一種固體熱載體干餾裝置及其干餾方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于能源化工技術領域，具體涉及一種動力消耗低、設備磨損小、氣固分離效果好、資源利用率高的固體熱載體干餾裝置及其干餾方法。
【背景技術】
[0002]我國煤炭資源豐富，原煤除部分用于煉焦、轉化加工外，絕大部分用于直接燃燒，不但熱效率低、對環(huán)境的破壞嚴重，而且煤中具有較高經濟價值的富氫組分得不到合理利用。而且我國油頁巖、油砂儲量豐富，資源開發(fā)潛力巨大。
[0003]目前，煤或油頁巖低溫干餾技術大部分采用塊狀氣體熱載體干餾技術，如煤的低溫干餾有三江爐、魯奇三段爐，油頁巖的低溫干餾有撫順爐、茂名爐、吉林成大爐、愛沙尼亞的基維特爐、巴西的佩特洛瑟克斯爐等，但普遍存在無法利用〈15_粒度的干飽物料，特別是油頁巖行業(yè)。
[0004]固體熱載體熱解工藝是利用高溫半焦或其他的高溫固體物料與干餾物料在熱解室內混合，利用熱載體的顯熱將其熱解。與氣體熱載體熱解工藝相比，固體熱載體熱解避免了熱解析出的揮發(fā)產物被煙氣稀釋，同時降低了冷卻系統(tǒng)的負荷，得到了廣泛的研宄。但是，傳統(tǒng)固體熱載體熱解工藝通常采用機械攪拌進行物料混合，消耗大量動力的同時，存在著高溫狀態(tài)下磨損嚴重和密封、攪拌漿葉變形問題；也有采用扇錐形擋板依靠重力混合，但不僅體積較大，而且熱載體與干餾物料的混合均勻差，直接影響到熱載體與煤顆粒之間的傳熱效率，難以避免焦粒黏結，從而影響固體顆粒在耦合系統(tǒng)中的穩(wěn)定流動，降低熱解反應的氣、液產率。另外，傳統(tǒng)固體熱載體熱解工藝在實際操作中，重質焦油和半焦細粒子粘附在旋風分離器和冷卻管路的內壁，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0005]對于<15mm粒度的煤或油頁巖、油砂，可以采用流化床、氣流床方式干館?，但這種干餾方式，還需進一步破碎，如上不僅氣固分離困難，而且存在動力消耗大、設備磨損大等諸多弊病。尤其是流化床，還存在“上吐下瀉”問題，產油率相對降低，同樣會造成資源浪費。移動床固體熱載體干餾技術，如以循環(huán)熱半焦或熱灰為熱載體的干餾技術，雖然動力消耗和設備磨損相對較小，但油氣當中的粉塵清除卻成為該項技術最大制約。無法進行干餾，造成資源極大的浪費，尤其是油頁巖行業(yè)。
[0006]也就是說，小顆粒干餾最大技術瓶頸:就是干餾產生的揮發(fā)份(荒煤氣或稱干餾油氣)如何進行氣固分離。因干餾產生的揮發(fā)份當中含有油，隨著溫度的降低會有油凝析，所以它不同于一般的氣固分離。此外，無論是流化床、氣流床干餾，還是固體熱載體移動床干飽，它們均屬于“等溫”干餾過程，水分、揮發(fā)份瞬間逸出，極易造成熱崩碎，使得半焦產品粒度更細，粉塵量更大，增加了氣固分離難度。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的第一目的在于提供一種動力消耗低、設備磨損小、氣固分離效果好、資源利用率高的固體熱載體干餾裝置；第二目的在于提供一種實現第一目的干餾方法。
[0008]本發(fā)明的第一目的是這樣實現的:包括混合室、干餾室、干餾固體產物室、沉降室，所述混合室設置于干餾室上部并相互連通，所述干餾固體產物室設置于干餾室下部并相互連通，所述沉降室設置于干餾固體產物室兩側，所述混合室上部設置有投料口，所述混合室內自上而下依次交錯設置有多個三角形折混板，所述干餾室內設置有多個角狀盒，所述干餾室于角狀盒內的上部設置有與外部連通的導出孔，所述導出孔通過揮發(fā)份通道與沉降室連通，所述沉降室體積遠大于揮發(fā)份通道，所述干餾固體產物室下部設置有出料口，所述沉降室在遠離揮發(fā)份通道接口的上部設置有油氣出口且底部設置有粉塵出口。
[0009]本發(fā)明的第二目的是這樣實現的:包括混料、干餾、除塵步驟，具體包括:
A、混料:將干餾原料與固體熱載體自投料口共同投入混合室，干餾原料與固體熱載體下落并經交錯設置的三角形折混板混合后落入干餾室形成物料層；
B、干餾:A步驟形成的物料層中的干餾原料在干餾室內經固體熱載體升溫熱解釋放出揮發(fā)份，揮發(fā)份向上穿過物料層進入角狀盒中并經導出孔導出，干餾后形成的干餾固體產物向下落入干餾固體產物室并經出料口排出；
C、除塵:B步驟導出的揮發(fā)份通過揮發(fā)份通道進入沉降室，重力自然沉降后分離的油氣由油氣出口排出，而粉塵自粉塵出口排出。
