CN107163961B - 热解耦合发电系统及其热解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热解耦合发电系统及其热解方法，热解耦合发电系统包括：热解反应器，热解反应器具有第一进料口、第二进料口，热解反应器包括：热解炉体；加热管；混合部件，混合部件包括多个混合炉体和多个混合器，混合炉体设在热解炉体的下方且与热解炉体连通，混合器用于混合混合炉体内的物料；气固分离装置，气固分离装置与热解反应器相连；燃烧装置，燃烧装置与热解反应器和气固分离装置相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质以燃烧发电；气液分离装置，气液分离装置与气固分离装置相连。本发明的热解耦合发电系统，热解工艺简单，降低了系统的能耗和运行成本低，提高了热解焦油的产率和热解油气的品质。

Description

热解耦合发电系统及其热解方法

技术领域

本发明涉及高温空气燃烧技术领域，尤其涉及一种热解耦合发电系统及其热解方法。

背景技术

在相关技术的热解耦合发电系统中，热解反应器的热解焦油产率低，热解油气品质较差。热解反应器内的物料热解后形成的固态产物自身显热高，而相关技术的热解方法及热解反应器极大地浪费了固态产物的显热，从而造成了能量的损失，运行成本高。同时热解后的物料利用率低，造成资源的浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种热解耦合发电系统，热解工艺简单，有效地降低了系统的能耗和运行成本，提高了热解焦油的产率和热解油气的品质，在一定程度上避免了资源的浪费。同时，结构简单，能够在一定程度上减小占地面积，易于工业化。

本发明还提出一种上述热解耦合发电系统的热解方法。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统，包括：热解反应器，所述热解反应器具有第一进料口和第二进料口，所述热解反应器包括：热解炉体，所述第一进料口设在所述热解炉体上；加热管，所述加热管伸入到所述热解炉体内以对所述热解炉体内的物料提供热解热量；混合部件，所述混合部件包括多个混合炉体和多个混合器，每个所述混合炉体设在所述热解炉体的下方且与所述热解炉体连通以接收从所述热解炉体排出的固态产物，每个所述混合炉体设有出料口，所述多个混合器和所述多个混合炉体一一对应设置，每个所述混合器包括伸入到相应的所述混合炉体内的搅拌轴，所述第二进料口设在所述热解炉体或者所述混合炉体上且位于所述加热管和所述混合器之间，每个所述搅拌轴转动以混合从所述热解炉体和所述第二进料口排入到相应的所述混合炉体内的物料，所述热解炉体和/或所述混合炉体上设有热解气出口；气固分离装置，所述气固分离装置与所述热解气出口相连以接收从所述热解反应器排出的混合气体并对所述混合气体进行分离以得到粉尘物质和油气；燃烧装置，所述燃烧装置与所述出料口和所述气固分离装置的出尘口相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质，所述固态产物和所述粉尘物质在所述燃烧装置内燃烧以发电；气液分离装置，所述气液分离装置与所述气固分离装置相连以对从所述气固分离装置分离出的油气进行冷却以分离出干馏气和焦油。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统，通过设置热解反应器的混合部件，并且使燃烧装置与出料口和气固分离装置的出尘口相连，使气液分离装置与气固分离装置相连，从而使热解工艺简单，有效地降低了系统的能耗和运行成本，提高了热解焦油的产率和热解油气的品质，在一定程度上避免了资源的浪费。同时，热解耦合发电系统的结构简单，能够在一定程度上减小占地面积，易于工业化。

根据本发明的一些实施例，所述热解耦合发电系统还包括抽吸装置，所述抽吸装置位于热解气出口的下方，所述抽吸装置用于将所述热解反应器内的混合气体抽至所述气固分离装置。从而，有利于热解反应器内的混合气体在较短的时间(例如，1秒)内排入到气固分离装置内，从而可实现混合气体的快速导出，进而抑制了混合气体中焦油的二次裂解，有利于提高气液分离装置分离出的焦油的品质。

优选地，所述热解耦合发电系统还包括分馏塔，所述分馏塔与所述气液分离装置相连以接收从所述气液分离装置排出的焦油并对所述焦油进行分馏。由此可知，油气在气液分离装置的冷却作用下可分离出焦油和干馏气。其中，分离出的焦油进入到分馏塔内并在分馏塔内分馏，从而分馏出汽油、柴油等不同的馏分。

