專利名稱：一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱解裝置，尤其是涉及一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置。
背景技術(shù)：
熱解是一種傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，其是將有機(jī)物在無(wú)氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)可燃物質(zhì)的化學(xué)分解過(guò)程。熱解的主要產(chǎn)品有焦油、高熱值煤氣和熱解焦。低品位煤熱解產(chǎn)生的焦油中水分 含量大，且焦油成分非常復(fù)雜，即含有飽和化合物(正構(gòu)烷烴、帶支鏈的烷烴、環(huán)烷烴)、不飽和化合物、酚類、羧酸類、堿性化合物、中性雜環(huán)化合物和芳香族化合物等，將產(chǎn)生的焦油進(jìn)行常壓蒸餾或減壓蒸餾，都不能改變所得餾分的化學(xué)復(fù)雜性，它們?nèi)匀缓性S多化合物組分，這使得蒸餾加工過(guò)程極其復(fù)雜。另外，焦油的存在不僅導(dǎo)致產(chǎn)氣率和熱效率降低，且在低溫時(shí)還會(huì)凝結(jié)為液體，同時(shí)易于與水和灰塵結(jié)合在一起腐蝕和堵塞設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。因此，為了減少焦油的產(chǎn)量，很多研究人員提出在煤熱解過(guò)程中添加催化劑，使煤盡可能的轉(zhuǎn)化成高熱值煤氣，這樣不僅可以有效降低燃?xì)庵械慕褂秃浚铱蓪⒔褂娃D(zhuǎn)換為易于利用的可燃性氣體?，F(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)常采用一些可以回收利用的球狀固體催化劑，使用時(shí)，將球狀固體催化劑直接加入熱解反應(yīng)器中，這樣球狀固體催化劑與煤粒的接觸面積小，催化效果不明顯，熱解效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作方便且使用效果好，在煤熱解過(guò)程中能有效增大催化劑與煤粒的接觸面積，提高了熱解過(guò)程中催化劑的催化效果，進(jìn)而提高了熱解效率和熱解程度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于包括熱解反應(yīng)器和對(duì)所述熱解反應(yīng)器中熱解產(chǎn)生的焦油及熱解氣體進(jìn)行催化裂解的催化裂解反應(yīng)器，以及對(duì)催化裂解反應(yīng)器中裂解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)品進(jìn)行收集的裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)，所述熱解反應(yīng)器的上部與所述催化裂解反應(yīng)器的一端相連通，所述催化裂解反應(yīng)器的另一端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)相連通；所述熱解反應(yīng)器包括一上端開口的耐高溫反應(yīng)管，所述耐高溫反應(yīng)管的上端口為保護(hù)氣入口，所述耐高溫反應(yīng)管內(nèi)懸掛有用于承裝催化劑的催化劑承裝器。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述催化劑承裝器通過(guò)設(shè)置在耐高溫反應(yīng)管內(nèi)壁上的安裝架懸掛在耐高溫反應(yīng)管內(nèi)，所述安裝架安裝在耐高溫反應(yīng)管的內(nèi)壁上，所述催化劑承裝器懸掛在安裝架上；所述催化劑承裝器包括由耐高溫金屬絲制成的承裝架，所述承裝架的上端口安裝有便于掛在安裝架上的掛鉤，所述承裝架的底部安裝有帶孔耐高溫襯板，所述承裝架內(nèi)部被由網(wǎng)狀催化劑制成的隔板分隔成多個(gè)填料室，所述網(wǎng)狀催化劑隔板的數(shù)量為多塊。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述安裝架的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述安裝架對(duì)稱設(shè)置。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述耐高溫反應(yīng)管的外壁上設(shè)置有第一加熱層，所述第一加熱層的外部設(shè)置有保溫層；所述第一加熱層的下端設(shè)置有膨脹補(bǔ)償器。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述催化裂解反應(yīng)器包括一兩端開口的筒體，所述筒體的左端與耐高溫反應(yīng)管的上部連通，所述筒體的右端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)連通；所述筒體的內(nèi)部從左至右依次安裝有氣流分布板、支架和除霧板，所述支架上設(shè)置有催化劑層。