热解反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及设计一种含碳物质的热解处理系统，尤其是一种热解反应器。
【背景技术】
[0002] 现代煤化工为实现低阶煤等含碳燃料的高效清洁转化利用，已开发出多种综合煤 化工技术，热解-燃烧解耦、热解-化学品解耦、热解-气化解耦等，但真正实现工业化的却 不多，从中试向工业化放大的过程中遇到了各式技术难题。其中尤以热解反应器设计、后续 净化处理工艺尤为突出。目前，含碳燃料（煤、油页岩、生物质等）热解的主要炉型有抚顺 炉、三江方炉、大连理工的固体热载体干馏炉、爱沙利亚的Galoter炉和澳大利亚的ATP炉 等等。一些干馏炉只能用来热解块状油页岩和煤，小粒径物料无法利用，资源利用率低，粉 状物料因无法利用而大量堆积；以气体为热载体的炉型，因冷凝回收系统庞大，热解气热值 低，焦油收率低等问题，难以进一步推广示范；以固体为热载体的炉型，则存在原料和热载 体均匀混合，分离等问题，而限制了其进一步发展。
[0003] 因此，目前的热解技术有待进一步改进。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种热解效率高且能耗低的热解反应器。
[0005] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种热解反应器，根据本发明实施例的热 解反应器包括：
[0006] 蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层 具有多根沿水平方向布置的蓄热式辐射管；
[0007] 搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述 搅拌杆垂直于所述搅拌轴，所述搅拌轴可旋转地从所述热解反应器底部的排渣口伸入到所 述热解反应器的内部；
[0008] 催化剂加入装置，所述催化剂加入装置包括：
[0009] 催化剂料斗；
[0010] 催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；
[0011] 催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所 述热解反应器的壁并延伸至所述热解反应器的内部；
[0012] -个或多个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于 所述热解反应器内部，
[0013] 载气递送件，其与所述催化剂主管相连通，
[0014] 抽气伞，所述抽气伞设置在所述热解反应器顶壁上并与油气出口相连；以及
[0015] 布料器，所述布料器具有多个一级排料通路，所述布料器设置在所述热解反应器 的顶壁上且通过法兰与所述热解反应器的进料口相连通。
[0016] 由此该热解反应器采用蓄热式辐射管，反应工艺简单，且反应器内部温度场均匀， 能实现分区控温，系统热效率高；其次，采用催化剂加入组件向热解反应器内送入催化剂， 可有效地催化含碳物质燃料热解。因此，采用本发明上述实施例的热解反应器可以显著提 高热解效率。
[0017] 本发明主要是为了开发一种含碳燃料的蓄热式移动床热解反应器，该反应器可有 效抑制油气的二次反应，提高焦油产率。同时，采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无 需气、固热载体，提高了热解气的热值。同时，蓄热式移动床热解反应器兼顾了设备少，易操 作，故障率低等优点。
[0018] 另外，根据本发明上述实施例的热解反应器还可以具有如下附加的技术特征：
[0019] 在本发明的一些实施方案中，多个所述搅拌杆在所述搅拌轴的轴向上间隔开分 布。
[0020] 在本发明的一些实施方案中，多个所述搅拌杆的投影在所述搅拌轴的轴向上间隔 开分布，优选均勾地间隔开分布。
[0021] 在本发明的一些实施方案中，在所述搅拌轴的同一横截面中，相邻的两个所述搅 拌杆的投影之间的夹角为大于〇~90度，优选30~90度。
[0022] 在本发明的一些实施方案中，沿所述搅拌轴的长度，相邻的两个搅拌杆之间的夹 角为0~90度，优选30~90度。
[0023] 在本发明的一些实施方案中，所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度 方向彼此平行布置。
[0024] 在本发明的一些实施方案中，所述催化剂喷射件包括催化剂喷管和设置在所述催 化剂喷管上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀，
