本實用新型屬于煤的熱解和裂解管裂解產(chǎn)氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于蓄熱式輻射管加熱顆粒煤熱解和裂解管裂解系統(tǒng)以制取合成氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國煤炭資源豐富，原煤除了部分用于煉焦、轉(zhuǎn)化加工外，絕大部分用于直接燃燒。煤直接燃燒，導致煤炭中富含的油氣資源還沒有得到充分的提煉利用，而且直接燃燒熱效率低，對環(huán)境破壞嚴重。煤的熱解是將煤在惰性氣氛下加熱，制取半焦、煤氣和焦油等產(chǎn)品，得到的這些產(chǎn)品，又可以梯級利用，對油氣資源充分提取的同時，又提高了煤炭的綜合利用效率。煤熱解工藝可分為外熱式和內(nèi)熱式兩類。外熱式熱效率低，揮發(fā)產(chǎn)物二次分解嚴重；內(nèi)熱式工藝克服了外熱式的缺點，借助熱載體（固體熱載體和氣體熱載體）把熱量傳遞給煤。氣體熱載體工藝，存在干餾氣被沖稀，冷凝回收系統(tǒng)龐大，氣體熱值低，難以進一步綜合利用的缺點。固體熱載體工藝相對來說具有一定的優(yōu)勢，但是存在工藝復雜操作環(huán)節(jié)太多，制造成本高昂等缺點。現(xiàn)有的熱解爐型均以制取油品為主要目的，但是大多熱解爐型，尤其是以處理粉煤為原料的爐型，熱解油中含有大量塵，造成熱解油難以有效利用，熱解油價值不高等問題。因此，如何設(shè)計一種高效除塵、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程都簡單的煤熱解和裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計并開發(fā)出一種煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)，該反應系統(tǒng)可進行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應器可產(chǎn)生大量的裂解氣，裂解氣進入轉(zhuǎn)化爐中，可將甲烷和少數(shù)多碳氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，合成氣可做工業(yè)上的基礎(chǔ)合成原料氣，生產(chǎn)各種甲醇、乙二醇、醋酸產(chǎn)品。該系統(tǒng)避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了煤的清潔高效利用。該系統(tǒng)采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

本實用新型提供了一種煤熱解和裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的實施例，該系統(tǒng)包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應器內(nèi)，將所述反應器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；裂解通道，所述裂解通道位于所述裂解室內(nèi)，所述裂解通道的一端與所述連通構(gòu)件位于所述裂解室的一端連接，所述裂解通道的另一端與所述裂解氣出口連接；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；轉(zhuǎn)化爐，所述轉(zhuǎn)化爐與所述噴淋塔連接；燃氣罐，所述燃氣罐與所述轉(zhuǎn)化爐連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型實施例的合成氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好。反應器分為熱解室和裂解室，該反應系統(tǒng)可進行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應器可產(chǎn)生大量的裂解氣，裂解氣進入轉(zhuǎn)化爐中，可將甲烷和少數(shù)多碳氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，合成氣可做工業(yè)上的基礎(chǔ)合成原料氣，生產(chǎn)各種甲醇、乙二醇、醋酸產(chǎn)品。該系統(tǒng)避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積,而且,該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶；或者所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實用新型的實施例，進一步包括燃氣送風機和燃氣引風機，其中，所述燃氣送風機的一端與所述噴淋塔的出口連接，另一端與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口連接；所述燃氣引風機布置在所述噴淋塔和所述轉(zhuǎn)化爐之間。

根據(jù)本實用新型的實施例，還包括加料斗；第二進料裝置，其與所述加料斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；氣固分離裝置，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述氣固分離裝置相連接。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述裂解通道為裂解管，優(yōu)選的，裂解管為易傳熱材料，所述裂解管盤旋分布于所述裂解室內(nèi)，更優(yōu)選的，所述裂解管圍繞著所述蓄熱式輻射管蜿蜒分布，多層布置；更優(yōu)選的，所述裂解管的另一端焊接在所述裂解氣出口上。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述熱解料斗通過所述第一進料裝置與所述進料口相連；進一步包括半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。

