专利名称：连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于能源技术领域，旨在提供一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，本实用新型能够实现煤热解(或焦化)过程中梯级热解，也能实现煤热解一半焦活化在同一个装置上连续化进行。
背景技术：
煤炭加工利用过程中，热解工艺与活化工艺通常是分开进行的不同过程。现有的热解工艺是在氮气等惰性气氛条件下热解，又叫干馏，如煤热解、生物质热解等，热解装置为固定床，热解所需载气全部是外部提供，催化热解中催化剂没办法分离。热解所得半焦经冷却之后，再采用固定床技术进行活化制备活性炭。热解高温半焦需要冷却，而活化工艺又要求将半焦高温加热，因此造成能量浪费。近年来，有关在还原气氛下热解研究的报道较多。如大连理工大学的胡浩权等 (中国专利CN 1664069A)分别在甲烷载气条件、在催化剂条件下通过固定床煤热解，提高焦油产率。宝钢股份有限公司(中国专利CN 1566266A)研究了在甲烷、焦炉煤气、天然气条件下的固定床热解。这些研究存在需要外部供给载气、催化剂难于分离、增加了很多的加热冷却工序、造成热量的严重浪费等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，本实用新型能够实现煤炭加工过程中，煤热解(焦化)工艺和半焦活化制备活性炭工艺统一起来， 实现活性炭、焦油、煤气多联产，在煤炭深加工、洁净煤技术领域具有极其重要的应用意义。本实用新型的目的是以下述方式实现的一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，该移动床由上至下依次由储料仓(1)、星型进料器O)、上区烟气引出装置(3)、上段中低温热解区G)、下段活化气体引出装置(5)、下段高温或活化热解区(6)、气体进入装置(7)、冷却器(8)、星型下料器(9)和物料收集装置(10)连接构成，下段活化气体引出装置(5)上设有烟气引出导管。所述的储料仓(1)存储物料5-10公斤，物料颗粒粒径为3mm-15mm。所述的上区烟气引出装置(3)设有烟气引出导管。气体进入装置(7)通入氮气、甲烷、一氧化碳，或者空气、氧气、水蒸气、氢气、二氧化碳气体之一或上述气体两种或两种以上按照任意比例复配的混合气体。星型下料器(9)可调节流量排出3mm-15mm物料。本实用新型与现有技术相比具有以下优点本实用新型具有梯级热解特点，首次实现以半焦活化所得煤气为载气，并能完成连续化催化热解——活化耦合多联产移动床操作，具有直接利用高温半焦进行活化处理、催化剂易于分离等优点。1、热解与半焦活化实现耦合多联产，节约半焦活化所需升的高温，直接利用高温半焦进行活化。2、实现煤的梯级热解，研究高温热解产物对中低温热解的促进作用。3、实现煤热解在半焦活化产生的还原气氛下热解，促进焦油产率提高，利用还原气氛热量加热煤，节约能源。4、将热解与半焦活化连续式生产，煤炭转化为活性炭性能提高、焦油产率提高、煤气热值提高，实现多联产。5、解决热解过程催化剂分离较难及型煤热解问题。
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，该移动床由上至下依次由储料仓 1、星型进料器2、上区烟气引出装置3、上段中低温热解区4、下段活化气体引出装置5、下段高温或活化热解区6、气体进入装置7、冷却器8、星型下料器9和物料收集装置10连接构成，下段活化气体引出装置5上设有烟气引出导管。储料仓1内物料经星型进料器2进入上区烟气引出装置3预热，然后进入上段中低温热解区4，中低温热解后经过下段活化气体引出装置5，然后进入下段高温或活化热解区6，高温段所得的物料经过气体进入装置7直接进入冷却器8，经冷却的物料经过星型下料器9排出，然后进入物料收集装置10。本实用新型各部分结构和作用说明如下——储料仓1 ；所述的储料仓1能够存储物料5-10公斤，所进物料颗粒粒径为 3mm-15mm，满足连续化运行时物料供给，上部设有氮气入口和密封装置，保证外部气体不能进入，下部与星型进料器2直接相连接。——星型进料器2 ；所述的星型进料器2与上部储料仓1相连接，物料在重力作用下，直接进入星型进料器2。星型进料器2与上区烟气引出装置3直接相连接。星型进料器 2能够保证物料连续稳定的供给反应器，同时能够调节进料的速度和流量，具有流量稳定的特点，能够实现稳态操作。—上区烟气引出装置3；所述上区烟气引出装置3上部与星型下料器2直接相连，下部与上段中低温热解区4相连接。上区烟气引出装置3能够保持一定的温度，对进入的物料进行预热；上区烟气引出装置3设有烟气引出导管，在区域形成微负压，有利于焦油收集。同时焦炉煤气收集需要空间，并且保持一定高的温度，以防止焦油在管路凝结。—上段中低温热解区4；所述的上段中低温热解区4上部与上区烟气引出装置3 直接相连接，下部与下段活化气体引出装置5相连接。经过预热的物料在上段中低温热解区4中低温-750°C )热解，经温度传感器和压力传感器，能够实现智能化补偿上区的温度和压力，保证热解在一定的温度和压力条件下进行。——下段活化气体引出装置5 ；所述的下段活化气体引出装置5与上段中低温热解区4直接相连，下部与下段高温或活化热解区6直接相连接。