[0010]本發(fā)明在混合室內自上而下交錯設置三角形折混板，將干餾冷物料(煤、油頁巖或油砂)與固體熱物料(熱半焦或熱灰)自上部的投料口共同投入混合室，依靠重力下落并經交錯設置的三角形折混板充分混合，混均后的物料進入下部的干餾室；在干餾室內自上而下依次設置有多層角狀盒，混勻后的物料落入干餾室形成物料層，固體熱物料把熱量傳遞給干餾冷物料發(fā)生熱解反應，熱解產生的揮發(fā)份，由自上而下依次設置的多層角狀盒就近收集經導出孔由干餾室兩側的揮發(fā)份通道導出進入下面的沉降室，即能縮短揮發(fā)份中焦油高溫停留時間，有效地防止焦油的二次分解，而且還能有效降低粉塵與油氣一起逸出干餾室外；另外，多個錯位設置的角狀盒也有利于物料的進一步混合。由于沉降室體積遠大于揮發(fā)份通道，且揮發(fā)份自上而下流動，揮發(fā)份進入沉降室體積突然增大，氣體流速降低，揮發(fā)份夾帶的固體顆粒自然沉降，進一步解決揮發(fā)份的氣固分離難題。三角形折混板和角狀盒結構緊湊，既不消耗動力，而且機械磨損小、可靠性高，混勻效果好。特別是在沉降室布置多處折流板，使得揮發(fā)份氣體在沉降室折曲流動，揮發(fā)份攜帶的粉塵得以有效清除，并落入沉降室當中；揮發(fā)份中的油氣在沉降室?guī)捉浿苷酆?，由油氣出口由下至上進入油氣回收系統(tǒng)；沉降室收集下來的粉塵，由下部的粉塵出口排出爐外，不僅不消耗動力，而且氣固分離效果較好。本發(fā)明的干餾裝置均為靜體設備，并且干餾物料在干餾室和中運行速度又比較慢，因此動力消耗低，設備磨損小。通過混合室、干餾室和沉降室的內部結構，能夠實現粒度〈15mm的煤、油頁巖或油砂資源利用率100%，有效解決通常氣體熱載體干餾技術無法利用的小顆粒難題。總之，本發(fā)明具有結構簡單、方法便捷、動力消耗低、設備磨損小、氣固分離效果好、資源利用率高的特點。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的干餾裝置工作狀態(tài)剖視結構示意圖；
圖2為圖1之左視圖；
圖3為圖2之俯視圖； 圖4為圖1之沉降室另一結構示意圖
圖中:1-混合室，11-投料口，12-三角形折混板，2-干餾室，21-角狀盒，22-導出孔，3-干餾固體產物室，31-出料口，4-沉降室，41-油氣出口，42-粉塵出口，43-閥門，5-揮發(fā)份通道，6-折流板，61-下折流板，62-上折流板，7-物料層。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0013]如圖1、2和3所示，本發(fā)明的干餾裝置包括混合室1、干餾室2、干餾固體產物室3、沉降室4，所述混合室I設置于干餾室2上部并相互連通，所述干餾固體產物室3設置于干餾室2下部并相互連通，所述沉降室4設置于干餾固體產物室3兩側，所述混合室I上部設置有投料口 11，所述混合室I內自上而下依次交錯設置有多個三角形折混板12，所述干餾室2內設置有多個角狀盒21，所述干餾室2于角狀盒21內的上部設置有與外部連通的導出孔22，所述導出孔22通過揮發(fā)份通道5與沉降室4連通，所述沉降室4體積遠大于揮發(fā)份通道5，所述干餾固體產物室3下部設置有出料口 31，所述沉降室4在遠離揮發(fā)份通道5接口的上部設置有油氣出口 41且底部設置有粉塵出口 42。
[0014]所述混合室I和/或干餾室2為長方體或正方體結構，所述三角形折混板12兩端與混合室I兩側壁連接和/或所述角狀盒21兩端與干餾室2兩側壁連接。
[0015]所述角狀盒21為“ Λ ”形或“ Λ ”形加下部兩側擋板結構。
[0016]所述角狀盒21在干餾室2自上而下依次錯位排列。
[0017]所述沉降室4內部在揮發(fā)份通道5接口與油氣出口 41間設置有折流板6。
[0018]如圖4所示，所述沉降室4呈“W”形結構且底部設置有粉塵出口 42，所述粉塵出口 42設置有閥門43，所述沉降室4自閥門43向上設置有上部開口的下折流板61，所述沉降室4在下折流板61兩側與揮發(fā)份通道5接口和油氣出口 41間頂部分別設置有向下且下部開口的上折流板62。
[0019]所述沉降室4和/或揮發(fā)份通道5外壁設置有保溫層。
[0020]如圖1、2和3所示，本發(fā)明的干餾方法包括混料、干餾、除塵步驟，具體包括:
Α、混料:將干餾原料與固體熱載體自投料口共同投入混合室，干餾原料與固體熱載體下落并經交錯設置的三角形折混板混合后落入干餾室形成物料層；
B、干餾:A步驟形成的物料層中的干餾原料在干餾室內經固體熱載體升溫熱解釋放出揮發(fā)份，揮發(fā)份向上穿過物料層進入角狀盒中并經導出孔導出，干餾后形成的干餾固體產物向下落入干餾固體產物室并經出料口排出；
C、除塵:B步驟導出的揮發(fā)份