在本實用新型的另一個方面，本實用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進行煤熱解和裂解產(chǎn)合成氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：a. 將顆粒煤通過進料口加入到反應器中，在所述反應器的熱解室中完成熱解過程；b. 熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進入到所述反應器的裂解室的裂解通道內(nèi)；c. 熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室的所述裂解通道內(nèi)，進行深度裂解，產(chǎn)生裂解氣；d．所述裂解氣通過裂解氣出口進入到噴淋塔中，對所述裂解氣進行凈化處理；e．經(jīng)凈化的凈裂解氣一部分經(jīng)燃氣送風機送入蓄熱式輻射管的燃氣入口，凈裂解氣另一部分經(jīng)燃氣引風機送入轉(zhuǎn)化爐，在所述轉(zhuǎn)化爐中，裂解氣中甲烷和多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣合成氣；f．所述合成氣進入燃氣罐中儲存。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述步驟a中，所述顆粒煤從所述反應器上部的進料口加入到所述反應器中，并被所述反應器內(nèi)的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述顆粒煤被所述反應器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到650-900℃。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述顆粒煤的粒度為10mm以下。

本實用新型的有益效果在于：

1）采取蓄熱式輻射管移動床工藝加熱10mm以下的顆粒和粉末煤，溫度分布均勻，加熱效果好，反應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，原料煤利用率高，適于推廣。

2）反應器分為熱解室和裂解室，裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類；該反應系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油含塵的問題，燃氣可燃燒發(fā)電，真正實現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。

3）一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

4）裂解氣進入轉(zhuǎn)化爐中，可將甲烷和少數(shù)多碳氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，合成多種產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本實用新型煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)的反應器結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型反應器中的隔熱磚墻的正視圖。

其中，1.加料斗；2.提升管干燥器；3.蓄熱式移動床反應器；310、裂解氣出口；311、煙氣出口；320、進料口；321、空氣入口；322、燃氣入口；330、半焦出口；340、裂解室；350、熱解室；360、連通構(gòu)件；370、隔熱磚墻；380、蓄熱式輻射管；4.干燥旋風分離器；5.熱解料斗；6.尾氣引風機；7.尾氣凈化裝置；8.煙囪；9.星形進料器；10.噴淋塔；11.燃氣引風機；12.燃氣送風機；13.轉(zhuǎn)化爐；14. 螺旋輸送機；15.燃氣罐；16.裂解管。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)，圖1為該煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)包括：熱解料斗5；第一進料裝置9，所述第一進料裝置9與所述熱解料斗5連接；熱解和裂解反應器3，包括：進料口320、熱解室350、裂解室340、裂解氣出口310、蓄熱式輻射管380、隔熱磚墻370、連通構(gòu)件360和裂解通道16,其中，所述進料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，所述隔熱磚墻豎直地貫穿于所述反應器內(nèi)，將所述反應器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻上，將熱解室和裂解室連通，優(yōu)選的，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；所述裂解通道位于所述裂解室內(nèi)，所述裂解通道的一端與所述連通構(gòu)件位于所述裂解室的一端連接，所述裂解通道的另一端與所述裂解氣出口連接；噴淋塔10，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；轉(zhuǎn)化爐13，所述轉(zhuǎn)化爐與所述噴淋塔連接；燃氣罐15，所述燃氣罐與所述轉(zhuǎn)化爐連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型實施例的合成氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好。反應器分為熱解室和裂解室，該反應系統(tǒng)可進行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應器可產(chǎn)生大量的裂解氣，裂解氣進入轉(zhuǎn)化爐中，可將甲烷和少數(shù)多碳氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，合成氣可做工業(yè)上的基礎(chǔ)合成原料氣，生產(chǎn)各種甲醇、乙二醇、醋酸產(chǎn)品。該系統(tǒng)避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，適用于該合成氣系統(tǒng)處理的煤的粒徑不受特別限制，可以為塊狀煤也可以為小顆粒煤，在本實用新型的一些優(yōu)選實施例中，該合成氣系統(tǒng)采用粒徑10mm以下的顆粒煤，由此，可以充分利用小顆粒熱解料，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問題。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，適用于該合成氣系統(tǒng)的所述反應器3的爐型不受特別限制，可以是蓄熱式移動床熱解和裂解反應器3也可以是其它類型，如非蓄熱式或非移動式等，只要能通過隔熱磚墻一體化的分割為熱解室和裂解室即可。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，圖2為該煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)的熱解和裂解反應器3結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述隔熱磚墻設(shè)置在反應器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應器橫向?qū)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應器內(nèi)，將反應器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室的裂解通道內(nèi)進行深度裂解，油氣在裂解通道中停留時間長，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題。并且，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述連通構(gòu)件360的具體種類不受特別限制，只要可以將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本實用新型的一些實施例中，圖3為從反應器的左向右看時，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構(gòu)件也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優(yōu)選情況下，所述開口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述裂解通道16的具體種類不受特別限制。優(yōu)選的，裂解通道16為裂解管，且裂解管16為易傳熱材料，裂解管盤旋分布于裂解室內(nèi)，更優(yōu)選的，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，多層布置。由此，熱解產(chǎn)生的油氣可以在裂解管中長時間停留，進行深度裂解。此外，裂解管的一端與所述孔帶或開口位于裂解室的一端連接，所述裂解管的另一端可以通過焊接等方式固定在所述裂解氣出口上。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，如圖1所示，所述進料口設(shè)置在熱解室上部的頂壁上，熱解料斗通過第一進料裝置與所述進料口相連；第一進料裝置的具體種類不受特別限制，只要可以將料斗中的熱解料有效地輸送至反應器中即可。在本實用新型的一些實施例中，第一進料裝置9可以為星形進料器或螺旋輸送機。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的自動化輸送，輸送量可控，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，如圖1所示，反應器進一步還包括半焦出口330，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置14連接。由此，可以利用半焦輸送裝置將反應器中獲得的半焦進行輸送。半焦輸送裝置14的具體種類不受特別限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對半焦的自動化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，如圖2所示，所述反應器內(nèi)部有多層沿所述反應器的高度方向布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式輻射管，每層蓄熱式輻射管可以包括多個彼此平行且沿水平方向間隔分布的蓄熱式輻射管。根據(jù)本實用新型的實施例，所述熱解室和裂解室內(nèi)分別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進行加熱，使其進行熱解和裂解反應，具體地，可以向蓄熱式輻射管內(nèi)通入可燃氣和空氣，使可燃氣燃燒實現(xiàn)對熱解料的加熱功能。該設(shè)備采用蓄熱式輻射管加熱技術(shù)，無需氣、固熱載體加熱，熱解氣不會被稀釋，熱值高，且反應器內(nèi)溫度分布均勻，表面溫差小，排煙溫度低，熱效率高，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝，反應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

