基于循环流化床锅炉燃烧室高温混合料的热解工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于煤化工（及油页岩）热解领域，具体涉及一种基于循环流化床锅炉燃 烧室内高温混合料的热解工艺及装置。
【背景技术】
[0002] 我国"富煤、少气、缺油"的资源禀赋条件，致使长期已来只能以煤炭为主要资源， 使得我国煤炭在火力发电行业消费比例较大，同时在煤炭利用过程中由于对污染物排放控 制措施不得当，使传统的煤炭开发和加工利用成为了我国环境污染的主要来源，进而我国 成为了典型的煤烟污染型国家。煤热解是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要手段，是 发展现代煤化工实现多联产的关键技术之一。在煤热解工艺中，固体热载体热解是其中重 要的方法之一。
[0003] 在专利CN104263419A中提供了一种基于循环流化床的煤热解气化多联产工艺及 系统。该装置是利用循环流化床锅炉的高温循环灰作为热载体对高挥发分煤在移动床热解 反应器中进行热解。专利CN101220298B中，提供了一种循环流化床热解气化方法及装置， 该专利燃料在热解气化室中进行热解或气化反应，产生煤气和半焦，半焦在燃烧室中燃烧 产生的高温循环热灰送入热解气化室，为热解气化反应提供热量。
[0004] 在专利CN102191088B中，提供了固体燃料双流化床热解气化分级转化装置及方 法。该发明利用了流化床热解炉密相区通过返料器与流化床气化炉相连，流化床气化炉稀 相区经气化炉分离器和双向返料器与流化床热解炉密相区和流化床气化炉密相区相接，流 化床热解炉稀相区依次与分离器和煤气净化系统相接，其中是将流化床气化炉顶部（稀相 区）经分离器分离的高温物料作为流化床热解炉的热载体。
[0005] 上述专利均利用了固体热载体为热源，但所使用的固体热载体（高温灰）均由流 化床（上述专利CN104263419A中的循环流化床锅炉、CN101220298B中的循环流化床燃烧 室、CN102191088B中的流化床气化炉）的顶部旋风分离器得到，分别应用了的固体热载体 移动床热解或固体热载体流化床热解技术，都存在工艺复杂，热解产生的高温热油气含尘 量高，传统除尘工艺技术无法与之配套使用，致使回收的产品焦油因固含量较高而使其难 以利用。其次由于利用了流化床顶部的高温灰作为热载体，当原煤煤质发生变化、粉煤颗粒 变化、装置负荷调整等均会出现旋风分离器分离出来的高温灰量少，直接影响了热解工艺 装置的安全稳定运行。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术存在的问题和不足，使传统的除尘技术能够与之配套使用，并 且能够与工业化应用的循环流化床锅炉（例如电厂循环流化床锅炉）耦合放大，本发明提 供了一种基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解工艺及装置。
[0007] 本发明是通过以下技术方案来实现：
[0008] -种基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解装置，包括循环流化床锅炉 燃烧室和设有热解煤坡管接口的流化床热解反应器，循环流化床锅炉燃烧室内的风室上端 倾斜设置有循环流化床分布板，循环流化床锅炉燃烧室的流化床分布板上方的锥段区的炉 墙侧面上设置高温混合料出口，高温混合料出口通过高温混合料坡管连接到流化床热解反 应器反应室底部侧面上，流化床热解反应器的环型热解半焦仓通过热解半焦坡管连接到循 环流化床锅炉燃烧室内。
[0009] 所述的流化床热解反应器包括循环气室、反应室、分离室和旋风分离器；高温混合 料出口通过高温混合料坡管连接到反应室底部侧面上，反应室下方设置有供循环气进入的 循环气室，循环气室与反应室之间设置有循环气分布板，循环气分布板上方的反应室侧壁 上设有热解煤坡管接口，热解煤坡管接口上连接有供热解煤进入的热解煤坡管，反应室上 方设有分离室，反应室筒体延伸至分离室内部，与分离室筒体底部腔体间形成一个环型热 解半焦仓，环型热解半焦仓通过热解半焦坡管连接到循环流化床锅炉燃烧室内，分离室中 设有旋风分离器，旋风分离器顶端设有高温气出口；高温混合料坡管上设有高温混合料机 械阀，热解半焦坡管上设有热解半焦机械阀。
