一种基于双重传热系统的热解装置及方法与流程

本发明涉及一种热解装置，特别涉及一种基于双重传热系统的热解装置及方法。

背景技术：

1、热解是指被热解物质，一般为固态有机物，如煤、有机固废、木屑等受热后裂解生成固定碳、可冷凝液体，如焦油，及不可冷凝可燃气体的过程。热解装置是一种工业上广泛应用，如煤化工、有机固废处理、木材干馏等的热工装备，传统的热解装置应用最广泛的供热方式有两种，一种是内热式，即将燃料燃烧后的高温烟气（主要成分为氮气和二氧化碳）直接通入热解炉内，与被热解物质直接接触加热，从而完成热解，此种传热方式具有传热面积大，传热效率高的优点，但同时由于大量不可燃气体（氮气和二氧化碳）混入热解产物可燃气体中，造成热解气体中可燃组分占比减少，采用这种传热方式的热解气普遍热值不高（一般为8～12mj/nm3），除回炉燃烧外利用价值不大，同时，由于气体体积的增大，对后续通过冷凝获取液态产品（热解油）也会造成很大不便。另外一种常用的加热方式为外热式，即被热解物质与燃料的燃烧物理隔离，通过对炉体外壁及炉内烟道壁进行加热，通过炉壁及烟道壁再对被热解物质进行加热从而完成热解，由于这种传热方式高温烟气与被热解物质隔离，所以热解气态产物较纯净，热值较高（一般可达25～32mj/nm3），但这种传热方式通过炉壁或烟道壁辐射传热，再通过原料间由外向内传导，热传递效率低，炉内温度分布不均匀，导致热解反应速度慢，热解时间延长，有时甚至会发生部分区域热解无法完成等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于双重传热系统的热解装置及方法。

2、本发明采用的技术方案是：一种基于双重传热系统的热解装置，包括筒状的炉体，炉体设置有进料口，出料口，燃烧室，所述燃烧室设置对外的排烟管路，所述炉体上安装有循环管路，所述循环管路两端均连接炉体内腔，所述循环管路管体经过所述燃烧室的内腔。

3、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述燃烧室环形设置于炉体中部，所述循环管路两端分别连接炉体内腔的上部和下部。

4、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述循环管路包括换热管和热解气支管，所述换热管设置于所述燃烧室内腔，一端连接所述热解气支管，另一端与燃烧室内腔下部连通，所述炉体上部安装有对外连通的热解气出口，所述热解气支管与所述热解气出口连通。

5、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：热解气出口设置有引风机，换热管与炉体内腔连接位置设置有引风机。

6、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述热解气支管设置有控制烟气压力与流量的控制装置。

7、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述换热管为数量若干、环形均布于环形设置的燃烧室内的烟气管路。

8、所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述燃气管路包括烟道、烟气集气室、烟气出口，其中，烟道为数量若干、环形均布于环形设置的燃烧室外壁的烟气管路，烟气集气室设置于炉体内腔中心轴位置。

9、一种热解方法，包括如下步骤：

10、步骤一：启动燃烧室内燃烧器，对燃烧室内以及换热管进行加热；

11、步骤二：启动热解气出口的引风机以及换热管与炉体内腔连接位置的引风机；

12、步骤三：根据工况需要通过控制装置调整通过热解气支管烟气的压力和流量；

13、步骤四：当炉体内腔各段温度合适后，将物料由炉体顶部倒入炉体内进行热解；

14、步骤五：热解产生的气态物质由热解气出口部分排出炉体外，部分通过热解气支管、换热管经燃烧室加热后重新进入炉体内腔，进一步对炉体内腔进行加热。

15、本发明综合采用内热外热两种传热方式，在保留并优化设计燃烧室内壁、烟道壁及烟气集气室壁辐射传热结构的同时，引入内热传热介质，且保证传热介质气体与热解产物气体组分相同或相近，避免了额外无效成分的混入，既能保持热解产物气体的纯净和高热值，又有效提高热效率，提高能量综合利用效果。

技术特征：

1.一种基于双重传热系统的热解装置，包括筒状的炉体，炉体设置有进料口，出料口，燃烧室，其特征是：所述燃烧室设置对外的排烟管路，所述炉体上安装有循环管路，所述循环管路两端均连接炉体内腔，所述循环管路管体经过所述燃烧室的内腔。

2.根据权利要求1所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述燃烧室环形设置于炉体中部，所述循环管路两端分别连接炉体内腔的上部和下部。

3.根据权利要求2所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述循环管路包括换热管和热解气支管，所述换热管设置于所述燃烧室内腔，一端连接所述热解气支管，另一端与燃烧室内腔下部连通，所述炉体上部安装有对外连通的热解气出口，所述热解气支管与所述热解气出口连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：热解气出口设置有引风机，换热管与炉体内腔连接位置设置有引风机。

5.根据权利要求3所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述热解气支管设置有控制烟气压力与流量的控制装置。

6.根据权利要求3所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述换热管为数量若干、环形均布于环形设置的燃烧室内的烟气管路。

7.根据权利要求1所述的一种基于双重传热系统的热解装置，其特征是：所述燃气管路包括烟道、烟气集气室、烟气出口，其中，烟道为数量若干、环形均布于环形设置的燃烧室外壁的烟气管路，烟气集气室设置于炉体内腔中心轴位置。

8.一种利用所述一种基于双重传热系统的热解装置的热解方法，其特征是：包括如下步骤：

技术总结
一种基于双重传热系统的热解装置，包括筒状的炉体，炉体设置有进料口，出料口，燃烧室，燃烧室设置对外的排烟管路，炉体上安装有循环管路，循环管路两端均连接炉体内腔，循环管路管体经过燃烧室的内腔。本发明利用该热解装置，在保留并优化设计燃烧室内壁、烟道壁及烟气集气室壁辐射传热结构的同时，引入内热传热介质，且保证传热介质气体与热解产物气体组分相同或相近，避免了额外无效成分的混入，既能保持热解产物气体的纯净和高热值，又有效提高热效率，提高能量综合利用效果。

技术研发人员：窦永明,孟爱国
受保护的技术使用者：山西领君重工机械设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13