CN206143127U - 一种内置除尘装置的热解反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种内置除尘装置的热解反应器。本实用新型的反应器中具有沿反应器高度方向布置的隔板，该隔板将反应器分隔为热解区和除尘区，且热解区和除尘区底部相通，反应器具有相对布置的侧壁a和侧壁a＇，其中，除尘区包括相对布置的侧壁a和隔板，并且，在侧壁a和隔板上布置有多个斜板，斜板具有端部b和端部b＇，其中端部b固定在隔板或侧壁a上，端部b＇悬空，两个相邻的斜板的端部b分别固定在隔板和侧壁a上，使得两个相邻的斜板交叉设置。本实用新型能够有效降低热解油气的含尘量，避免焦油的冷凝及二次裂解，大大的简化了后续处理工序。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备领域，尤其涉及一种内置除尘装置的热解反应器。
背景技术
根据我国的能源结构特点，今后很长一段时间内我国能源会主要以煤炭为主。我国的煤炭资源主要为中低阶煤，其中含有极为丰富的油气资源。将中低阶煤炭中的油气资源进行有效提取，不仅能够改善我国的能源结构，缓解能源紧缺、降低环境污染，还具有巨大的经济价值。
将中低阶煤炭进行热解反应，制备油、气、炭是提取中低阶煤炭中油气资源的有效途径之一。目前，市面上所有的热解技术均存在焦油含尘量高的问题。
目前的除尘技术主要包括旋风除尘技术、金属滤网除尘技术、颗粒床除尘技术。旋风除尘技术的除尘效率较低，金属过滤网除尘技术的承受温度较低、易发生高温腐蚀和氧化，颗粒床除尘技术效率较高。但目前的除尘技术主要为外置式，高温油气除尘过程中均需加热保温，来避免焦油的二次裂解或冷凝造成的焦油损失，成本较高。
实用新型内容
本实用新型所提供的内置除尘装置的热解反应器，旨在解决现有技术中普遍存在的热解油气中含尘量高的问题，简化处理工序，节能高效。
本实用新型提出了一种内置除尘装置的热解反应器，所述反应器中具有沿所述反应器高度方向布置的隔板，所述隔板将所述反应器分隔为热解区和除尘区；所述热解区和所述除尘区底部相通；
所述反应器具有相对布置的侧壁a和侧壁a＇，其中，所述除尘区包括相对布置的所述侧壁a和所述隔板；并且，在所述侧壁a和所述隔板上布置有多个斜板；
所述斜板具有端部b和端部b＇，其中端部b固定在所述隔板或所述侧壁a上，端部b＇悬空；
两个相邻的斜板的端部b分别固定在所述隔板和所述侧壁a上，使得所述两个相邻的斜板交叉设置。
进一步的，所述斜板与水平方向的夹角为45°～75°。
进一步的，所述斜板在水平方向的投影为所述除尘区宽度的4/5～9/10。
进一步的，所述斜板的端部b＇与相对侧的所述隔板或所述侧壁a的垂直距离为所述除尘区宽度的1/10～1/5。
进一步的，所述两个相邻的斜板之间的夹角为30°～90°。
进一步的，所述除尘区横截面积为所述热解区横截面积的1/32～1/4。
进一步的，所述除尘区的上部设有热解油气出口。
进一步的，所述热解区中自上而下设置有多个辐射管。
上述的热解反应器中，进一步包括料位计、出料螺旋；
所述料位计设置在所述隔板之下，且与所述隔板下端的垂直距离为100～500㎜；
所述出料螺旋与所述反应器底部的出料口相连通。
上述的热解反应器中，进一步包括料仓、进料螺旋；
所述进料螺旋设置在所述料仓下部，且与所述热解区上部连接。
本实用新型的装置采用内置除尘区的反应器，可避免热解油气中焦油的冷凝和二次裂解。并且除尘区可利用反应器本身的热量，且无需外加热源。该除尘区对热解油气的除尘率高达92.41％，大大简化了后续的处理工序。
附图说明
图1是本实用新型实施例中内置除尘装置的热解反应器的主视剖面图。
附图中的附图标记如下：
1、料仓；
2、进料螺旋；
3、热解区；3-1、辐射管；
4、除尘区；4-1、斜板；
5、烟气出口；
6、燃气进口；
7、热解油气出口；
8、料位计；
9、隔板；
10、出料螺旋。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。
本实用新型公开了一种内置除尘装置的热解反应器，用于降低热解油气中的含尘量。如图1所示，反应器为方形立式结构，反应器的顶部和底部的主视剖面图均为梯形。
由图1所见，反应器自上而下依次包括进料系统、反应器主体、出料系统。其中反应器顶部的梯形部分与进料系统连接，底部的梯形部分与出料系统连接，中部为反应器主体部分。
⑴反应器主体
本实用新型实施例的反应器中设置有隔板9。隔板9沿反应器的高度方向布置，将反应器纵向分隔为两个区域：热解区3和除尘区4。并且，热解区3和除尘区4的底部是连通的。
本实用新型实施例的反应器中具有侧壁a和侧壁a＇。并且，侧壁a和侧壁a＇相对布置，侧壁a和隔板9相对布置，隔板9和侧壁a＇也相对布置。即在本实用新型的方形立式反应器中，侧壁a、隔板9、侧壁a＇相互平行。
并且，除尘区4包括侧壁a和隔板9，热解区3包括隔板9和侧壁a＇。