优选地，所述热解耦合发电系统还包括：第一干燥器，所述第一干燥器与所述第一进料口相连以用于干燥通过所述第一进料口进入所述热解反应器内的物料；第二干燥器，所述第二干燥器与所述第二进料口相连以用于干燥通过所述第二进料口进入所述热解反应器内的物料。从而可降低通过第一进料口和第二减料口进入到热解反应器内的物料的含水率，进而使物料在热解反应器内热解地更加充分，提高热解反应器的热解焦油的产率。

根据本发明的一些实施例，所述搅拌轴包括轴体和多个叶片，每个所述叶片外套在所述轴体上，所述多个叶片沿所述轴体的轴向间隔设在所述轴体上。由此可知，搅拌轴的结构简单，同时有利于保证搅拌轴的转动对从热解炉体和第二进料口排入到混合炉体内的物料的混合效果，使从第二进料口排入到混合炉体内的物料充分地利用从热解炉体内排入到混合炉体内的高温的固态产物的显热，进而提高热解反应器的热解焦油的产率。

进一步地，所述混合炉体的横截面形成为圆形，每个所述叶片的直径与相应的所述混合炉体的内周壁的直径之间的比值为0.3-0.5。由此，有利于混合炉体内的固态产物从混合炉体和搅拌器之间的间隙移动至出料口以排出热解反应器，为从第二进料口排入到混合炉体内的物料提供热解的空间，从而在一定程度上保证了混合炉体内热解焦油的产率，进而提高热解反应器的整体工作效率。

具体地，所述搅拌轴的长度与相应的所述混合炉体的长度的比值为0.5-0.7。由此，能够进保证从热解炉体和第二进料口排入到混合炉体内的物料的混合效果，进而保证混合炉体内热解焦油的产率。

根据本发明的一些实施例，每个所述混合炉体的第一纵向中心轴线与水平面之间的夹角为10°-20°，所述热解炉体的第二纵向中心轴线垂直于所述水平面。从而能够在一定程度上控制热解炉体内的高温的固态产物排入到混合炉体内的速度及混合炉体内的固态产物从出料口排出的速度，使热解耦合发电系统内的物料热解地更加充分。同时能够控制从热解炉体和第二进料口排入到混合炉体内的物料的数量，使混合炉体内物料的填充率在50％～65％之间，从而能够为混合炉体内物料热解后产生的油气的排出提供了有效的空间，进而提高热解反应器的热解焦油的产率。

具体地，所述热解炉体和每个所述混合炉体之间的长度比为1:1—3:1。由此，能够保证物料在热解炉体内自上而下停留6s-9s以热解地更加充分，进而提高热解耦合发电系统的热解焦油的效率，同时在一定程度上降低系统的能耗。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统的热解方法，所述热解耦合发电系统为根据本发明上述实施例的热解耦合发电系统，所述热解方法包括如下步骤：

S1：通过所述第一进料口将物料输送至所述热解炉体内，控制所述加热管工作以对所述热解炉体内的物料提供热解热量，并且通过气固分离装置接收从所述热解反应器排出的混合气体；

S2：在预定时间后通过所述第二进料口将物料输送至所述混合炉体内，控制所述混合器工作以混合从所述热解炉体和所述第二进料口排入到所述混合炉体内的物料，通过所述气固分离装置对从所述热解反应器排出的混合气体进行气固分离，采用燃烧装置收集从所述混合炉体的出料口排出的固态产物和从气固分离装置的出尘口排出的粉尘物质以进行燃烧发电；

S3：通过所述气液分离装置冷却从所述气固分离装置分离出的油气以分离出干馏气和焦油。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统的热解方法，热解工艺简单，能够充分地利用热解炉体内物料热解后产生的高温的固态产物自身的显热，有效地降低热解反应器的系统的能耗和运行成本，提高热解焦油的产率和热解油气的品质，在一定程度上避免了资源的浪费。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的热解耦合发电系统的示意图；

图2是根据本发明的一些实施例的热解反应器的示意图；

图3是根据本发明实施例的叶片的示意图。

附图标记：

热解耦合发电系统1000；

热解反应器100；

第一进料口1；第二进料口2；热解炉体3；加热管4；混合部件5；混合炉体51；中间进料口511；混合器52；搅拌轴521；轴体521a；叶片521b；电机522；出料口6；螺旋进料机7；螺旋输送机8；燃气进口9；空气进口10；烟气出口11；热解气出口12；