在所述反應器中，熱解料自上而下運動，所述反應器中設(shè)置的蓄熱式輻射管可以將熱解料打散使其均勻分布，熱解料在反應器中自上而下停留1-40分鐘，并加熱到500-600℃。根據(jù)本實用新型的實施例，蓄熱式輻射管的形狀不受特別限制，在本實用新型的一些實施例中，可以為圓柱形，由此有利于熱解料的打散，實現(xiàn)混合熱解料在反應器中的均勻分散。輻射管采用DN200-300的圓形管，輻射管的水平間距為200-500mm，垂直間距為200-700mm，輻射管層數(shù)為10-25層，反應器寬度為2-6m，反應器高度為3-20m。另外，蓄熱式輻射管可以為均勻布置的單向蓄熱式輻射管，管壁的溫度可以通過燃氣調(diào)節(jié)閥控制在450-1000℃范圍，蓄熱式輻射管可以采取定期換向的燃燒方式，使得單根蓄熱式輻射管的表面溫差只有30℃左右，沒有局部高溫區(qū)，由此，有利于提高熱效率。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，所述反應器設(shè)有燃氣入口322、空氣入口321以及煙氣出口311，其中，燃氣入口和煙氣出口分別與蓄熱式輻射管連接，分別用于通入可燃氣和排出煙氣，空氣入口分別與氣源和蓄熱式輻射管連接，用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式輻射管中。

根據(jù)本實用新型的實施例，如圖1所示，該合成氣系統(tǒng)可以進一步包括：加料斗1；與加料斗相連的第二進料裝置；分別與第二進料裝置和蓄熱式輻射管的煙氣出口311相連的干燥裝置2；分別與干燥裝置和熱解料斗5相連的氣固分離裝置4；與氣固分離裝置相連的尾氣凈化裝置7。由此，可以通過第二進料裝置將加料斗中的熱解料加入干燥裝置中，在干燥裝置中，熱解料在來自蓄熱式輻射管的煙氣(溫度約為150-250℃)的作用下進行干燥，然后干燥后的熱解料和煙氣的混合物進入氣固分離裝置，分離獲得的煙氣(溫度約為70-130℃)進入尾氣凈化裝置中進行凈化處理，以實現(xiàn)達標排放，分離獲得的熱解料輸送至熱解料斗中，用于進行熱解反應。

根據(jù)本實用新型的實施例，第二送料裝置的具體種類不受特別限制，只要適用于將加料斗中的熱解料輸送至干燥裝置中即可。在本實用新型的一些實施例中，第二送料裝置可以為星形送料機或螺旋送料機。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的自動化輸送，且輸送量可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

