一种粉煤快速加氢热解制油气的装置的制造方法
【专利摘要】一种粉煤快速加氢热解制油气的装置，属于煤制油制气技术领域，解决现有热解工艺设备庞大，生产能力小，油气中含尘量较高的技术问题。本实用新型的装置包括：由上至下顺序设置为一体的部分氧化炉、煤加氢热解反应器、旋风分离器，并设有煤粉喷嘴和冷却喷嘴；本实用新型的装置还包括：高效旋风分离器、飞灰过滤器、半焦收集罐。本实用新型在部分氧化炉的出口处通入呈旋流状煤粉，发生热解反应，然后立即通入同流向的冷却剂进行冷却，配合使用旋风分离器和飞灰过滤器的共同作用，得到固体颗粒浓度小于20mg/Nm3的清洁油气。本实用新型用于煤制油制气技术领域，具有设备结构合理、工艺先进，产品油气洁净的优点。
【专利说明】
一种粉煤快速加氢热解制油气的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于煤气化和热解技术领域，具体涉及一种粉煤快速加氢热解制油/天然气的装置。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的快速发展，我国石油消费量迅速增长。石油属于国家战略安全物资，而我国又是石油资源相对缺乏的国家，为了减少对进口石油的依赖，我国正在实施多元化能源战略。发展清洁煤技术是实施国家能源多元化战略的对策之一。其中，粉煤热解技术因方法相对简单、投资较低，是一种具有竞争力的清洁煤技术。
[0003]国内外典型的煤热解工艺包括:外热立式炉工艺、内热立式炉工艺、美国的Garrett工艺和T0SC0AL工艺、日本的煤快速热解工艺、德国的LR工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前苏联3TX(ETCh)—175工艺、中国的流化床热解工艺、DG工艺和多段回转炉工艺等。
[0004]现有流化床热解工艺是以粉煤为原料，气体作为流化介质对粉煤进行流化热解，其不足之处在于除尘技术的限制，造成油气中含尘量较高，加工处理难度较大。另外，现有热解技术操作压力基本都为常压，设备尺寸大，装置生产能力较小。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种粉煤快速加氢热解制油气的装置，解决现有流化床热解工艺设备庞大，生产能力小，油气中含尘量较高的技术问题。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种粉煤快速加氢热解制油气的装置，其特征在于:所述一种粉煤快速加氢热解制油气的装置，包括:由上至下顺序设置为一体的部分氧化炉、煤加氢热解反应器、旋风分尚器，所述部分氧化炉顶部设有制氢原料气体的入口，部分氧化炉底部与煤加氢热解反应器连通，在部分氧化炉与煤加氢热解反应器连通处横向环形布置煤粉喷嘴，煤加氢热解反应器与旋风分离器连通，在煤加氢热解反应器与旋风分离器连通处横向环形布置冷却喷嘴，位于旋风分离器中部设有反应器气体出口，反应器气体出口通过横向管道与高效旋风分离器连通，高效旋风分离器顶部连通飞灰过滤器，高效旋风分离器底部与半焦收集罐连通，飞灰过滤器顶部为油气出口，飞灰过滤器底部与半焦收集罐连通。
[0008]进一步，所述煤粉喷嘴至少对称设置4个，若干煤粉喷嘴的中心线逆时针倾斜2?15度。
[0009]进一步，所述冷却喷嘴的数量为36?300个，若干冷却喷嘴的中心线逆时针倾斜2
?15度。
[0010]进一步，所述部分氧化炉、煤加氢热解反应器、旋风分离器、高效旋风分离器的内壁采用耐火砖砌成。
[0011]本实用新型具有以下优点和有益效果:
[0012]1、由于制氢原料气体的天然气或焦炉气和氧气一同送入部分氧化炉，发生部分氧化反应，得到热解用原料气，以极快的气速喷入煤加氢热解反应器，和煤粉在几毫秒内完成深度加氢热解反应，反应产物在I?2秒后被冷却剂冷却，抑制了二次副反应的发生。
[0013]2、由于煤粉和冷却剂的气体旋流方向一致，因此气体再经过加速，更快的气流急冷后进入旋风分离器，固体颗粒受到更大的离心力作用，更容易被分离。
[0014]3、旋风分离器的含尘粗油气再依次经过二级高效旋风分离器和飞灰过滤器，油气中所有粒径大于0.3微米的固体颗粒都被过滤掉，所有收集到的固体颗粒经处理后作为产品半焦外运，飞灰过滤器获得的含固量小于20毫克/立方米的油气，可送往后续装置进行油/气分离。
[0015]本实用新型整合了部分氧化炉、煤加氢热解反应器、旋风分离器，使设备和相关管道、仪表、阀门的直接投资明显降低;本实用新型在较高压力下操作，有利于提高生产能力。