气固分离装置200；

第一旋风分离器21；第二旋风分离器22；出尘口23；第一出尘口231；第二出尘口232；

燃烧装置300；

第三进料口31；燃烧腔体32；

气液分离装置400；

油出口41；气出口42；

抽吸装置500；分馏塔600；第一干燥器700；第二干燥器701；储存罐800；第一料斗900；第二料斗901。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000，包括：热解反应器100、气固分离装置200、燃烧装置300和气液分离装置400。

具体地，热解反应器100具有第一进料口1和第二进料口2。并且热解反应器100包括：热解炉体3、加热管4和混合部件5。

第一进料口1设在热解炉体3上，加热管4伸入到热解炉体3内以对热解炉体3内的物料提供热解热量。由此可知，物料通过第一进料口1进入到热解炉体3内后，热解炉体3内的加热管4为物料提供热量以使物料在热解炉体3内进行充分的热解，物料热解后形成混合气体和高温的固态产物。

热解炉体3和/或混合炉体51上设有热解气出口12。由此可知，热解炉体3内的物料热解后产生的混合气体将由热解气出口12快速导出热解炉体3，从而可以避免焦油发生二次裂解，提高热解焦油的产率。而高温的固态产物留在热解炉体3内。

混合部件5包括多个混合炉体51和多个混合器52，混合炉体51设在热解炉体3的下方且与热解炉体3连通以接收从热解炉体3排出的固态产物，每个混合炉体51上设有出料口6，多个混合器52和多个混合炉体51一一对应设置，每个混合器52包括伸入到混合炉体51内的搅拌轴521，第二进料口2设在热解炉体3或者混合炉体51上且位于加热管4和混合器52之间，每个搅拌轴521转动以混合从热解炉体3和第二进料口2排入到相应的混合炉体51内的物料。由此可知，多个混合炉体51的设置能够在一定程度上避免热解炉体3与混合炉体51连接处的物料和固态产物堆积而堵塞热解反应器100的问题的发生，提高热解反应器100的可靠性。

热解炉体3内的物料热解后产生的高温的固态产物沿着热解炉体3排入到多个混合炉体51内后与从第二进料口2进入到多个混合炉体51内的物料在相应的搅拌轴521的搅动下混合，从而排入到每个混合炉体51内的高温的固态产物释放自身显热以为从第二进料口2进入到相应的混合炉体51内的物料提供热量，使得从第二进料口2进入到多个混合炉体51内的物料在多个混合炉体51内吸收热量并进行热解，物料热解后形成的固态产物及释放自身显热后的固态产物从多个混合炉体51上的出料口6排出热解反应器100，多个混合炉体51内物料热解后形成的混合气体通过热解气出口12排出热解反应器100。从而可知，热解反应器100的每个混合炉体51内无外加热源，充分地利用热解炉体3内物料热解后产生的高温的固态产物自身的显热，从而有效地降低了系统的能耗，提高了热解焦油的产率。同时，热解反应器100的结构简单，能够在一定程度上减小占地面积，易于工业化。

气固分离装置200与热解气出口12相连以接收从热解反应器100排出的混合气体并对混合气体进行分离以得到粉尘物质和油气。也就是说，热解反应器100内的物料热解后形成的油气和粉尘物质等混合后形成的混合气体可从热解气出口12进入到气固分离装置200内进行气固分离，从而分离出粉尘物质和油气。

此处需要说明的是，当只有热解炉体3或混合炉体51上设置热解气出口12时，热解炉体3和混合炉体51内物料热解后形成的混合气体都通过热解气出口12进入到气固分离装置200内。当热解炉体3和混合炉体51上均设置热解气出口12时，热解炉体3内物料热解后形成的混合气体从热解炉体3上的热解气出口12进入到气固分离装置200内的同时，也可能有部分气体从混合炉体51上的热解气出口12进入到气固分离装置200。同理，混合炉体51内物料热解后形成的混合气体在从混合炉体51上的热解气出口12进入到气固分离装置200内的同时，也可能有部分气体从热解炉体3上的热解气出口12进入到气固分离装置200内。

燃烧装置300与出料口6和气固分离装置200的出尘口23相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质，固态产物和粉尘物质在燃烧装置300内燃烧以发电。从而可以提高热解反应器100内物料热解后形成的固态产物的利用价值，在一定程度上避免了资源的浪费，同时降低了火力发电的运行成本。