[0010] 所述的旋风分离器底端设有粉尘颗粒排出口，反应室底部侧面上还设有灰渣排出 口，环型热解半焦仓上设置有剩余热半焦出口，分离室直径是反应室的1.2~1.8倍。
[0011] 所述的循环流化床锅炉燃烧室是由炉墙和水冷壁围成的一定空间，其上部为方型 结构，下部为方锥型结构，循环流化床锅炉燃烧室上设置有旋风分离器，旋风分离器顶部设 置有热烟气出口，旋风分离器底部出口分两路，一路排出热灰，一路通过U型返料器和煤粉 进料管连接到循环流化床锅炉燃烧室的循环热灰进口上，循环流化床锅炉燃烧室底部内风 室上端倾斜设置有循环流化床分布板，循环流化床锅炉燃烧室的流化床分布板上方的锥段 区的炉墙侧面上设置高温混合料出口，循环流化床锅炉燃烧室底部设置有供一次风进入的 风室，循环流化床锅炉燃烧室锥段区的炉墙侧面上还设置有二次风进口。
[0012] 所述的循环流化床分布板包括风帽、进风孔、进风管、耐磨层、冷却水管和支承板； 支承板上设置有耐磨层、冷却水管和进风管，进风管上设置有风帽，风帽上设置有进风孔。
[0013] 热解煤坡管、热解半焦坡管和高温混合料坡管均包括从外到内依次设置的钢管 层，过渡层，刚玉层和耐磨层。
[0014] 所述的流化床分布板上方0. 3~7米处设有高温混合料出口，循环流化床锅炉燃 烧室内的风室上端向高温混合料出口排出口倾斜9~20度设置有循环流化床分布板。
[0015] 循环流化床锅炉燃烧室内的风室上端向高温混合料出口排出口倾斜13~20度设 置有循环流化床分布板。
[0016] 一种基于所述的热解装置的基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解工 艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0017] 1)将0. 1~8_的热解煤经热解煤坡管送入流化床热解反应器的反应室，将循环 流化床锅炉燃烧室内锥段区的高温混合料经高温混合料坡管流向反应室内，在流化床热解 反应器反应室的底部内混合；
[0018] 2)循环气经循环气室上的循环气分布板进行气流分布后进入反应室；在上升气 流的搅动作用下，热解煤和循环气在反应室内接受来自循环流化床锅炉燃烧室内锥段区的 高温混合料的快速加热，其温度升至530°C~580°C°C;受热后的热解煤发生热分解反应，热 解产生的油气与循环气混合形成高温气流；热解产生的半焦和传热后温度降低的高温混合 料混合形成了 530°C~580XTC的热解半焦；在上升气流的作用下将热解半焦提升至分离 室，在分离室中携带的热解半焦发生沉降作用，下落至环型热解半焦仓内；环型热解半焦仓 内的热半焦经热解半焦坡管流入循环流化床锅炉燃烧室内；
[0019]3)经旋风分离器除尘后的高温气送出装置后，进行冷凝冷却回收煤焦油和净化煤 气；旋风分离器脱除的粉尘颗粒通过管道排出。
[0020] 所述的方法还包括：
[0021]4)循环流化床锅炉燃烧室内产生的热烟气流携带着固体颗粒进入旋风分离器经 旋风分离器脱除70~180微米的颗粒后的热烟气送至后系统生产蒸汽发电；经旋风分离器 脱除的热灰经U型返料器与小于0. 1_的煤粉混合后进入循环流化床锅炉燃烧室内进行再 循环燃烧；
[0022] 5)经过风室顶部循环流化床分布板进行气流分布，布气后的一次风进入循环流化 床锅炉燃烧室内；再一次风的作用下，细颗粒随气流上升，大颗粒在循环流化床锅炉燃烧室 锥段区沉积，为流化床热解反应器提供810°C~880°C°C固体热载体。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0024]本发明提供的基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解工艺及装置，通过 只对现有的循环流化床锅炉燃烧室的循环流化床分布板进行重新设计，其他设施保持不变 就能够满足热解装置的技术要求，使传统的除尘技术能够与之配套使用，并且能够与工业 化应用的循环流化床锅炉耦合放大，降低了回收的产品焦油的固含量，使其可以利用。
[0025]同时，由于其将高温混合料出口设置在循环流化床锅炉燃烧室的流化床分布板上 方的锥段区的炉墙侧面上，改变了高温混合料的出料方式，因而避免了当原煤煤质发生变 化、粉煤颗粒变化、装置负荷调整等变化时，出现的旋风分离器分离出来的高温灰量少，直 接影响了热解装置的安全稳定运行的问题。保证了热解装置的安全稳定运行。
[0026]本发明的坡管具有质量轻，耐温隔热效果好，内表面硬度高和光滑，适