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述筒體的外壁上設(shè)置有第二加熱層，所述第二加熱層的外部設(shè)置有第二保溫加熱帶。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)包括依次相連通的冷卻器、集焦器和氣相色譜儀，所述冷卻器與筒體連通。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述筒體通過(guò)密閉管道與耐高溫反應(yīng)管連通，所述密閉管道的外壁上設(shè)置有第一保溫加熱帶，所述密閉管道的左端通過(guò)第一法蘭與耐高溫反應(yīng)管連接，所述密閉管道的右端通過(guò)第二法蘭與筒體連接。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述熱解反應(yīng)器上設(shè)置有第一測(cè)溫?zé)犭娕?，所述催化裂解反?yīng)器上設(shè)置有第二測(cè)溫?zé)犭娕?。上述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述耐高溫反應(yīng)管為石英反應(yīng)管。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作方便且使用效果好。2、本實(shí)用新型由于承裝架內(nèi)部被由網(wǎng)狀催化劑制成的隔板分隔成多個(gè)填料室，因此熱解原料進(jìn)入到熱解反應(yīng)器后被均勻分配到各個(gè)小填料室內(nèi)部，保證原料與催化劑有較大的接觸面積，提高了熱解過(guò)程中催化劑的催化效果，從而提高了熱解效率和熱解程度。3、本實(shí)用新型能有效將煤熱解過(guò)程中產(chǎn)生的焦油直接裂解為更易利用的氣體，使煤的綜合利用效率進(jìn)一步得到提高。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型催化劑承裝器內(nèi)部安裝一個(gè)隔板時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明I-耐高溫反應(yīng)管； 2-保溫層；3-第一測(cè)溫?zé)犭娕迹?-催化劑承裝器； 4-1-帶孔耐高溫襯板；5-第一加熱層；6-膨脹補(bǔ)償器；7-1-第一法蘭；7-2-第二法蘭；[0028]8-第一保溫加熱帶；9-密閉管道；10-氣流分布板；11-第二測(cè)溫?zé)犭娕迹?2-支架；13-第二保溫加熱帶；14-第二加熱層；15-筒體；16-除霧板；17-安裝 架；18-冷卻器；19-集焦器；20-氣相色譜儀；21-承裝架；22-隔板；23-掛鉤；24-裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型包括熱解反應(yīng)器和用于對(duì)所述熱解反應(yīng)器中熱解產(chǎn)生的焦油及熱解氣體進(jìn)行催化裂解的催化裂解反應(yīng)器，以及用于對(duì)催化裂解反應(yīng)器中裂解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)品進(jìn)行收集的裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)24，所述熱解反應(yīng)器的上部與所述催化裂解反應(yīng)器的一端相連通，所述催化裂解反應(yīng)器的另一端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)24相連通；所述熱解反應(yīng)器包括一上端開口的耐高溫反應(yīng)管I，所述耐高溫反應(yīng)管I的上端口為保護(hù)氣入口，所述耐高溫反應(yīng)管I內(nèi)懸掛有用于承裝催化劑的催化劑承裝器4。如圖I和圖2所示，本實(shí)施例中，所述催化劑承裝器4通過(guò)設(shè)置在耐高溫反應(yīng)管I內(nèi)壁上的安裝架17懸掛在耐高溫反應(yīng)管I內(nèi)，所述安裝架17安裝在耐高溫反應(yīng)管I的內(nèi)壁上，所述催化劑承裝器4懸掛在安裝架17上；所述催化劑承裝器4包括由耐高溫金屬絲制成的承裝架21，所述承裝架21的上端口安裝有便于掛在安裝架17上的掛鉤23，所述承裝架21的底部安裝有帶孔耐高溫襯板4-1，所述承裝架21內(nèi)部被由網(wǎng)狀催化劑制成的隔板22分隔成多個(gè)填料室，所述網(wǎng)狀催化劑隔板22的數(shù)量為多塊。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述安裝架17的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述安裝架17對(duì)稱設(shè)置。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述耐高溫反應(yīng)管I的外壁上設(shè)置有第一加熱層5，所述第一加熱層5的外部設(shè)置有保溫層2 ;所述第一加熱層5的下端設(shè)置有膨脹補(bǔ)償器6。