气液分离装置400与气固分离装置200相连以对从气固分离装置200分离出的油气进行冷却以分离出干馏气和焦油。例如，气液分离装置400为水冷却装置，即利用水冷却装置的循环冷却水对油气进行冷却。当然，可以理解的是，气液分离装置400还可以为其他形式，只要保证气液分离装置400对油气的分离效果即可。此处需要说明的是，关于气液分离装置400的具体结构，本领域技术人员已熟知，此处不再详细说明。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000，通过设置热解反应器100的混合部件5，并且使燃烧装置300与出料口6和气固分离装置200的出尘口23相连，使气液分离装置400与气固分离装置200相连，从而使热解工艺简单，有效地降低了系统的能耗和运行成本，提高了热解焦油的产率和热解油气的品质，在一定程度上避免了资源的浪费。同时，热解耦合发电系统1000的结构简单，能够在一定程度上减小占地面积，易于工业化。

可选地，加热管4为蓄热式辐射管。从而使加热管4的热效率高、运行稳定、可靠性高。可以理解的是，当加热管4为蓄热式辐射管时，热解炉体3上应设有燃气进口9、空气进口10和烟气出口11，从而可以保证蓄热式辐射管内的热效率和可靠性，进而保证加热管4为热解炉体3内的物料提供充分的热量以热解。其中蓄热式辐射管的管壁的温度通过燃气调节阀(图未示出)控制。

可选地，热解反应器100还可以包括螺旋输送机8，螺旋输送机8设在混合炉体51上的出料口6处。从而可以将出料口6处的固态产物输送至热解反应器100的外部，在一定程度上避免固态产物在出料口6堆积而堵塞出料口6。

根据本发明的一些实施例，热解耦合发电系统1000还包括抽吸装置500，抽吸装置500位于热解气出口12的下方，抽吸装置500用于将热解反应器100内的混合气体抽至气固分离装置200。从而，有利于热解反应器100内的混合气体在较短的时间(例如，1秒)内排入到气固分离装置200内，从而可实现混合气体的快速导出，进而有效地抑制了混合气体中焦油的二次裂解，有利于提高气液分离装置400分离出的焦油的品质。

在一些具体示例中，抽吸装置500为抽气伞，由此，抽吸效果好。需要进行说明的是，抽气伞的具体结构和工作原理已为现有技术，此处不再说明。

具体地，燃烧装置300上设有第三进料口31，燃烧装置300包括燃烧腔体32。第三进料口31与出料口6和气固分离装置200的出尘口23相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质，固态产物和粉尘物质在燃烧腔体32内燃烧以发电。

具体地，气固分离装置200可以包括第一旋风分离器21和第二旋风分离器22，第一旋风分离器21与热解气出口12相连以对混合气体进行第一次气固分离，第二旋风分离器22与第一旋风分离器21相连以对混合气体进行第二次气固分离。从而可知，从热解反应器100排出的混合气体可首先通过热解气出口12进入到第一旋风分离器21内，混合气体在第一旋风分离器21内进行第一次气固分离以得到粉尘物质和含少量粉尘物质的油气，粉尘物质从第一旋风分离器21的第一出尘口231排入到燃烧装置300内。含少量粉尘物质的油气则进入到第二旋风分离器22内，并且在第二旋风分离器22内实现第二次气固分离以得到粉尘物质和油气，第二旋风分离器22内的粉尘物质可经过第二旋风分离器22的第一出尘口232排入到燃烧装置300内，油气则排入到气液分离装置400内。由此，通过使得气固分离装置200包括第一旋风分离器21和第二旋风分离器22，可实现对混合气体的两次气固分离，从而有效地将粉尘物质从混合气体中分离出来，有利于提高粉尘物质的回收量，同时较大程度地减少油气中的粉尘物质的量，进而提高热解油气的品质。

优选地，热解耦合发电系统1000还包括分馏塔600，分馏塔600与气液分离装置400相连以接收从气液分离装置400排出的焦油并对焦油进行分馏。也就是说，油气在气液分离装置400的冷却作用下可分离出焦油和干馏气。其中，分离出的焦油通过油出口41进入到分馏塔600内并在分馏塔600内分馏，从而分馏出汽油、柴油等不同的馏分。

