一种加氢气化炉、加氢气化系统和加氢气化方法_2

文档序号:9702687阅读:来源:国知局
筒1的长度的1/3?3/5。内筒2和外筒1之间设置保温层,保温层内填充有保温材料,以防止内筒2与外界的热量交换。示例性地,保温材料为石英棉。
[0030]进一步地,本发明实施例中优选,如图1所示,反应室21和激冷区22的连接处23的直径小于内筒2的直径(图1中D所示),呈缩口状,即沿逐渐靠近激冷区22的方向,反应室21的底部的直径逐渐减小,沿逐渐靠近反应室21的方向,激冷区22的顶部的直径逐渐减小。由于连接处23具有上述结构,从而使得合成气在流经连接处23的过程中,其流速会先增加后减小(整体呈现出流速增加的效果),使得合成气的流场发生改变,而合成气中的半焦却由于惯性原因导致流速变化比合成气稍慢,从而使得合成气和半焦在速度方面出现差距,实现了合成气和混入其中的半焦的初分离,降低了合成气的含尘量。可选地,连接处23的直径为内筒2的直径的2/5?4/5。反应室21的底部的侧壁与水平方向之间的夹角为30°?60°,激冷区22的顶部的侧壁与水平方向之间的夹角也为30°?60°,二者可以相同也可以不同。
[0031]此外,本发明实施例中的激冷器3上还可以设置有朝向激冷区22的顶部的多个第二喷射口,激冷区22的顶部上设置有与第二喷射口--对应的多个第二焦油孔,从而使得通过激冷器3能够向激冷区22中喷射焦油,以对激冷区22中的合成气进行激冷,无需再通过气体或者水等介质对激冷区21中的合成气进行激冷,有利于进一步节约能耗和降低废气或者废水的生产量,而且部分焦油还可以发生加氢气化反应转变为轻质油品,进一步提高焦油的利用率。
[0032]示例性地,激冷器3的具体结构可以为以下两种,第一种,如图2和图3所示,激冷器3包括一个环形管,环形管与主焦油管道4连通,其中,环形管上设置有一排第一喷射口和一排第二喷射口;第二种,激冷器3包括上下设置的两个环形管,两个环形管均与主焦油管道4连通,其中,靠上设置的环形管上设置有一排第一喷射口,靠下设置的环形管上设置有一排第二喷射口。主焦油管道4上可以连接有栗,以为焦油提供动力,使焦油能够在环形管中流动顺畅。
[0033]对于上述两种结构的激冷器3而言,环形管上的第一喷射口或者第二喷射口可以均匀分布于整个环形管上,第一喷射口的数目和第二喷射口的数目可以相同也可以不同,与之对应地,反应室21的底部上的第一焦油孔或者激冷区22的顶部上的第二焦油孔也可以均匀分布,第一焦油孔的数目和第二焦油孔的数目可以相同也可以不同。
[0034]其中,当激冷器3具有第一种结构时,激冷器3的结构简单。当激冷器3具有第二种结构时,能够分别对通过激冷器3喷射入反应室21和激冷区22中的焦油的量进行控制,有利于更精确地对反应室21和激冷区22内的温度进行控制,例如,可以在加氢气化炉中设置两条辅焦油管道,其中,每条辅焦油管道的一端与一个环形管连通,另一端与主焦油管道4连通,且两条辅焦油管道上均设置有阀门,进而可以通过调节阀门对通过激冷器3喷射入反应室21和激冷区22中的焦油的量进行精确控制。
[0035]当然,激冷器3的具体结构并不局限于以上两种,此处不再一一赘述,本领域技术人员可以根据实际需要对激冷器3的具体结构进行设置。
[0036]为了便于本领域技术人员实施,下面对具有上述两种具体结构的激冷器3包括的环形管的细节进行详细的说明:
