热解装置及其设置有热解装置的锅炉耦合系统

本技术涉及煤粉热解耦合，更具体地，涉及一种热解装置及其与锅炉耦合系统。

背景技术：

1、煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，使得煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。煤热解的结果是生成煤气、焦油、焦炭等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。煤粉快速热解主要有两种方式：一是在流化床或气流床中自供热式(即把煤的挥发分部分燃烧)或外供热式(即利用外部的热气体使煤粉快速热解)；二是利用循环固体热载体与煤粉混合实现快速热解。

2、目前，较成熟的煤热解技术主要以块煤为原料，热解时间长，不以提油为主要目的，煤的油气提取率以及油气品质有待进一步提高。但还需要提高油气品质，并解决焦粉大规模消纳处置问题。

技术实现思路

1、为克服现有技术中的上述或者其他方面的至少一种缺陷，本实用新型的实施例提供一种燃煤锅炉耦合系统，利用第一流化床生成的热焦粉通过第二流化床燃烧后生成混合热载体，混合热载体为煤气和半焦粉，以此作为热解源，能够提高第一流化床内的流化换热效果，降低热焦粉显热浪费，提高系统能量利用率。

2、本实用新型的实施例提供了一种热解装置，包括：

3、第一循环流化床，上述第一循环流化床的第一输入口用于输入气化剂，上述第一循环流化床的第二输入口用于输入热解燃料，上述气化剂和上述热解燃料在上述第一循环流化床内发生低当量比气化反应，生成气化产物，上述气化产物从上述第一循环流化床的输出口输出；

4、第二循环流化床，上述第二循环流化床的第一输入口用于输入煤粉，上述第二循环流化床的第二输入口与上述第一循环流化床的输出口连接，用于输入气固热载体(即上述气化产物)，上述煤粉与上述气固热载体在上述第二循环流化床内发生热解反应生成热解产物，上述热解产物从上述第二循环流化床的输出口输出。

5、根据本实用新型的一些实施例，上述第一循环流化床包括：

6、两两相连通的第一提升管、第一分离器和第一返料器；

7、上述第一提升管设置有第一输入口和第二输入口，上述第一输入口和第二输入口分别用于输入气化剂和热解燃料，上述气化剂和热解燃料在上述第一提升管内发生低当量比气化反应，生成气化产物；

8、上述第一分离器用于将上述气化产物进行预分离，将一部分气化半焦从上述气化产物中分离下来；

9、上述第一返料器用于将上述第一分离器分离下来的上述气化半焦返回至上述第一提升管。

10、根据本实用新型的一些实施例，上述第一循环流化床还包括：

11、布风板，上述布风板设置在上述第一提升管的底部，与上述第一输入口连接，用于对上述气化剂进行均匀布风。

12、根据本实用新型的一些实施例，上述第二循环流化床包括：

13、两两相连通的第二提升管、第二分离器和第二返料器；

14、上述第二提升管设置有第一输入口和第二输入口，上述第一输入口用于输入煤粉，上述第二输入口与上述第一循环流化床的输出口连接，用于输入上述气化产物，上述煤粉与上述气化产物在上述第二提升管内发生热解反应，生成热解产物；

15、上述第二分离器用于将上述热解产物进行预分离，将一部分热解半焦从上述热解产物中分离下来；

16、上述第二返料器用于将上述第二分离器分离下来的上述热解半焦返回至上述第二提升管。

17、根据本实用新型的一些实施例，上述第二提升管内部不设置布风板，上述第二提升管的底部直接连接上述第二输入口，上述气化产物从上述第二输入口直接吹送至上述第二提升管。

18、根据本实用新型的一些实施例，上述热解装置还包括：

19、连接管道，上述连接管道与上述第一循环流化床的输出口和第二循环流化床的第二输入口连接，上述连接管道用于将上述第一循环流化床产生的上述气化产物输入至上述第二循环流化床内。

20、本实用新型的实施例提供了一种设置有热解装置的锅炉耦合系统，包括：

21、高温除尘装置，上述高温除尘装置的输入口与上述热解装置的第二循环流化床的输出口连接，上述高温除尘装置的第一输出口和第二输出口分别用于输出热焦粉和热解油气；

22、储焦罐，上述储焦罐的输入口与上述高温除尘装置的第一输出口连接，上述储焦罐用于存储上述高温除尘装置分离下来的上述热焦粉，上述热焦粉通过上述储焦罐的输出口输出；

23、物料分配阀，上述物料分配阀的输入口与上述储焦罐的输出口连接，上述物料分配阀设置第一输出口和第二输出口，用于将从上述储焦罐接受的上述热焦粉进行定量分配；

24、锅炉，上述锅炉的输入口与上述物料分配阀的第二输出口连接，用于接收来自上述物料分配阀输送的热焦粉，上述热焦粉在上述锅炉内燃烧利用；

25、其中，上述热解装置第一循环流化床的第二输入口与上述物料分配阀的第一输出口连接，用于接收上述物料分配阀输送的热焦粉，上述热焦粉在上述第一循环流化床内发生气化反应，为后续煤粉热解反应提供高温气固热载体。

26、根据本实用新型的一些实施例，上述物料分配阀还包括：

27、至少两个阀门，分别设置于上述第一输出口和上述第二输出口上，其中，上述阀门包括气动阀和/或机械阀。

28、根据本实用新型的实施例的热解装置及其设置有热解装置的锅炉耦合系统，将热解装置第一循环流化床生成的半焦和煤气通入热解装置第二循环流化床内，以此作为热源，用来加热煤粉并促使煤粉发生热解反应。热解产物中的热焦粉依次经过高温除尘装置、储焦罐和物料分配阀，一部分输入热解装置第一循环流化床，用于生产热解所需的气固热载体；另一部分输入锅炉，用于燃烧利用。热解装置及其与锅炉耦合系统不仅实现煤粉高效热解，还解决焦粉大规模处置消纳，同时大幅度降低热焦粉显热浪费，提高系统能量利用率，实现煤炭的热解-燃烧梯级利用。

技术特征：

1.一种热解装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述第一循环流化床包括：

3.根据权利要求2所述的热解装置，其特征在于，所述第一循环流化床还包括：

4.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述第二循环流化床包括：

5.根据权利要求4所述的热解装置，其特征在于，所述第二提升管内部不设置布风板，所述第二提升管的底部直接连接所述第二输入口，所述气化产物从所述第二输入口直接吹送至所述第二提升管。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热解装置，其特征在于，还包括：

7.一种锅炉耦合系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的锅炉耦合系统，其特征在于，物料分配阀还包括：

技术总结
本技术提供了一种热解装置及其与锅炉耦合系统，其中，热解装置包括：第一循环流化床，第一循环流化床的第一输入口和第二输入口用于输入气化剂和燃料，气化剂和燃料在第一循环流化床内发生低当量比气化反应，生成高温半焦和煤气，为后续煤粉热解反应提供高温气固热载体；第二循环流化床，第二循环流化床第一输入口用于输入煤粉，第二输入口与第一循环流化床输出口连接，用于输入高温气固热载体，煤粉在第二循环流化床内在气固热载体作用下快速升温，发生热解反应。

技术研发人员：吕清刚,齐晓宾,朱治平,王小芳,李百航,湛月平,王东宇,张海霞
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：20221123
技术公布日：2024/1/12