可选地，热解耦合发电系统1000还可以包括储存罐800，储存罐800与气液分离装置400的气出口42相连以接收从气液分离装置400排出的干馏气。

优选地，热解耦合发电系统1000还包括：第一干燥器700和第二干燥器701，第一干燥器700与第一进料口1相连以用于干燥通过第一进料口1进入热解反应器100内的物料。第二干燥器701与第二进料口2相连以用于干燥通过第二进料口2进入热解反应器100内的物料。从而可降低通过第一进料口1和第二进料口2进入到热解反应器100内的物料的含水率，进而使物料在热解反应器100内热解地更加充分，提高热解反应器100的热解焦油的产率。

可选地，第一干燥器700和第二干燥器701通过烟气对物料进行干燥。从而可以降低热解耦合发电系统1000的运行成本。优选地，热解反应器100上设有至少一个烟气出口11，烟气出口11分别与第一干燥器700和第二干燥器701相连通，从而可以有效地利用热解反应器100内产生的烟气，降低热解耦合发电系统1000的运行成本。

在本发明的一些可选的实施例中，如图1所示，在第一干燥器700和第一进料口1之间设有第一料斗900，第一料斗900与第一进料口1之间设有螺旋进料机7，第一干燥器700干燥后的物料可经过第一干燥器700的出口进入到第一料斗900内并暂时储存在第一料斗900内，随后第一料斗900内的物料通过螺旋进料机7被输送至第一进料口1而进入到热解炉体3内以待热解。

可选地，如图1所示，在第二干燥器701和第二进料口2之间设有第二料斗901，第二料斗901与第二进料口2之间设有螺旋进料机7，第二干燥器701干燥后的物料可经过第二干燥器701的出口进入到第二料斗901内并暂时储存在第二料斗901内，随后第二料斗901内的物料通过螺旋进料机7被输送至第二进料口2而进入到混合炉体51内以待热解。

可选地，热解气出口12为多个，每个热解气出口12均与气固分离装置200相连，从而便于热解反应器100内的混合气体被快速地导入到气固分离装置200内，减少混合气体在热解反应器100内的停留时间，更加有效地避免混合气体内的焦油二次裂解，提高热解反应器100的热解焦油的产率。

优选地，多个热解气出口12外接热解气管道(图未示出)，多个热解气管道将混合气体导向同一个热解气总出口(图未示出)，热解气总出口与气固分离装置200相连，从而从多个热解气出口12分别排出的混合气体，可同时经过热解气总出口进入到气固分离装置200内。从而有利于提高气固分离装置200的工作效率。

优选地，热解炉体3和混合炉体51上均设有热解气出口12，从而能够有效地避免焦油发生二次裂解，提高热解反应器100的热解焦油的产率。

根据本发明的一些实施例，搅拌轴521包括轴体521a和多个叶片521b，每个叶片521b外套在轴体521a上，多个叶片521b沿轴体521a的轴向间隔设在轴体521a上。由此可知，搅拌轴521的结构简单，同时有利于保证搅拌轴521的转动对从热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料的混合效果，使从第二进料口2排入到混合炉体51内的物料充分地利用从热解炉体3内排入到混合炉体51内的高温的固态产物的显热，进而提高热解反应器100的热解焦油的产率。

可选地，混合器52还包括电机522，电机522与搅拌轴521配合以驱动搅拌轴521转动。具体地，当电机522的转动速度在20r/min-30r/min时，能够保证混合器52对从热解炉体3和第二进料口2排入到每个混合炉体51内的物料的混合效果。优选地，电机522的转动速度为24.5r/min-28.7r/min。

具体地，混合炉体51的横截面形成为圆形，当每个叶片521b的直径与相应的混合炉体51的内周壁的直径之间的比值为0.3-0.5时，有利于混合炉体51内的固态产物从混合炉体51和混合器52之间的间隙移动至出料口6以排出热解反应器100，为从第二进料口2排入到混合炉体51内的物料提供热解的空间，从而在一定程度上保证了混合炉体51内热解焦油的产率，进而提高热解反应器100的整体工作效率。优选地，每个叶片521b的直径与混合炉体51的内周壁的直径之间的比值为0.32-0.46。

具体地，当搅拌轴521的长度与混合炉体51的长度的比值为0.5-0.7时，能够进保证从热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料的混合效果，进而保证混合炉体51内热解焦油的产率。进一步地，搅拌轴521的长度与混合炉体51的长度的比值为0.56-0.65。