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述催化裂解反應(yīng)器包括一兩端開口的筒體15，所述筒體15的左端與耐高溫反應(yīng)管I的上部連通，所述筒體15的右端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)24連通；所述筒體15的內(nèi)部從左至右依次安裝有氣流分布板10、支架12和除霧板16，所述支架12上設(shè)置有催化劑層。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述筒體15的外壁上設(shè)置有第二加熱層14，所述第二加熱層14的外部設(shè)置有第二保溫加熱帶13。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)24包括依次相連通的冷卻器18、集焦器19和氣相色譜儀20，所述冷卻器18與筒體15連通。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述筒體15通過(guò)密閉管道9與耐高溫反應(yīng)管I連通，所述密閉管道9的外壁上設(shè)置有第一保溫加熱帶8，所述密閉管道9的左端通過(guò)第一法蘭7-1與耐高溫反應(yīng)管I連接，所述密閉管道9的右端通過(guò)第二法蘭7-2與筒體15連接。如圖I所示，本實(shí)施例中，所述熱解反應(yīng)器上設(shè)置有第一測(cè)溫?zé)犭娕?，所述催化裂解反應(yīng)器上設(shè)置有第二測(cè)溫?zé)犭娕?1。本實(shí)施例中,所述耐高溫反應(yīng)管I為石英反應(yīng)管。本實(shí)用新型的工作原理為使用時(shí)，首先將原料煤粉碎到直徑為3mm 5mm，在熱解過(guò)程中可以按需通入適量氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，使反應(yīng)在惰性氣體下發(fā)生，防止高溫下煤與氧氣發(fā)生燃燒；然后將煤放入催化劑承裝器4中，并將放入催化劑的承裝器4放入耐高溫反應(yīng)管I中，啟動(dòng)外加熱系統(tǒng)，使熱解反應(yīng)器的反應(yīng)溫度和催化裂解反應(yīng)器的反應(yīng)溫度穩(wěn)定，熱解產(chǎn)生的焦油及熱解氣體經(jīng)密閉管道9進(jìn)入催化裂解反應(yīng)器中進(jìn)一步裂解，產(chǎn)生的小分子氣體及少量未裂解的高分子混合氣體導(dǎo)入冷卻器18進(jìn)行冷卻，冷卻后進(jìn)入集焦器19將冷凝液化后的焦油收集，最后將小分子氣體導(dǎo)入氣相色譜儀20進(jìn)行檢測(cè)分析。在催化裂解反應(yīng)器中，氣體從左往右依次經(jīng)過(guò)氣流分布板10、支架12和除霧板16后導(dǎo)出；其中，氣流分布板10對(duì)進(jìn)入的油氣起均勻分布作用，除霧板16用于清除油氣中的粉塵顆粒，支架12上的催化劑層對(duì)油氣起催化裂解作用，且催化劑層的催化劑可由熱解反應(yīng)器中熱解得到的熱解焦，或人工合成焦油裂解催化劑制成。如使用熱解焦作為催化劑，則可大大提高原料煤的利用率。本實(shí)用新型中，熱解反應(yīng)器中物料的加入為間歇式進(jìn)料，上述過(guò)程為一次煤的熱解過(guò)程，在一次煤熱解完畢后須將熱解反應(yīng)器中的催化劑承裝器4取出，將熱解反應(yīng)產(chǎn)生的熱解焦清除后重新放入耐高溫反應(yīng)管I，進(jìn)行下一批次的熱解工作。 本實(shí)用新型中，由于承裝架21內(nèi)部被由網(wǎng)狀催化劑制成的隔板22分隔成多個(gè)填 料室，因此熱解原料進(jìn)入到熱解反應(yīng)器后被均勻分配到各個(gè)小填料室內(nèi)部，保證原料與催化劑有較大的接觸面積，提高了熱解過(guò)程中催化劑的催化效果，從而提高了熱解效率和熱解程度。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于包括熱解反應(yīng)器和對(duì)所述熱解反應(yīng)器中熱解產(chǎn)生的焦油及熱解氣體進(jìn)行催化裂解的催化裂解反應(yīng)器，以及對(duì)催化裂解反應(yīng)器中裂解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)品進(jìn)行收集的裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)(24)，所述熱解反應(yīng)器的上部與所述催化裂解反應(yīng)器的一端相連通，所述催化裂解反應(yīng)器的另一端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)(24)相連通；所述熱解反應(yīng)器包括一上端開口的耐高溫反應(yīng)管(I)，所述耐高溫反應(yīng)管(I)的上端口為保護(hù)氣入口，所述耐高溫反應(yīng)管(I)內(nèi)懸掛有用于承裝催化劑的催化劑承裝器⑷。