[0025] 优选地，所述催化剂喷管包括多个沿水平方向间隔分布且首尾依次相连的多个子 催化剂喷管，所述子催化剂喷管的管壁上具有多个催化剂喷孔，
[0026] 任选地，所述子催化剂喷管的管壁上的多个催化剂喷孔均匀分布且均朝下。
[0027] 在本发明的一些实施方案中，所述催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间。
[0028] 在本发明的一些实施方案中，所述载气递送件连接至所述催化剂主管的末端，优 选所述载气递送件可拆卸地连接或焊接至所述催化剂主管。
[0029] 在本发明的一些实施方案中，所述一级排料通路相对于所述布料器的轴向对称分 布，
[0030] 任选地，每个一级排料通路具有多个二级排料通路，
[0031] 任选地，每个二级排料通路具有多个三级排料通路，优选具有多个更高级的排料 通路，
[0032] 任选地，任选在不同级的排料通路的连接处具有惰性气体入口，所述惰性气体入 口与设置在所述热解反应器外的储气罐相连。
[0033] 在本发明的一些实施方案中，每层蓄热式辐射管中的多个蓄热式辐射管与相邻上 下两层催化剂喷管中的多个子催化剂喷管沿热解反应器高度方向错开分布。
[0034] 在本发明的一些实施方案中，每层蓄热式辐射管的上方均具有一层催化剂喷管， 每层蓄热式辐射管的下方均具有一层搅拌杆。
【附图说明】
[0035] 图1是根据本发明一个实施例的热解反应器的结构示意图。
[0036] 图2是根据本发明一个实施例的热解反应器中的搅拌装置的结构示意图。
[0037] 图3是根据本发明一个实施例的热解反应器中的搅拌装置的结构示意图。
[0038] 图4是根据本发明一个实施例的热解反应器中的催化剂喷管的结构示意图。
[0039] 图5是根据本发明一个实施例的热解反应器中的布料器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040] 下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0041] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种热解反应器。下面参考图1详细描述 本发明具体实施例的热解反应器1〇〇,包括：蓄热式辐射管20、搅拌装置30、催化剂加入组 件40、抽气伞50和布料器60。
[0042] 其中，反应器100具有位于顶部的进料口 11和油气出口 12以及位于底部的排渣 口 13,反应器内自上而下形成干燥脱水区、热解反应区和半焦成熟区；
[0043] 蓄热式辐射管20沿热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向 上彼此平行的蓄热式辐射管；
[0044] 搅拌装置30包括搅拌轴31和连接在搅拌轴31上的多个搅拌杆32,搅拌轴可旋转 地从热解反应器的排渣口伸入到热解反应器内部；
[0045] 催化剂加入组件40包括：催化剂料斗41 ;催化剂主管42,催化剂支管43, 一个或 多个催化剂喷射件44,载气递送件（未示出），其中，催化剂主管与所述催化剂料斗相连；所 述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述热解反应器的壁并延伸 至所述热解反应器的内部；所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述热解 反应器内部，载气递送件与所述催化剂主管相连通；
[0046] 抽气伞50设置在干燥脱水区内且与油气出口 12相连；以及布料器60具有多个一 级排料通路61，任选每个一级排料通路61具有多个二级排料通路62,布料器60与进料口 11相连。
[0047] 根据本发明的具体实施例，热解反应器100的宽度为2~8m，长度和宽带宜相当， 热解反应器的高度通过控制辐射管的数量和辐射管的垂直间距控制，高度可以为5~20m。 由此，可以实现物料在热解反应器100内的完全热解。进一步地，热解半焦从热解反应器底 部的排渣口排出，并经冷渣螺旋排出。
[0048] 根据本发明的具体实施例，蓄热式辐射管20在热解反应器内沿热解反应器高度 方向间隔分布，每层蓄热式辐射管20包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管。采用 蓄热式辐射管，热烟气与进燃烧室的燃料和空气换热，降低了排烟温度，传热效率提高，能 量利用率高。
[0049] 根据本发明的具体示例，每层蓄热式辐射管中的多个蓄热式辐射管与相邻上下两 层催化剂喷管中的多个子催化剂喷管沿热