具体地，当每个混合炉体51的第一纵向中心轴线与水平面之间的夹角为10°-20°，热解炉体3的第二纵向中心轴线垂直于水平面时，能够在一定程度上控制热解炉体3内的高温的固态产物排入到混合炉体51内的速度及混合炉体51内的固态产物从出料口6排出的速度，使热解反应器100内的物料热解地更加充分。同时能够控制从热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料的数量，使混合炉体51内物料的填充率在50％～65％之间，从而能够为混合炉体51内物料热解后产生的混合气体的排出提供了有效的空间，进而提高热解反应器100的热解焦油的产率。进一步地，每个混合炉体51的第一纵向中心轴线与水平面之间的夹角为11.4°-19.2°。

可选地，搅拌轴521的旋转中心轴线与相应的混合炉体51的第一纵向中心轴线平行。从而使热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料混合的更加均匀，进而使从第二进料口2排入到混合炉体51内的物料热解地更加充分。优选地，搅拌轴521的旋转中心轴线与相应的混合炉体51的第一纵向中心轴线重合。

具体地，当热解炉体3和每个混合炉体51之间的长度比为1:1-3:1时，能够保证物料在热解炉体3内自上而下停留6s-9s以热解地更加充分，进而提高热解反应器100的热解焦油的效率，同时在一定程度上降低系统的能耗。

可选地，混合炉体51的内周壁上设有保温材料件。从而有利于避免从热解炉体3排入到混合炉体51内的高温的固态产物的热量从混合炉体51的内周壁向外散出，进而提高了混合炉体51的保温效果，能够在一定程度上提高混合炉体51内物料热解的效率。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000的热解方法，热解耦合发电系统1000为根据本发明上述实施例的热解耦合发电系统1000，热解方法包括如下步骤：

S1：通过第一进料口1将物料输送至热解炉体3内，控制加热管4工作以对热解炉体3内的物料提供热解热量，并且通过气固分离装置200接收从热解反应器100排出的混合气体。从而使从第一进料口1进入到热解炉体3内的物料能够在热解炉体3内进行充分的热解，最终形成混合气体和高温的固态产物。混合气体通过热解气出口12排入到气固分离装置200内。

S2：在预定时间后通过第二进料口2将物料输送至混合炉体51内，控制混合器52工作以混合从热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料，通过气固分离装置200对从热解反应器100排出的混合气体进行气固分离，采用燃烧装置300收集从混合炉体51的出料口6排出的固态产物和从气固分离装置200的出尘口23排出的粉尘物质以进行燃烧发电。从而使从第二进料口2进入到混合炉体51内的物料和从热解炉体3排入到混合炉体51内的高温的固态产物在混合器52作用下充分的混合，高温的固态产物释放自身显热，从第二进料口2进入到混合炉体51内的物料吸收热量并热解。热解后形成的固态产物及释放自身显热后的固态产物从混合炉体51上的出料口6排出热解反应器100并进入到燃烧装置300。气固分离装置200对进入到其内部的混合气体进行气固分离，从而分离出粉尘物质和油气。粉尘物质排入到燃烧装置300内并和燃烧装置300收集的固态产物共同燃烧以发电。

S3：通过气液分离装置400冷却从气固分离装置200分离出的油气以分离出干馏气和焦油。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000的热解方法，热解工艺简单，能够充分地利用热解炉体3内物料热解后产生的高温的固态产物自身的显热，有效地降低热解反应器100的系统的能耗和运行成本，提高热解焦油的产率和热解油气的品质，在一定程度上避免了资源的浪费。

下面参考图1-图3对根据本发明一个具体实施例的热解耦合发电系统1000的结构进行详细说明。但是需要说明的是，下述的说明仅具有示例性，普通技术人员在阅读了本发明的下述技术方案之后，显然可以对其中的技术方案或者部分技术特征进行组合或者替换、修改，这也落入本发明所要求的保护范围之内。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000，包括：热解反应器100、气固分离装置200、燃烧装置300、气液分离装置400、抽吸装置500、分馏塔600、储存罐800、第一干燥器700、第二干燥器701、第一料斗900和第二料斗901。

具体地，热解反应器100具有第一进料口1、第二进料口2、出料口6、燃气进口9、空气进口10、烟气出口11和热解气出口12。热解反应器100还包括：热解炉体3、加热管4、混合部件5、螺旋进料机7和螺旋输送机8。