下段活化气体引出装置5 上设有烟气引出导管，下段活化气体引出装置5作用是能够排除下段产生的部分气体，调节下段产生的气体进入上段的流量，以平衡整个体系的压力和温度。——下段高温或活化热解区6 ；所述的下段高温或活化热解区6与下段活化气体引出装置5直接相连，下部与气体进入装置7直接相连。上区的热解物料经过下段活化气体引出装置5进入到下段高温或活化热解区6活化高温(800°C -1200°C )热解或者活化。 一种方式是上段产生的中低温半焦经烟气引出装置进入到高温热解段，高温热解产生的产物进入上部中低温热解，实现物料的梯级热解；另一种是物料经上段中低温热解经烟气引出装置，进入到下段活化段，半焦活化产生的气体(如氢气、一氧化碳、甲烷等)，直接进入上段作为热解段气体热载体，通过加氢或者自由基反应提高热解焦油收率、改善焦炭质量。 控制活化程度和时间，以获得性能不同的活性炭。——气体进入装置7 ；所述的气体进入装置7上部与下段高温或活化热解区6直接相连，下部与冷却器8直接相连。气体进入装置7通入氮气、甲烷、一氧化碳，或者空气、 氧气、水蒸气、氢气、二氧化碳气体之一或上述气体两种或两种以上按照任意比例复配的混合气体。气体进入装置7是惰性气体和二氧化碳气体由此进入，实现半焦在一定气氛下热解或者活化。—冷却器8；所述的冷却器8上部与气体进入装置7直接相连，下部与星型下料器9直接相连接。上区热解(活化)的高温物料进入冷却器，将温度降至100°C以下，经冷却高温的焦炭或者活性炭降至低温，以保证在低温下排放到星型下料器9，然后进入物料收集装置10直接排除。—星型下料器9；所述的星型下料器9上部与冷却器8直接相连，下部与物料收集装置10直接相连接。经冷却的物料直接进入星型下料器9，物料的连续排出，可以调节下料速度和流量，星型下料器9可调节流量排出3mm-15mm物料，并且起到一定的密封作用。——物料收集装置10 ；所述的物料收集装置10上部与星型下料器9直接相连接。 物料收集装置10设有密封装置，保证外部氧化性气体不能进入到热解活化体系，其目的是提高煤气热值。本实用新型设有尾气处理装置，不排放出有毒气体。实施例1 神府煤经过上部储料仓1，经星形下料器2，进入上区烟气引出装置3预热，直接进入上段中低温热解区4，热解载气为下段活化得到的煤气，热解段产生的混合煤气，经上区烟气引出装置由气体排出口导管排出；热解段产生的热半焦直接经过中间的下段活化气体引出装置5，直接进入下段高温或活化热解区6。一种方式是高温热解，另一种方式活化。在下段产生的气体，一部分直接进入上部，作为上段热解的载气，同时提供热量加热煤实现热解，一部分在下段活化气体引出装置5引出进行回收。活化段所得到的高温活性炭或者高温焦，直接进入冷却器8冷凝，然后经星形下料器9直接排出到物料收集装置10。以神府煤为原料，进行连续热解——活化多联产移动床加工方式运行，每小时进料1kg，以氮气为载气，进行梯级热解研究，上段热解温度为500°C -650°C，下段热解温度在1000°C -1100°C，为焦油产率达到12%，煤气主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷等，热值 10000-12000KJ/m3。
权利要求1.一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，其特征在于该移动床由上至下依次由储料仓(1)、星型进料器O)、上区烟气引出装置(3)、上段中低温热解区G)、下段活化气体引出装置( 、下段高温或活化热解区(6)、气体进入装置(7)、冷却器(8)、星型下料器 (9)和物料收集装置(10)连接构成，下段活化气体引出装置( 上设有烟气引出导管。
2.根据权利要求1所述的连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，其特征在于所述的储料仓(1)存储物料5-10公斤，物料颗粒粒径为3mm-15mm。
3.根据权利要求1所述的连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，其特征在于所述的上区烟气引出装置(3)设有烟气引出导管。
4.根据权利要求1所述的连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床装置，其特征在于 星型下料器(9)可调节流量排出3mm-15mm物料。
专利摘要本实用新型属于能源技术领域，提供一种连续式梯级热解-活化耦合多联产移动床，该移动床由上至下依次由储料仓、星型进料器、上区烟气引出装置、上段中低温热解区、下段活化气体引出装置、下段高温或活化热解区、气体进入装置、冷却器、星型下料器和物料收集装置连接构成。本实用新型具有梯级热解特点，首次实现以半焦活化所得煤气为载气，并能完成连续化催化热解-活化耦合多联产移动床操作，具有直接利用高温半焦进行活化处理、催化剂易于分离等优点。本实用新型将煤催化热解与半焦催化活化工艺融为一体，有利于热量的高效利用，节省能源，提高焦油产率和煤气的热值，首次实现煤热解-活化耦合多联产。
文档编号C10B53/04GK202039028SQ20112003924
公开日2011年11月16日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者任秀斌, 刘源, 周安宁, 张亚婷, 张洪利, 赵世永 申请人:西安科技大学