一種新型催化熱解反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種催化熱解反應(yīng)裝置，所述熱解反應(yīng)器的中下段為雙層結(jié)構(gòu)，其分別包括內(nèi)管和外管，所述外管的中上部套在所述內(nèi)管的中下部形成一環(huán)形集氣腔室，所述環(huán)形集氣腔室位于所述催化反應(yīng)床的底部，所述催化反應(yīng)床的底端斜向設(shè)置有出口；所述催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個進料口，一個排氣口，所述排氣口處連接有管道，煤氣經(jīng)過所述管道依次流經(jīng)一級冷凝罐、二級冷凝罐后，最后流至氣液分離罐。該裝置解決了由于熱解器與氣-固分離器、催化反應(yīng)器各自獨立，高溫條件下，除塵效率低導(dǎo)致管道堵塞、焦油塵含量高以及穩(wěn)定運行困難等問題，該裝置可實現(xiàn)一體化催化熱解反應(yīng)。
【專利說明】 一種新型催化熱解反應(yīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于固體能源化工處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型催化熱解反應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前煤熱解反應(yīng)裝置中通常包括熱解反應(yīng)器和分離器，分離器位于熱解反應(yīng)器的尾部，其工藝路線是將煙煤等通入熱解反應(yīng)器中，在熱解反應(yīng)器中熱解后再進入分離器中進行分離，而熱解氣進入分離器中不可避免的會發(fā)生降溫，導(dǎo)致熱解油從高溫熱解氣中析出，并與灰塵粘結(jié)在一起，造成分離設(shè)備部件的粘連或堵塞，清除起來極不方便；而且更重要的是，因為夾帶的灰塵不能在分離器中得到有效的去除，所以獲得的焦油塵含率高，處理成本增大，利用價值低；特別是，一些內(nèi)熱式的熱解工藝，固體顆粒在熱解器中擾動劇烈，高溫熱解氣中的塵含量更大，管道堵塞的問題更嚴重。
[0003]另外，為了實現(xiàn)對熱解油氣產(chǎn)物的催化調(diào)質(zhì)，需對熱解產(chǎn)生的高溫煤氣在催化反應(yīng)器中進行催化調(diào)質(zhì)，使熱解器內(nèi)產(chǎn)生的高溫熱解氣在溢出熱解器之后，直接進入催化反應(yīng)器，完成對高溫熱解油氣的品質(zhì)調(diào)控和結(jié)構(gòu)重整，以改善熱解油氣品的質(zhì)量。但是由于熱解器與催化反應(yīng)器相互獨立，高溫熱解氣夾帶的灰塵未得到脫除，易導(dǎo)致催化劑的失活，還有一些冷凝的重質(zhì)焦油，也會使催化劑失活，引起催化反應(yīng)器的堵塞；如果將催化反應(yīng)器放置與氣-固分離裝置之后，使灰塵預(yù)先得到脫除，則又需要保溫以及加熱設(shè)備，存在能耗高的缺點，而且相對的整套工藝設(shè)施較為少見。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型提出了一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，該裝置解決了由于熱解器與氣-固分離器、催化反應(yīng)器各自獨立，高溫條件下，除塵效率低導(dǎo)致管道堵塞、焦油塵含量高以及穩(wěn)定運行困難等問題，該裝置可實現(xiàn)一體化催化熱解反應(yīng)。
[0005]其技術(shù)解決方案包括:
[0006]一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，包括熱解反應(yīng)器和催化反應(yīng)床，所述熱解反應(yīng)器的中下段為雙層結(jié)構(gòu)，其分別包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管為熱解腔室，所述外管的中上部套在所述內(nèi)管的中下部形成一環(huán)形集氣腔室，所述環(huán)形集氣腔室位于所述催化反應(yīng)床的底部，所述內(nèi)管與所述集氣腔室連通，所述外管的頂部設(shè)置有用于控制集氣腔內(nèi)煤氣流向的風帽；所述催化反應(yīng)床的底端斜向設(shè)置有出口 ；所述催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個進料口，一個排氣口，所述排氣口處連接有管道，煤氣經(jīng)過所述管道依次流經(jīng)一級冷凝罐、二級冷凝罐后，最后流至氣液分離罐。
