管壁厚度为8-15mm。

本发明的有益效果在于：

（1）采用筒体形式，顶部采用椭球面结构，底部采用锥形结构，其耐压和耐高温能力更强，出料流畅；不仅适用于低压和高压环境而且适用于低温和高温度环境；

（2）相对于热载体快速热解反应器，该热解器结构简单，性能稳定，降低了制造成本，提高材料利用率；整个系统制造和安装简单，连续运行时间长；

（3）热解器根据生产规模的大小可以实现多样化和大型化，系统易于实现工业化；高温高压环境下可以使得热解更彻底，热解气的产率更高；

（4）热解器可根据热解产物的要求调节内部温度和压力，辐射管在水平方向上采用长短辐射管间隔布置，使得热解器内外环的物料加热速率一致。

附图说明

图1为本发明高压均热快速热解器整体结构图。

图2为本发明蓄热式长、短辐射管排布示意图。