移動床催化快速熱解反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于對傳統(tǒng)化石燃料進行快速熱解處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及 移動床催化快速熱解反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣是最為清潔、熱值高的傳統(tǒng)能源，并且其運輸非常方便，適合于工業(yè)化及民 用。然而，我國當(dāng)前富煤少氣，在產(chǎn)業(yè)化路線中受到了非常大的限制。生物質(zhì)資源和低階性 煤炭（比如褐煤、長焰煤等）的揮發(fā)分高、熱值較低，并且其中含有大量的高附加值化學(xué)品， 直接作為燃料使用會造成大大的浪費。因此，非常有必要先將其中的高附加值化學(xué)品取出， 剩余的含碳量較高的半焦成分再進行燃燒或其它行業(yè)應(yīng)用。
[0003] 快速熱解由于能夠獲得最高能量密度的液相產(chǎn)品，是目前最為常用的方法，所采 用的裝置主要有流化床、固定床反應(yīng)器等。然而，此類方法獲得的液相產(chǎn)品中化學(xué)成分異常 復(fù)雜，一般有數(shù)百上千乃至上萬種物質(zhì)，具有粘度大、密度高的特點，難以直接作為燃料油 使用。而目前對其進行加氫的路線工業(yè)上存在一些問題，尚未完成業(yè)內(nèi)成熟的工藝裝置。因 此，副產(chǎn)的液相產(chǎn)品便制約著快速熱解工藝的推廣。
[0004] 催化熱解的提出有效解決了上述問題。首先，通過催化的方式，將其中的大分子化 學(xué)品原位轉(zhuǎn)化成小分子的物質(zhì)，大大降低了重質(zhì)焦油產(chǎn)率；其次，此類小分子物質(zhì)可以是工 業(yè)上有大量需求的呋喃類或酚類物質(zhì)，能夠有效緩解對石油資源的依賴，而非直接用于燃 燒；再次，在熱解過程中進行催化，能夠有效減少大分子化合物的二次聚合反應(yīng)，極大地降 低了結(jié)焦可能性；最后，催化熱解提高了氣相產(chǎn)率，該氣相產(chǎn)品有很高的熱值和反應(yīng)活性， 可用于直接燃燒或合成LNG。
[0005] 因此，現(xiàn)有的熱解技術(shù)還有待進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種移動床催化快速熱解反應(yīng)器，該移動床催化快速熱解反應(yīng)器適于針 對生物質(zhì)及煤炭資源進行快速熱解，具有大幅提高氣相產(chǎn)率并降低液相產(chǎn)率的優(yōu)點。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種移動床催化快速熱解反應(yīng)器，根據(jù)本 發(fā)明的實施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器包括：
[0008] 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層 具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管；
[0009] 布料錐，所述布料錐布置在所述蓄熱式輻射管的上方并覆蓋所述蓄熱式輻射管的 上表面的一部分；
[0010] 催化劑加入組件，所述催化劑加入組件包括：催化劑儲罐、催化劑栗、催化劑主管 以及與所述催化劑主管相連通的催化劑支管，其中，所述催化劑栗連接至所述催化劑儲罐 和所述催化劑主管，所述催化劑支管延伸穿過所述反應(yīng)器的側(cè)壁伸入所述反應(yīng)器內(nèi)，所述 催化劑支管上設(shè)置有多個催化劑噴口。
[0011]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器采用的蓄熱式輻射管，反 應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，并且采取蓄熱式輻射管錯層排列 的方式，可以有效地提高了油氣的二次裂解和熱解氣產(chǎn)率，經(jīng)濟效益好。同時在所述蓄熱式 輻射管的上方具有一個布料錐，既能有效防止輻射管上方的結(jié)焦，又有利于打散物料，進而 更好地促進熱解效果。
[0012] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器，還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
[0013] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述催化劑支管是多個，并且沿所述催化劑主管的 長度方向彼此平行布置。
[0014] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述催化劑支管上設(shè)置有背壓閥，所述背壓閥布置 在所述反應(yīng)器的外部。
[0015] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述催化劑支管與所述蓄熱式輻射管層在所述反應(yīng) 器的高度方向上交替布置。由此，可以提高物料的熱解效率。