[0007]所述催化反應(yīng)床內(nèi)為若干個平行排列的催化劑床層，所述每個催化劑床層上放置有催化劑，在催化劑床層下方還設(shè)置有隔灰網(wǎng)。
[0008]所述催化劑的載體為20-40目Y-Al2O3，載體表面負載占載體質(zhì)量為1-20%的Cr3O40
[0009]所述外管的底部連接有接料罐。
[0010]本實用新型提出了一種催化熱解反應(yīng)裝置，其包括熱解反應(yīng)器和催化床，熱解反應(yīng)器包括內(nèi)管和外管，其外管的中上部套在內(nèi)管的中下部，形成了中下段為雙層結(jié)構(gòu)的熱解反應(yīng)器，外管與內(nèi)管的套置處形成了一個環(huán)形集氣腔，內(nèi)管與集氣腔保持連通，可使內(nèi)管中的高溫煤氣進入集氣腔內(nèi)，可在內(nèi)管的周圍設(shè)置若干個通孔來使其與集氣腔連通；
[0011]本實用新型在集氣腔處的外管頂部設(shè)置有風帽，當集氣腔內(nèi)的高溫煤氣流經(jīng)風帽時，煤氣氣流繞圓筒流動，改變高溫煤氣氣流的流向，由于有風帽的存在，可通過調(diào)整風帽來改變煤氣的流向，使得煤氣從催化反應(yīng)床層下面進入，從頂部出來，增大煤氣與催化劑以及隔灰網(wǎng)的接觸面積，更好的達到除塵效果。
[0012]外管與內(nèi)管中的一部分在催化反應(yīng)床內(nèi)，與之前獨立的催化裝置相比，本實用新型將除塵、改質(zhì)集為一體，可使煤氣在高溫條件下實現(xiàn)除塵的同時還會使部分重質(zhì)焦油裂解，得到理想產(chǎn)物輕質(zhì)焦油，增加煤氣中CH4的含量；
[0013]在催化反應(yīng)床的底端斜向設(shè)置有出口，催化反應(yīng)床內(nèi)失活的催化劑可以從出口排出，然后從催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)的進料口放入催化劑，既方便了催化劑的更換，又可以在反應(yīng)中及時補給、更換催化劑，不需要反應(yīng)停止再進行更換，提高效率；
[0014]本實用新型裝置可以起到除塵、調(diào)質(zhì)、催化于一體的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步清楚、完整的說明:
[0016]圖1為本實用新型新型催化熱解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，1、熱解反應(yīng)器，11、內(nèi)管，12、外管，2、催化反應(yīng)床，3、風帽，4、出口，5、加料機，6、一級冷凝罐，7、二級冷凝罐。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，包括熱解反應(yīng)器I和催化反應(yīng)床2，熱解反應(yīng)器I的部分區(qū)段為雙層套管式結(jié)構(gòu)，其是由內(nèi)管11和外管12組成的，外管12的中上部套在內(nèi)管11的中下部形成一環(huán)形集氣腔室，內(nèi)管11為熱解腔室，含碳物質(zhì)在內(nèi)管11內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，在內(nèi)管11的環(huán)形壁上分布有若干個不同大小的通孔，熱解腔室內(nèi)的高溫熱解氣通過通孔向外側(cè)擴散，最后進入環(huán)形集氣腔室；在集氣腔處的外管頂部設(shè)置有風帽3，環(huán)形集氣腔室位于催化反應(yīng)床2的底部，外管12的頂部設(shè)置有用于控制集氣腔內(nèi)煤氣流向的風帽3 ;催化反應(yīng)床2的底端斜向設(shè)置有出口 4，風帽3可以為筒形風帽、傘形風帽或錐形風帽，更優(yōu)選為筒形帽，可將高溫煤氣完全調(diào)向，使其從催化反應(yīng)床2的底部進入，催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個進料口，一個排氣口，排氣口處連接有管道，煤氣經(jīng)過管道依次流經(jīng)一級冷凝罐6、二級冷凝罐7后，最后流至氣液分離罐。
[0019]當環(huán)形集氣腔室中的高溫氣體經(jīng)過風帽3時，高溫氣體氣流繞圓筒流動，改變高溫煤氣氣流的流向，使其高溫煤氣從催化反應(yīng)床2下面進入，從頂部出來，增大煤氣與催化劑的接觸面積。