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述催化劑承裝器(4)通過(guò)設(shè)置在耐高溫反應(yīng)管(I)內(nèi)壁上的安裝架(17)懸掛在耐高溫反應(yīng)管⑴內(nèi)，所述安裝架(17)安裝在耐高溫反應(yīng)管⑴的內(nèi)壁上，所述催化劑承裝器⑷懸掛在安裝架(17)上；所述催化劑承裝器(4)包括由耐高溫金屬絲制成的承裝架(21)，所述承裝架(21)的上端口安裝有便于掛在安裝架(17)上的掛鉤(23)，所述承裝架(21)的底部安裝有帶孔耐高溫襯板(4-1)，所述承裝架(21)內(nèi)部被由網(wǎng)狀催化劑制成的隔板(22)分隔成多個(gè)填料室，所述網(wǎng)狀催化劑隔板(22)的數(shù)量為多塊。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述安裝架(17)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述安裝架(17)對(duì)稱設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述耐高溫反應(yīng)管(I)的外壁上設(shè)置有第一加熱層(5)，所述第一加熱層(5)的外部設(shè)置有保溫層(2)，所述第一加熱層(5)的下端設(shè)置有膨脹補(bǔ)償器(6)。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述催化裂解反應(yīng)器包括一兩端開口的筒體(15)，所述筒體(15)的左端與耐高溫反應(yīng)管(I)的上部連通，所述筒體(15)的右端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)(24)連通；所述筒體(15)的內(nèi)部從左至右依次安裝有氣流分布板(10)、支架(12)和除霧板(16)，所述支架(12)上設(shè)置有催化劑層。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述筒體(15)的外壁上設(shè)置有第二加熱層(14)，所述第二加熱層(14)的外部設(shè)置有第二保溫加熱帶(13)。
7.按照權(quán)利要求5所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)(24)包括依次相連通的冷卻器(18)、集焦器(19)和氣相色譜儀(20)，所述冷卻器(18)與筒體(15)連通。
8.按照權(quán)利要求5所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述筒體(15)通過(guò)密閉管道(9)與耐高溫反應(yīng)管(I)連通，所述密閉管道(9)的外壁上設(shè)置有第一保溫加熱帶(8)，所述密閉管道(9)的左端通過(guò)第一法蘭(7-1)與耐高溫反應(yīng)管(I)連接，所述密閉管道(9)的右端通過(guò)第二法蘭(7-2)與筒體(15)連接。
9.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述熱解反應(yīng)器上設(shè)置有第一測(cè)溫?zé)犭娕?3)，所述催化裂解反應(yīng)器上設(shè)置有第二測(cè)溫?zé)犭娕?11)。
10.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，其特征在于所述耐高溫反應(yīng)管(I)為石英反應(yīng)管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶催化劑承裝器的煤催化熱解裝置，包括熱解反應(yīng)器和對(duì)熱解反應(yīng)器中熱解產(chǎn)生的焦油及熱解氣體進(jìn)行催化裂解的催化裂解反應(yīng)器，以及對(duì)催化裂解反應(yīng)器中裂解產(chǎn)生的裂解產(chǎn)品進(jìn)行收集的裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)，熱解反應(yīng)器的上部與催化裂解反應(yīng)器的一端相連通，催化裂解反應(yīng)器的另一端與裂解產(chǎn)品收集系統(tǒng)相連通；熱解反應(yīng)器包括一上端開口的耐高溫反應(yīng)管，耐高溫反應(yīng)管的上端口為保護(hù)氣入口，耐高溫反應(yīng)管內(nèi)懸掛有用于承裝催化劑的催化劑承裝器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作方便且使用效果好，在煤熱解過(guò)程中能有效增大催化劑與煤粒的接觸面積，提高了熱解過(guò)程中催化劑的催化效果，進(jìn)而提高了熱解效率和熱解程度。
文檔編號(hào)C10G1/00GK202440468SQ20122006873
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者張蕾 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)