①热解区3用于热解处理物料。
热解区3中设置有多个辐射管3-1，其在热解区3中自上而下分层分布。辐射管3-1的两端分别与燃气进口6和烟气出口5连接，并且燃气进口6的水平位置在烟气出口5的水平位置之下。
②除尘区4用于热解产物的除尘。
在除尘区4的侧壁a和隔板9上，自下而上均匀布置有多个斜板4-1。其在侧壁a和隔板9上的数量分别为m和n。此处，m和n所代表的数值可以相同也可以不同。
每个斜板4-1都有两个端部，分别命名为端部b和端部b＇。其中，端部b固定在侧壁a或隔板9上，端部b＇悬空在除尘区4中。并且，当斜板4-1的端部b固定在侧壁a上时，其相邻的斜板4-1的端部b均固定在隔板9上，使得每两个相邻的斜板4-1呈现交叉设置的方式。
本实用新型实施例中，除尘区4的宽度为W，除尘区4横截面积为热解区3横截面积的1/32～1/4。
本实施例中，斜板4-1与水平方向的夹角均为45°～75°。并且，斜板4-1在水平方向的投影均为4/5W～9/10W。
斜板4-1的端部b＇与相对侧的隔板9或侧壁a的垂直距离为1/10W～1/5W。
每两个相邻的斜板4-1之间的夹角的范围均为30°～90°。
在侧壁a上布置的最上端的斜板4-1之上，设置有热解油气出口7。
本实用新型实施例中，斜板4-1由耐高温且耐腐蚀的不锈钢材料制成，隔板9由耐热且易传热的不锈钢材料制成。
⑵进料系统
反应器的进料系统包括料仓1和进料螺旋2。进料螺旋2设置在料仓1下部，且与热解区3的梯形部分连接。
⑶出料系统
反应器的出料系统包括料位计8和出料螺旋10。料位计8设置在热解区3，位于隔板9之下，并且与隔板9下端的垂直距离H为100～500㎜，出料螺旋10设置在料位计8之下。
本实用新型还公开了一种利用图1所示的内置除尘装置的热解反应器处理物料的方法，包括如下步骤：
步骤A，物料预处理过程：对原料物料进行破碎得到粉状物料，粉状物料的粒径≤3㎜。然后对粉状物料进行烘干，使得物料的含水率低于15％。
步骤B，物料热解：将步骤A中得到的粉状物料运送至热解反应器的料仓1中，启动进料螺旋2，粉状物料在重力作用下降落至热解区3中。在热解区3中，物料在辐射管3-1的作用下发生热解反应生成热解油气和半焦。
其中辐射管3-1一端的燃气进口6用于向辐射管3-1中输送燃气，燃气可在辐射管3-1中燃烧，产生的热量通过辐射作用使得物料发生热解反应。
步骤C，热解油气除尘：上述步骤B中产生的热解油气，其中会夹杂较多的粉尘，在重力和浮力的作用下，经由热解区3与除尘区4底部相通的区域运动到除尘区4中。
夹杂粉尘的热解油气在除尘区4中上升的过程中，会不断的与斜板4-1的表面进行碰撞，导致热解油气中的粉尘又降落至反应器的底部。热解油气经过与多个斜板4-1的碰撞作用，达到除尘的目的。
在除尘过程中，由于隔板9是由耐热且易传热的不锈钢材料制成的，辐射管3-1所在热解区3中所产生的热量会传递到除尘区4中，可有效避免热解油气的冷凝，保证焦油的产率。
步骤D，热解产物的出料：上述步骤B中生成的半焦逐渐堆至反应器底部，当堆积的半焦高度达到料位计8上部时，启动出料螺旋10；直到半焦高度降低至料位计8下部时，关闭出料螺旋10，停止出料。
同时，经过步骤C除尘后的热解油气由除尘区4顶部的热解油气出口7排出反应器。
实施例1
选用粒径小于3mm、含水率为9wt％(wt％为质量百分比)的粉煤作为原料。将粉煤由料仓1经由进料螺旋2，下落至热解区3中。其中辐射管3-1温度为600℃。粉煤在热解区3中发生热解反应，生成热解油气和半焦。
半焦堆至反应器底部，通过料位计8控制料位，半焦由出料螺旋10排出反应器；热解油气的温度为500℃，经由除尘区4除尘处理后，通过热解油气出口7排出反应器，进入到后续处理工序。
表1 热解油气除尘前后含尘量比较
| 除尘前热解油气含尘量 | 除尘后热解油气含尘量 |
| 158g/Nm3 | 12g/Nm3 |
(备注：g/Nm3表示质量浓度)
实施例2
选用粒径≤3㎜、含水率为8wt％的木屑作为原料。将木屑由料仓1经由进料螺旋2，下落至热解区3中。其中辐射管3-1温度为600℃。木屑在热解区3中发生热解反应，生成热解油气和生物炭。
生物炭堆至反应器底部，通过料位计8控制料位，生物炭由出料螺旋10排出反应器；热解油气的温度为500℃，经由除尘区4除尘处理后，通过热解油气出口7排出反应器，进入到后续处理工序。
表2 热解油气除尘前后含尘量比较
| 除尘前热解油气含尘量 | 除尘后热解油气含尘量 |
| 138g/Nm3 | 16g/Nm3 |
由表1和表2可知，本实用新型具有较优的除尘效果。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (10)
1.一种内置除尘装置的热解反应器，其特征在于，所述反应器中具有沿所述反应器高度方向布置的隔板，所述隔板将所述反应器分隔为热解区和除尘区；所述热解区和所述除尘区底部相通；