根據(jù)本實用新型的實施例，干燥裝置2的具體種類不受特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對熱解料的干燥和預熱的功能即可。在本實用新型的一些實施例中，干燥裝置2可以為提升管干燥器2，由此，熱解料在煙氣的作用下進行干燥和提升，干燥后的熱解料和煙氣的混合物排出提升管干燥器，有利于后續(xù)步驟進行。在干燥裝置中，在對熱解料進行干燥的同時，還實現(xiàn)了預熱的功能，有利于提高后續(xù)熱解反應的速率和效率，且采用蓄熱式輻射管排出的煙氣對熱解料進行干燥和預熱，實現(xiàn)了熱能的綜合利用，有效減少了能耗，達到了節(jié)能環(huán)保的目的。

根據(jù)本實用新型的實施例，氣固分離裝置4的具體種類不受特別限制，只要能夠?qū)峤饬虾蜔煔夥蛛x即可。在本實用新型的一些實施例中，氣固分離裝置4可以為干燥旋風分離器4，由此能夠快速、有效地將熱解料和煙氣進行分離，且分離效果好，操作簡單方便，成本較低。

根據(jù)本實用新型的實施例，在氣固分離裝置4和尾氣凈化裝置7之間還可以進一步設(shè)置有尾氣引風機6，尾氣引風機可以快速、有效地將氣固分離裝置中分離獲得的煙氣輸送至尾氣凈化裝置中，有利于提高工作效率。

根據(jù)本實用新型的實施例，該熱解設(shè)備還可以設(shè)置有與尾氣凈化裝置相連的煙囪8，經(jīng)過尾氣凈化裝置凈化處理后的煙氣經(jīng)煙囪排空，由此，有利于保護環(huán)境，減少污染。

根據(jù)本實用新型的實施例，如圖1所示，該合成氣系統(tǒng)進一步包括燃氣送風機12，其中，所述燃氣送風機的一端與所述噴淋塔的出口連接，另一端與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口322連接。從而，一部分可燃氣經(jīng)燃氣送風機送入熱解反應器的輻射管的燃氣入口322。

根據(jù)本實用新型的實施例，如圖1所示，該合成氣系統(tǒng)進一步包括燃氣引風機11，其中，所述燃氣引風機布置在所述噴淋塔和所述轉(zhuǎn)化爐之間。噴淋塔的出口與燃氣引風機入口連接，燃氣引風機出口與轉(zhuǎn)化爐入口連接，轉(zhuǎn)化爐出口與燃氣罐入口連接。

在本實用新型的另一個方面，本實用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進行煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣的方法。根據(jù)本實用新型的實施例，該方法可以包括以下步驟：

a. 將顆粒煤通過進料口加入到反應器中，在所述反應器的熱解室中完成熱解過程。其中，所述顆粒煤從反應器上部的進料口加入到反應器中，并被反應器內(nèi)的蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從反應器底部的半焦出口排出，并經(jīng)半焦輸送裝置（優(yōu)選螺旋輸送機）排出。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，適用于該合成氣系統(tǒng)處理的煤的粒徑不受特別限制，可以為塊狀煤也可以為小顆粒煤，在本實用新型的一些優(yōu)選實施例中，該合成氣系統(tǒng)采用粒徑10mm以下的顆粒煤，由此，可以充分利用小顆粒熱解料，資源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問題。

根據(jù)本實用新型的實施例，反應器的熱解室中設(shè)置的蓄熱式輻射管可以將熱解料打散使其均勻分布，顆粒煤在反應器中自上而下停留1-40分鐘，顆粒煤被反應器熱解室中的蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，具體地，可以通過燃氣閥控制蓄熱式輻射管管壁的溫度為500-700℃，顆粒煤在反應器中迅速被加熱至500-600℃，完成熱解過程。

b. 熱解產(chǎn)生的油氣，通過所述反應器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進入到所述反應器的裂解室的裂解通道內(nèi)。

根據(jù)本實用新型的實施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應器橫向?qū)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應器內(nèi)，將反應器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類。由此，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。根據(jù)本實用新型的實施例，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多個孔的孔帶，也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口。具體的，裂解管的一端與所述孔帶或開口位于裂解室的一端連接，熱解產(chǎn)生的油氣，通過反應器隔熱磚墻下部的孔帶或者開口，進入到裂解室的裂解管中。