具体而言，第一进料口1和第二进料口2均设在热解炉体3上。热解炉体3上设有多个热解气出口12，每个热解气出口12均与气固分离装置200相连。螺旋进料机7为两个且分别设在第一进料口1和第二进料口2处。加热管4伸入到热解炉体3内以对热解炉体3内的物料提供热解热量。加热管4为蓄热式辐射管，加热管4的管壁的温度通过燃气调节阀控制在900℃-1000℃。

混合部件5包括两个横截面为圆形的混合炉体51和两个混合器52。两个混合炉体51和两个混合器52一一对应设置。

每个混合炉体51设在热解炉体3的下方且与热解炉体3连通以接收从热解炉体3排出的固态产物，每个混合炉体51上设有一个出料口6，每个出料口6处设有一个螺旋输送机8。每个混合炉体51的内周壁上设有保温材料件。热解炉体3和每个混合炉体51之间的长度比为1.2:1。热解炉体3的第二纵向中心轴线垂直于水平面。每个混合炉体51的第一纵向中心轴线与水平面之间的夹角为20°，从而两个混合炉体51形成倒V形。

混合器52包括伸入到相应的混合炉体51内的搅拌轴521和与搅拌轴521配合以驱动搅拌轴521转动的电机522，电机522的转动速度为25r/min。第二进料口2位于加热管4和两个搅拌轴521的上端之间。

搅拌轴521的长度与相应的混合炉体51的长度的比值为0.6，每个搅拌轴521的旋转中心轴线与相应的混合炉体51的第一纵向中心轴线重合。搅拌轴521包括轴体521a和多个叶片521b，每个叶片521b外套在轴体521a上以由轴体521a带动转动，多个叶片521b沿轴体521a的轴向间隔设在轴体521a上。每个叶片521b的直径与混合炉体51的内周壁的直径之间的比值为0.45。电机522驱动搅拌轴521转动以混合从热解炉体3和第二进料口2排入到混合炉体51内的物料。

抽吸装置500用于将热解反应器100内的混合气体抽至气固分离装置200，抽吸装置500为抽气伞，抽吸装置500位于多个热解气出口12的下方。

气固分离装置200包括第一旋风分离器21和第二旋风分离器22，第一旋风分离器21与多个热解气出口12相连以对从热解反应器100内排出的混合气体进行第一次气固分离，第二旋风分离器22与第一旋风分离器21的相连以对混合气体进行第二次气固分离以得到粉尘物质和油气。

燃烧装置300上设有第三进料口31，燃烧装置300包括燃烧腔体32。第三进料口31与出料口6和气固分离装置200的出尘口23相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质，固态产物和粉尘物质在燃烧腔体32内燃烧以发电。

气液分离装置400与气固分离装置200相连以对从气固分离装置200分离出的油气进行冷却以分离出干馏气和焦油。

分馏塔600与气液分离装置400的油出口41相连以接收从气液分离装置400排出的焦油并对焦油进行分馏，储存罐800与气液分离装置400的气出口42相连以接收从气液分离装置400排出的干馏气。

在第一干燥器700和第一进料口1之间设有第一料斗900，第一料斗900与第一进料口1之间设有螺旋进料机7，第一干燥器700用于干燥通过第一进料口1进入热解反应器100内的物料。在第二干燥器701和第二进料口2之间设有第二料斗901，第二料斗901与第二进料口2之间设有螺旋进料机7，第二干燥器701用于干燥通过第二进料口2进入热解反应器100内的物料。烟气出口11分别与第一干燥器700和第二干燥器701相连通以使第一干燥器700和第二干燥器701通过烟气对物料进行干燥。

利用本发明实施例的热解耦合发电系统1000对芦竹(工艺分析如表1)和徐矿长焰煤(煤质分析如表2)进行热解。

首先将含水率≤25％的芦竹破碎至粒度≤10mm，接着利用烟气在第一干燥器700内对芦竹进行干燥，使芦竹的含水率≤10％。将含水率≤35％的徐矿长焰煤破碎至粒度≤3mm，接着利用烟气在第二干燥器701内对徐矿长焰煤进行干燥，使徐矿长焰煤的含水率≤10％。

然后将芦竹通过第一进料口1排入到热解炉体3内以热解，将徐矿长焰煤通过第二进料口2排入到两个混合炉体51内以热解，热解后得到的物料平衡数据如表3所示。

表1：芦竹工业分析

表2：徐矿长焰煤煤质分析

表3:物料平衡

焦油产物(wt％)	25
		热解气产率(wt％)	42.3
热解水产率(wt％)	8.2
		热解半焦产率(wt％)	24.5

利用该系统得到的热解油品性质：热解油密度为0.90g/cm3，密度较低，油品轻。对热解油品进行模拟蒸馏得到，汽油馏分占15％，柴油馏分占48％，汽、柴油馏分含量高。