所述反应器具有相对布置的侧壁a和侧壁a＇，其中，所述除尘区包括相对布置的所述侧壁a和所述隔板；并且，在所述侧壁a和所述隔板上布置有多个斜板；
所述斜板具有端部b和端部b＇，其中端部b固定在所述隔板或所述侧壁a上，端部b＇悬空；
两个相邻的斜板的端部b分别固定在所述隔板和所述侧壁a上，使得所述两个相邻的斜板交叉设置。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述斜板与水平方向的夹角为45°～75°。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述斜板在水平方向的投影为所述除尘区宽度的4/5～9/10。
4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述斜板的端部b＇与相对侧的所述隔板或所述侧壁a的垂直距离为所述除尘区宽度的1/10～1/5。
5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述两个相邻的斜板之间的夹角为30°～90°。
6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述除尘区横截面积为所述热解区横截面积的1/32～1/4。
7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述除尘区的上部设有热解油气出口。
8.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述热解区中自上而下设置有多个辐射管。
9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，进一步包括料位计、出料螺旋；
所述料位计设置在所述隔板之下，且与所述隔板下端的垂直距离为100～500㎜；
所述出料螺旋与所述反应器底部的出料口相连通。
10.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，进一步包括料仓、进料螺旋；
所述进料螺旋设置在所述料仓下部，且与所述热解区上部连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106281380A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种内置除尘装置的热解反应器 |
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- 2016-08-29 CN CN201620978723.3U patent/CN206143127U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155 Patentee after: Shenwu Technology Group Co.,Ltd. Address before: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155 Patentee before: BEIJING SHENWU ENVIRONMENT AND ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Pyrolysis reactor with built-in dust removal device Effective date of registration: 20180322 Granted publication date: 20170503 Pledgee: The Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Anwar Road Branch Pledgor: Shenwu Technology Group Co.,Ltd. Registration number: 2018990000210 |
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| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20190121 Granted publication date: 20170503 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20220921 Granted publication date: 20170503 |
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Granted publication date: 20170503 |