一種碳質(zhì)材料干餾系統(tǒng)技術(shù)方案

一種碳質(zhì)材料干餾系統(tǒng)。所述干餾系統(tǒng)包括：熱解碳質(zhì)材料的熱解室；熱解室的加熱溫控裝置；回收氣態(tài)和液態(tài)熱解產(chǎn)物的回收裝置，和將所述氣態(tài)熱解產(chǎn)物導(dǎo)出所述熱解室的導(dǎo)出通道，其中所述導(dǎo)出通道自熱解室向外和向下彎曲延伸并連通所述回收裝置，所述導(dǎo)出通道的內(nèi)直徑和/或彎曲的弧度大到足以使在所述熱解室中形成的氣態(tài)熱解產(chǎn)物快速和通暢地經(jīng)所述導(dǎo)出通道離開(kāi)所述熱解室，而進(jìn)入所述回收裝置中，上述干餾系統(tǒng)大大減少了可冷凝初次熱解產(chǎn)物的二次裂解，因此大幅度提高了液態(tài)熱解產(chǎn)物的收率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種碳質(zhì)材料干餾系統(tǒng)，尤其涉及一種小型或試驗(yàn)用包括氣態(tài)和液態(tài)熱解產(chǎn)物收集裝置的碳質(zhì)材料熱解或干餾系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)行小型或?qū)嶒?yàn)用煤低溫干餾裝置和方法主要有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1341-2007所規(guī)定的“煤的格金低溫干餾試驗(yàn)方法”和GB/T 480-2000所規(guī)定的“煤的鋁甑低溫干餾試驗(yàn)方法”。但上述兩種低溫干餾裝置和方法存在以下不足。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1341-2007所規(guī)定的“煤的格金低溫干餾試驗(yàn)方法”所使用的干餾裝置是圖2所示的干餾管，實(shí)驗(yàn)方法如下將空氣干燥并粉碎到O. 2mm的煤樣20克放入圖2所示的上述特制水平干餾管中，置干餾管于格金低溫干餾爐內(nèi)，預(yù)先通電加熱至300°C后，按5°C /min的速度升溫到600°C，并恒溫保持15分鐘，停止加熱。煤樣受熱后產(chǎn)生的氣態(tài)焦油、水蒸氣和煤氣經(jīng)小導(dǎo)出支管進(jìn)入一個(gè)浸入水中的錐形瓶中，焦油和水蒸氣冷凝在錐形瓶中，煤氣由出氣導(dǎo)管(膠管)導(dǎo)出室外。干餾后測(cè)定所得焦油、熱解水和半焦的產(chǎn)率。如圖2所示，上述裝置和實(shí)驗(yàn)方法所用的水平干餾管的下端具有一垂直的小導(dǎo)出支管，含有氣態(tài)焦油的熱解氣體經(jīng)所述小導(dǎo)出支管被排出所述干餾管外，由于所述小導(dǎo)出支管與水平干餾管呈90°夾角，并且小導(dǎo)出支管的內(nèi)直徑很小，這樣就很容易造成熱解氣體流通不暢，長(zhǎng)期滯留在干餾管中因持續(xù)承受高溫而使其中的氣態(tài)焦油發(fā)生二次裂解，或高溫?zé)峤鈿饬骰亓髋c煤樣接觸使熱解氣流中的化合物和煤樣發(fā)生炭化，形成局部溫差，從而損壞干餾管或反應(yīng)器，同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)在小導(dǎo)出支管高溫端內(nèi)壁上發(fā)現(xiàn)有黑色二次裂解炭化物；而在小導(dǎo)出支管低溫端和出氣導(dǎo)管內(nèi)壁上發(fā)現(xiàn)有黃色焦油附著，說(shuō)明液態(tài)熱解產(chǎn)物-焦油并未被充分冷凝和回收，焦油可能因二次裂解和未充分冷凝和回收而流失，上述各種原因使得實(shí)際所獲得的焦油產(chǎn)率大大低于理論值，無(wú)法反映真實(shí)的焦油產(chǎn)率，同時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置也易于損壞。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 480-2000所規(guī)定的“煤的鋁甄低溫干餾試驗(yàn)方法”所使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，實(shí)驗(yàn)方法如下將空氣干燥并粉碎到O. 2mm的20克煤樣裝入鋁甄中，在最初15 20分鐘內(nèi)使溫度升到260°C，達(dá)到260°C以后，使溫度以5°C /min的速度升到510°C，到達(dá)510°C后恒溫保持20分鐘，停止加熱。煤樣受熱后產(chǎn)生的氣態(tài)焦油、水蒸氣和煤氣經(jīng)圖3所示的導(dǎo)出管進(jìn)入一個(gè)浸入水中的錐形瓶中，焦油和水蒸氣冷凝在錐形瓶中，煤氣由膠管導(dǎo)出室外。稱量測(cè)定所得焦油、熱解水、半焦的產(chǎn)率。如圖3所示，含有氣態(tài)焦油的熱解氣體經(jīng)上述導(dǎo)出管被排出鋁甄(干餾室)外，由于所述導(dǎo)出管與鋁甄呈一銳角的夾角，并且導(dǎo)出管的內(nèi)直徑也非常小，所以，該裝置和方法也存在與前述格金干餾方法和裝置完全相同的弊端，實(shí)際所獲得的焦油產(chǎn)率也同樣大大低于理論值，無(wú)法反映真實(shí)的焦油產(chǎn)率。