c. 熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室的所述裂解通道內(nèi)，進行深度裂解，產(chǎn)生裂解氣。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述裂解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對裂解管內(nèi)的油氣進行加熱，使其進行裂解反應。裂解管為易傳熱材料，優(yōu)先鐵管，裂解管總長度為5-50m，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，多層布置，油氣在熱解管中停留時間長，進行深度裂解。裂解管可用鋼制鉚釘固定于隔熱磚墻上，裂解管的另一端（出口）連接在反應器裂解室的裂解氣出口上，例如焊接。具體的，熱解油氣被反應器裂解室中的蓄熱式輻射管加熱到650-900℃，具體地，可以通過燃氣閥控制蓄熱式輻射管管壁的溫度為650-900℃，顆粒煤在反應器中迅速被加熱至650-900℃，完成熱裂解過程，由此，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。

d．所述裂解氣通過裂解氣出口進入到噴淋塔中，對所述裂解氣進行凈化處理。

e．經(jīng)凈化的凈裂解氣一部分經(jīng)燃氣送風機送入蓄熱式輻射管的燃氣入口，凈裂解氣另一部分經(jīng)燃氣引風機送入轉(zhuǎn)化爐，在所述轉(zhuǎn)化爐中，裂解氣中甲烷和多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣合成氣。

f．所述合成氣進入燃氣罐中儲存。

實施例一：

（1）破碎至粒度≤10mm的顆粒煤通過加料斗1進入提升管干燥器2，在提升管干燥器中，利用來自蓄熱式移動床反應器3 的輻射管煙氣出口處的150-250℃煙氣對煤進行干燥和提升，煤進入干燥旋風分離器4，分離下來的煤粉進入到熱解料斗5中，70-130℃左右的煙氣則經(jīng)過尾氣引風機6被送入尾氣凈化裝置7，達到排放標準后的煙氣經(jīng)煙囪8排出。

（2）煤在熱解料斗5中經(jīng)星形進料器9進入蓄熱式移動床反應器3，移動床反應器3被格子狀分為熱解室和裂解室。

（3）熱解室中均勻布置了單向蓄熱式輻射管，管壁溫度利用燃氣調(diào)節(jié)閥控制在500～700℃范圍，物料在反應器中自上而下停留1-40分鐘，并加熱到500～600℃，完成熱解過程。

（4）熱解產(chǎn)生的油氣，通過反應器下部格子磚墻的開口，進入到裂解室內(nèi)的裂解管16中，裂解管為易傳熱材料，優(yōu)先鐵管，裂解管總長度為5-50m，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，多層布置，油氣在熱解管中停留時間長，進行深度裂解。裂解室中均勻布置了單向蓄熱式輻射管，管壁溫度利用燃氣調(diào)節(jié)閥控制在650～900℃范圍，熱解油氣在裂解室內(nèi)被加熱到650-900℃，完成熱裂解過程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。裂解管16可鋼制鉚釘固定于格子磚墻上。裂解管出口連接在反應器氣體出口上。例如焊接。

（5）裂解氣通過反應器出口，進入噴淋塔10中洗滌，洗滌后的凈裂解氣經(jīng)燃氣送風機11送入轉(zhuǎn)化爐13，在轉(zhuǎn)化爐13裂解氣中甲烷和少數(shù)多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣合成氣，合成氣進入燃氣罐15中儲存，可生產(chǎn)甲醇、乙二醇、醋酸等多種產(chǎn)品。

（6）一部分可燃氣經(jīng)燃氣送風機12送入熱解反應器3的輻射管燃氣入口。

（7）煤熱解產(chǎn)生的半焦通過螺旋輸送機14排出，半焦可用于燃燒發(fā)電或制作型煤。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型實施例的合成氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好。反應器分為熱解室和裂解室，該反應系統(tǒng)可進行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進入裂解室內(nèi)的裂解管進行深度裂解，油氣在裂解管中停留時間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應器可產(chǎn)生大量的裂解氣，裂解氣進入轉(zhuǎn)化爐中，可將甲烷和少數(shù)多碳氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，合成氣可做工業(yè)上的基礎(chǔ)合成原料氣，生產(chǎn)各種甲醇、乙二醇、醋酸產(chǎn)品。該系統(tǒng)避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題，真正實現(xiàn)了煤的清潔高效利用。此外，一個爐體內(nèi)可進行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。

利用本實用新型煤熱解和裂解管裂解產(chǎn)合成氣系統(tǒng)對褐煤進行處理，原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

表1：褐煤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

利用該系統(tǒng)處理褐煤，得到的產(chǎn)氣率高達25%，遠高于實驗室鋁甑熱解所得到的產(chǎn)氣率，熱解焦油幾乎全部裂解為氣態(tài)產(chǎn)物，產(chǎn)氣率高。合成氣純度達95%以上。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、 或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個 或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。