[0037]可选地,上述环形管为圆环形管,圆环形管的管径需要大于2cm,以保证圆环形管中具有足够量的焦油,并可以防止圆环形管的堵塞。示例性地,圆环形管的管径为内筒2的直径的1/10?1/20。
[0038]可选地,第一喷射口、第二喷射口、第一焦油孔和第二焦油孔的形状均为圆形,示例性地,第一喷射口、第二喷射口、第一焦油孔和第二焦油孔的直径均为圆环形管的管径的3/10?7/10,以使通过圆环形管能够向反应室21和激冷区22中喷射足够量的焦油,并可以防止上述各个喷射口和孔的堵塞。
[0039]另外,若当激冷器3只包括一个环形管时,若环形管上第二喷射口的直径大于第一喷射口的直径,由于第二喷射口朝下设置,从而使得大量焦油会从第二喷射口喷射出,导致焦油难以从第一喷射口射出至反应室21中,焦油的利用率不高,因此,环形管上的第二喷射口的直径应不大于第一喷射口的直径,以使得焦油自第二喷射口喷射出时能够具有较大的阻力,进而降低了焦油从第一喷射口射出至反应室21中的难度,保证了焦油的利用率。
[0040]另外,本发明实施例中优选如图2所示,第一喷射口和第一焦油孔之间通过短管5连通,第二喷射口和第二焦油孔之间也通过短管5连通,以使得从环形管中喷出的焦油能够全部进入反应室21和激冷区22中,并且通过短管5还能够将环形管固定在内筒2的筒壁上,维持加氢气化炉的结构的稳定。可选地,短管5的长度为1 cm?3 cm ο
[0041]需要补充的是,如图1所示,本发明实施例中的加氢气化炉还包括与激冷区22的底部连接的圆锥形挡板6,圆锥形挡板6的底部具有圆形开口,且沿竖直向下方向,圆锥形挡板6的横截面的直径逐渐减小。由于圆锥形挡板6具有如上所述的结构,从而使得激冷区22中的合成气从圆锥形挡板6底部的圆形开口流出后,向上流动且体积迅速膨胀,进而使得合成气的流动速度迅速减小,能够实现合成气与半焦的进一步分离。可选地,圆锥形挡板6的侧壁与竖直方向之间的夹角为15°?30°,以使得圆锥形挡板6的设置不会对反应室21和激冷区22中的压力和流场等产生不良影响,有利于煤加氢气化反应的顺利进行。
[0042]此外,如图1所示,本发明实施例中的加氢气化炉包括的外筒1上还可以设置有环形折流板7,环形折流板7位于合成气出口 11下方,从而使得合成气在从合成气出口 11流出之前,会先经过环形折流板7,由于环形折流板7对合成气具有折流作用,从而能够实现合成气和半焦的继续分离。
[0043]需要注意的是,当加氢气化炉同时包括上述圆锥形挡板6和环形折流板7时,环形折流板7需要与圆锥形挡板6相匹配,以进一步改善合成气和半焦的分离效果。示例性地,圆锥形挡板6的侧壁与竖直方向之间的夹角为15°?30°时,环形折流板7与外筒1的筒壁之间的夹角为30°?60°。
[0044]此外,如图1所示,本发明实施例中的加氢气化炉还可以包括自外筒1的顶部伸入的煤粉管线和氢气管线和位于内筒2的顶部的喷嘴8,可选地,喷嘴8包括两个通道,其中一个通道连接煤粉管线,另一个通道连接氢气管线,当然,喷嘴8也可以包括多个通道,其中,可以使中间的通道连接煤粉管线,周围多个通道连接氢气管线,以使煤粉和氢气充分混合气化,本发明实施例对喷嘴8的具体结构不进行限定。如图1所示,本发明实施例中的加氢气化炉还可以包括位于加氢气化炉的底部的反吹气口 9,反吹气口 9用于向加氢气化炉中通入反吹气,以松动位于加氢气化炉的底部的半焦,进而防止位于加氢气化炉的底部的半焦压实,保证半焦下料
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