根据本发明实施例的热解耦合发电系统1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种热解耦合发电系统，其特征在于，包括：

热解反应器，所述热解反应器具有第一进料口和第二进料口，所述热解反应器包括：

热解炉体，所述第一进料口设在所述热解炉体上；

加热管，所述加热管伸入到所述热解炉体内以对所述热解炉体内的物料提供热解热量；

混合部件，所述混合部件包括多个混合炉体和多个混合器，每个所述混合炉体设在所述热解炉体的下方且与所述热解炉体连通以接收从所述热解炉体排出的固态产物，每个所述混合炉体上设有出料口，所述多个混合器和所述多个混合炉体一一对应设置，每个所述混合器包括伸入到相应的所述混合炉体内的搅拌轴，所述第二进料口设在所述热解炉体或者所述混合炉体上且位于所述加热管和所述混合器之间，每个所述搅拌轴转动以混合从所述热解炉体和所述第二进料口排入到相应的所述混合炉体内的物料，所述热解炉体和/或所述混合炉体上设有热解气出口；

气固分离装置，所述气固分离装置与所述热解气出口相连以接收从所述热解反应器排出的混合气体并对所述混合气体进行分离以得到粉尘物质和油气；

燃烧装置，所述燃烧装置与所述出料口和所述气固分离装置的出尘口相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质，所述固态产物和所述粉尘物质在所述燃烧装置内燃烧以发电；

气液分离装置，所述气液分离装置与所述气固分离装置相连以对从所述气固分离装置分离出的油气进行冷却以分离出干馏气和焦油；

抽吸装置，所述抽吸装置位于热解气出口的下方，所述抽吸装置用于将所述热解反应器内的混合气体抽至所述气固分离装置；

分馏塔，所述分馏塔与所述气液分离装置相连以接收从所述气液分离装置排出的焦油并对所述焦油进行分馏。

2.根据权利要求1所述的热解耦合发电系统，其特征在于，还包括：第一干燥器，所述第一干燥器与所述第一进料口相连以用于干燥通过所述第一进料口进入所述热解反应器内的物料；第二干燥器，所述第二干燥器与所述第二进料口相连以用于干燥通过所述第二进料口进入所述热解反应器内的物料。

3.根据权利要求1所述的热解耦合发电系统，其特征在于，所述搅拌轴包括轴体和多个叶片，每个所述叶片外套在所述轴体上，所述多个叶片沿所述轴体的轴向间隔设在所述轴体上。

4.根据权利要求3所述的热解耦合发电系统，其特征在于，所述混合炉体的横截面形成为圆形，每个所述叶片的直径与相应的所述混合炉体的内周壁的直径的比值为0.3-0.5。

5.根据权利要求1所述的热解耦合发电系统，其特征在于，所述搅拌轴的长度与相应的所述混合炉体的长度的比值为0.5-0.7。

6.根据权利要求1所述的热解耦合发电系统，其特征在于，每个所述混合炉体的第一纵向中心轴线与水平面之间的夹角为10°-20°，所述热解炉体的第二纵向中心轴线垂直于所述水平面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的热解耦合发电系统，其特征在于，所述热解炉体和每个所述混合炉体之间的长度比为1:1-3:1。

8.一种热解耦合发电系统的热解方法，其特征在于，所述热解耦合发电系统为根据权利要求1-7中任一项所述的热解耦合发电系统，所述热解方法包括如下步骤：

S1：通过所述第一进料口将物料输送至所述热解炉体内，控制所述加热管工作以对所述热解炉体内的物料提供热解热量，并且通过气固分离装置接收从所述热解反应器排出的混合气体；

S2：在预定时间后通过所述第二进料口将物料输送至所述混合炉体内，控制所述混合器工作以混合从所述热解炉体和所述第二进料口排入到所述混合炉体内的物料，通过所述气固分离装置对从所述热解反应器排出的混合气体进行气固分离，采用燃烧装置收集从所述混合炉体的出料口排出的固态产物和从气固分离装置的出尘口排出的粉尘物质以进行燃烧发电；

S3：通过所述气液分离装置冷却从所述气固分离装置分离出的油气以分离出干馏气和焦油。