[0020]催化反應(yīng)床2內(nèi)為若干個平行排列的催化劑床層，在每個催化劑床層上放置有催化劑，將熱解反應(yīng)器I的部分區(qū)段設(shè)置為雙層套管式結(jié)構(gòu)，由于煤熱解為吸收反應(yīng)，熱解反應(yīng)發(fā)生在內(nèi)管，使熱解器一直維持著集氣腔內(nèi)溫度略高于內(nèi)管內(nèi)的狀態(tài)，產(chǎn)生的高溫煤氣從低溫區(qū)移向高溫區(qū)，這盡可能地避免了在熱解爐內(nèi)由于溫降而引發(fā)的液相析出，從而克服了煤粉掛壁粘連以及除塵效率下降的問題。
[0021]本實用新型新型催化熱解反應(yīng)裝置的大體使用方法:
[0022]與本實用新型裝置配合使用的進氣裝置與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此僅作簡要介紹，結(jié)合圖1，氮氣I依次經(jīng)過濾器、球閥、流量控制器后，通過單向閥控制進入加料機5，而加料機與內(nèi)管連接，對內(nèi)管進行投料；
[0023]其次，保持熱解爐在加熱模式下，使內(nèi)管保持在一定的溫度范圍內(nèi)，煤粉發(fā)生熱解反應(yīng)，氣態(tài)產(chǎn)物通過內(nèi)管的過濾，從梯形通孔導(dǎo)出進入雙套管之間形成的集氣腔室，高溫熱解煤氣在集氣腔內(nèi)向上流動，由于有風帽的存在，可通過調(diào)整風帽來改變煤氣的流向，使得煤氣從催化反應(yīng)床下面進入，從頂部出來，增大煤氣與催化劑的接觸面積，更好的達到除塵效果；催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個進料口，一個排氣口，排氣口處連接有管道，煤氣經(jīng)過管道依次流經(jīng)一級冷凝罐6、二級冷凝罐7后，最后流至氣液分離罐；
[0024]最后，部分隨著熱解煤氣上升的固體顆粒在溢出口下方過濾層的作用下下落落至下方的儲料罐中，從而達到固、液、氣的分離；當催化反應(yīng)床內(nèi)的催化劑需要更換時，可將失活的催化劑可以從出口排出，然后從催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)的進料口放入催化劑，既方便了催化劑的更換，又可以在反應(yīng)中及時補給、更換催化劑，不需要反應(yīng)停止再進行更換，提高效率。
【權(quán)利要求】
1.一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，包括熱解反應(yīng)器和催化反應(yīng)床，其特征在于:所述熱解反應(yīng)器的中下段為雙層結(jié)構(gòu)，其分別包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管為熱解腔室，所述外管的中上部套在所述內(nèi)管的中下部形成一環(huán)形集氣腔室，所述環(huán)形集氣腔室位于所述催化反應(yīng)床的底部，所述內(nèi)管與所述集氣腔室連通，所述外管的頂部設(shè)置有用于控制集氣腔內(nèi)煤氣流向的風帽；所述催化反應(yīng)床的底端斜向設(shè)置有出口 ；所述催化反應(yīng)床的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個進料口，一個排氣口，所述排氣口處連接有管道，煤氣經(jīng)過所述管道依次流經(jīng)一級冷凝罐、二級冷凝罐后，最后流至氣液分離罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述催化反應(yīng)床內(nèi)為若干個平行排列的催化劑床層，所述每個催化劑床層上放置有催化劑，在催化劑床層下方還設(shè)置有隔灰網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述催化劑的載體為20-40目Y-Al2O3，載體表面負載占載體質(zhì)量為1-20%的Cr304。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型催化熱解反應(yīng)裝置，其特征在于:所述外管的底部連接有接料罐。
【文檔編號】C10K1/34GK204079893SQ201420556141
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】張小尊 申請人:濰坊科技學院