[0016] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述反應(yīng)器的進料口的側(cè)壁上具有氮氣入口。由此， 可以將物料打散，便于與催化劑的混合，進而提高熱解效率。
[0017] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述催化劑支管垂直于所述催化劑主管。
[0018] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述催化劑支管延伸至所述蓄熱式輻射管層的整個 層寬度。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同 或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描 述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種移動床催化快速熱解反應(yīng)器。下面參 考圖1詳細描述本發(fā)明具體實施例的移動床催化快速熱解反應(yīng)器，包括：蓄熱式輻射管10、 布料錐20和催化劑加入組件30。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，熱解反應(yīng)器具有位于頂部的進料口 11、位于下部的油 氣出口 12、位于側(cè)壁的多個煙氣出口 13以及位于底部的排渣口 14,熱解反應(yīng)器內(nèi)自上而下 形成多個熱解區(qū)，進料口 11的側(cè)壁上具有氮氣入口 15。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，熱解反應(yīng)器的高度為3~20m，熱解反應(yīng)器的寬度為 2~6m。由此，可以實現(xiàn)對物料的完全熱解。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，通過控制輻射管的溫度可以使熱解反應(yīng)器內(nèi)自上而下 可以形成3-4個熱解區(qū)（高度視情況而定）。第一區(qū)輻射管調(diào)節(jié)溫度范圍為500-800°C，能 夠保證物料的充分熱解，剩余區(qū)域輻射管調(diào)節(jié)溫度范圍為450-650°C，進一步加熱一部分沒 有完全熱解的物料，進而提尚物料熱解率。米用蓄熱式福射管不僅能提尚系統(tǒng)的熱效率，而 且能夠保證溫度場的均勻性。輻射管定期換向的燃燒方式，使得單根輻射管的表面溫差只 有30°C左右，沒有局部高溫區(qū)。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，蓄熱式輻射管10沿?zé)峤夥磻?yīng)器的高度方向多層布置， 每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管10.由此將蓄熱式輻射管10在熱解 反應(yīng)器內(nèi)沿尚度方向間隔分布，更加有利于提尚物料的停留時間，提尚熱解效率。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，每層蓄熱式輻射管包括多個平行并且均勻分布的蓄熱 式輻射管且每個蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個蓄熱式輻射管平 行并且沿?zé)峤夥磻?yīng)器高度方向錯開分布。采用上述分布方式更加有利于提高物料經(jīng)螺旋進 料器進入移動床催化快速熱解反應(yīng)器后的停留時間，進而提高油氣的二次裂解，并進一步 地提高熱解產(chǎn)率。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，物料可以在料斗中經(jīng)螺旋進料器進入移動床催化快速 熱解反應(yīng)器中，在移動床快速催化反應(yīng)器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°C范圍，物料在反應(yīng)器中自上而下停留8到10秒，并加熱到 500~600°C，完成熱解過程。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，每相鄰兩個蓄熱式輻射管的中心之間的水平距離為 200~500mm，每相鄰兩個蓄熱式輻射管的中心之間的垂直距離為200~700mm，蓄熱式輻射 管為管徑200~300mm的圓形或者半圓形輻射管，多層蓄熱式輻射管的層數(shù)為10~25層。 需要解釋的是，相鄰蓄熱式輻射管中心之間的水平距離可以理解為在同層上蓄熱式輻射管 中心之間的距離，而相鄰蓄熱式輻射管中心之間的垂直距離可以理解為相鄰上下兩層間的 相鄰蓄熱式輻射管中心之間的距離。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)該種結(jié)構(gòu)布置可以使得熱解反應(yīng)區(qū)中溫度 場分布均勻，從而可以顯著提高物料的熱解效率，進而提高熱解油的收率。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，布料錐20布置在蓄熱式輻射管10的上方并覆蓋蓄熱 式輻射管10的上表面的一部分。由此既能有效防止輻射管上方的結(jié)焦，又有利于打散物 料，進而更好地促進熱解效果。
[0030] 根據(jù)