[0016]本实用新型用于煤制油制气技术领域，具有设备结构合理、产品油气洁净的优点。
【附图说明】
[0017]图1是一种粉煤快速加氢热解制油气的反应器的结构示意图；
[0018]图2是图1的A-A剖面图(煤粉喷嘴的剖面图)；
[0019]图3是图1的B-B剖面图(冷却喷嘴的剖面图)；
[0020]图4是图1的C-C剖面图(高效旋风分离器的剖面图)。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
[0022]如图1、2、3、4所示，一种粉煤快速加氢热解制油气的装置，包括:由上至下顺序设置为一体的部分氧化炉1、煤加氢热解反应器2、旋风分离器3，所述部分氧化炉I顶部设有制氢原料气体的入口，部分氧化炉I底部与煤加氢热解反应器2连通，在部分氧化炉I与煤加氢热解反应器2连通处横向环形布置煤粉喷嘴5，煤加氢热解反应器2与旋风分离器3连通，在煤加氢热解反应器2与旋风分离器3连通处横向环形布置冷却喷嘴6，位于旋风分离器3中部设有反应器气体出口 7，反应器气体出口 7通过横向管道与高效旋风分离器8连通，高效旋风分离器8顶部连通飞灰过滤器9，高效旋风分离器8底部与半焦收集罐10连通，飞灰过滤器9顶部为油气出口，飞灰过滤器9底部与半焦收集罐10连通。
[0023]如图2所示，所述煤粉喷嘴5至少对称设置4个，4个煤粉喷嘴5的中心线逆时针倾斜2?15度。
[0024]如图3所示，所述冷却喷嘴6的数量为36?300个，若干冷却喷嘴6的中心线逆时针倾斜2?15度。
[0025]如图1所示，所述部分氧化炉1、煤加氢热解反应器2、旋风分离器3、高效旋风分离器8的内壁4采用耐火砖砌成。
[0026]本实用新型的工作过程:
[0027]①作为制氢原料气体的天然气或焦炉气和氧气，从反应器的部分氧化炉I顶部喷入，通过部分氧化反应，制得高温、高流速、高氢气浓度的气体，供热解使用；
[0028]②用载气密相输送来的粉煤，由倾斜2?15度的煤粉喷嘴5喷入煤加氢热解反应器2，喷嘴喷出的气流呈漩涡状，和高温气体混合瞬间完成加氢热解反应；
[0029]③热解反应产物立即由倾斜2?15度的冷却喷嘴6送来的冷却剂冷却；
[0030]④热解产物气流进入到一体化的旋风分离器3后，夹带的半焦颗粒在离心力的作用下，超过95%的固体颗粒从气相中分离，气相从反应器气体出口 7排出，再切向进入高效旋风分离器8进行第二次的气固分离；
[0031]⑤净化后的气体再送往飞灰过滤器9进行除尘后，得到固体颗粒浓度小于20mg/Nm3的清洁油气；
[0032]⑥旋风分离器3、高效旋风分离器8和飞灰过滤器9内收集到的产物半焦，进入半焦收集罐10。
[0033]步骤③中的冷却剂，是水蒸汽或返回的合成气。
[0034]本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种粉煤快速加氢热解制油气的装置，其特征在于:所述粉煤快速加氢热解制油气的装置，包括:由上至下顺序设置为一体的部分氧化炉(I)、煤加氢热解反应器(2)、旋风分离器(3)，所述部分氧化炉(I)顶部设有制氢原料气体的入口，部分氧化炉(I)底部与煤加氢热解反应器(2)连通，在部分氧化炉(I)与煤加氢热解反应器(2)连通处横向环形布置煤粉喷嘴(5)，煤加氢热解反应器(2)与旋风分离器(3)连通，在煤加氢热解反应器(2)与旋风分离器(3)连通处横向环形布置冷却喷嘴(6)，位于旋风分离器(3)中部设有反应器气体出口(7)，反应器气体出口(7)通过横向管道与高效旋风分离器(8)连通，高效旋风分离器(8)顶部连通飞灰过滤器(9)，高效旋风分离器(8)底部与半焦收集罐(10)连通，飞灰过滤器(9)顶部为油气出口，飞灰过滤器(9)底部与半焦收集罐(10)连通。2.根据权利要求1所述的粉煤快速加氢热解制油气的装置，其特征在于:所述煤粉喷嘴(5)至少对称设置4个，若干煤粉喷嘴(5)的中心线逆时针倾斜2?15度。3.根据权利要求1所述的粉煤快速加氢热解制油气的装置，其特征在于:所述冷却喷嘴(6)的数量为36?300个，若干冷却喷嘴(6)的中心线逆时针倾斜2?15度。4.根据权利要求1所述的粉煤快速加氢热解制油气的装置，其特征在于:所述部分氧化炉(I)、煤加氢热解反应器2、旋风分离器(3)、高效旋风分离器(8)的内壁(4)采用耐火砖砌成。
【文档编号】C10G1/06GK205635492SQ201620353309
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】郑琪, 安英保, 齐洪民, 王朝阳
【申请人】中美新能源技术研发（山西）有限公司