CN 201864690公開(kāi)了一種焦化產(chǎn)品提取實(shí)驗(yàn)裝置，其包括水平加熱爐、焦油回收裝置、煤氣過(guò)濾瓶以及煤氣分析儀等。該加熱爐為管式加熱爐，內(nèi)有石英管，石英管內(nèi)設(shè)有樣品管。實(shí)驗(yàn)方法如下首先向加熱爐中通入氮?dú)獍胄r(shí)，將爐內(nèi)空氣排空，然后分三段加熱，第一段為室溫至200°C，加熱時(shí)間O. 5小時(shí)，第二段為200-800°C，加熱時(shí)間I. 5小時(shí)，第三段為800-1000°C，加熱時(shí)間I. 5小時(shí)，最終焦油收率為5.5%。該裝置的加熱爐(干餾爐)最高操作溫度高達(dá)1000°C，已不屬于低溫干餾的范圍，同時(shí)該文獻(xiàn)也未公開(kāi)將熱解氣體導(dǎo)出加熱爐的導(dǎo)出管或?qū)С鐾ǖ赖木唧w結(jié)構(gòu)或細(xì)節(jié)，熱解氣體流動(dòng)是否通暢，或是否長(zhǎng)期滯留于加熱爐中，該文獻(xiàn)未給予任何暗示或說(shuō)明。 上述所有文獻(xiàn)在此全文引入以作參考?；谝陨蠈?duì)現(xiàn)有技術(shù)的描述和分析，需要對(duì)現(xiàn)行的小型或?qū)嶒?yàn)用碳質(zhì)材料、特別是煤低溫干餾裝置和方法進(jìn)行改進(jìn)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，使得在干餾室或熱解室中產(chǎn)生的含氣態(tài)焦油的熱解氣體流動(dòng)通暢，并在形成后迅速離開(kāi)溫度例如達(dá)450°C _650°C的熱解或干餾環(huán)境，從而大大減少了其二次熱裂解，這樣所獲得的焦油收率不會(huì)因各種不良原因而損失，從而使其盡量接近理論值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足、并大幅度提高液態(tài)熱解產(chǎn)物-焦油收率的新型熱解或干餾系統(tǒng)，特別是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的小型或?qū)嶒?yàn)用碳質(zhì)材料熱解或干餾系統(tǒng)。本專利技術(shù)提供了一種碳質(zhì)材料干餾系統(tǒng)，包括熱解碳質(zhì)材料的熱解室；所述熱解室的加熱溫控裝置；回收氣態(tài)和液態(tài)熱解產(chǎn)物的回收裝置；和將所述氣態(tài)熱解產(chǎn)物導(dǎo)出所述熱解室的導(dǎo)出通道，其中所述導(dǎo)出通道的兩端分別與所述熱解室和所述回收裝置呈氣密性連通，并且所述導(dǎo)出通道自熱解室向外和向下彎曲延伸并連通所述回收裝置。上述干餾系統(tǒng)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的特征是所述導(dǎo)出通道的內(nèi)直徑和/或彎曲的弧度大到足以使在所述熱解室中形成的氣態(tài)熱解產(chǎn)物快速和通暢地經(jīng)所述導(dǎo)出通道離開(kāi)所述熱解室，而進(jìn)入所述回收裝置中，例如所述氣態(tài)熱解產(chǎn)物在形成后在10秒內(nèi)就離開(kāi)所述熱解室，這樣就使液態(tài)熱解產(chǎn)物-焦油的產(chǎn)率或收率可能達(dá)到最大。通常，所述熱解室與所述導(dǎo)出通道可是一體的，也可是氣密性分體的，例如磨口結(jié)構(gòu)，而所述熱解室優(yōu)選是一水平放置的管狀容器。在上述干餾系統(tǒng)中，所述回收裝置可包括與所述導(dǎo)出通道的一端相連通的第一冷凝室以及與所述第一冷凝室相連通的第一收集裝置，優(yōu)選地，所述回收裝置進(jìn)一步包括與所述第一冷凝室呈流體連通的第二冷凝室，更優(yōu)選地，所述第二冷凝室連通所述第一收集裝置，而所述第一收集裝置包括與所述第一冷凝室和第二冷凝室相連通的Y型或U型三通管，以及與所述Y型或U型三通管相連通的收集管或量管，同樣更優(yōu)選地，所述回收裝置還可包括與所述第二冷凝室相連通的第二收集裝置，其中所述第一收集裝置包括連通所述第一冷凝室的第一連接部分以及與所述第一連接部分相連通的第一收集管或量管，而所述第二收集裝置包括連通所述第二冷凝室的第二連接部分以及與所述第二連接部分相連通的第二收集管或量管。事實(shí)上，除了上述一級(jí)冷凝和二級(jí)冷凝外，上述干餾系統(tǒng)還可采用多級(jí)冷凝，即所述回收裝置可包括多級(jí)冷凝室、和與所述多級(jí)冷凝室相連通的多級(jí)收集裝置。優(yōu)選地，在最后一個(gè)所述冷凝室中布置阻止冷凝的熱解氣體流動(dòng)過(guò)快的增阻材料，所述增阻材料優(yōu)選是疏松的玻璃棉、石棉、和/或脫脂棉；更優(yōu)選地，在所述導(dǎo)出通道外表面的至少一部分上布置至少一個(gè)冷卻器，冷卻器通?？蔀槎喙苁交虮P管式冷卻器，冷卻介質(zhì)流經(jīng)所述管的內(nèi)部，所述冷卻介質(zhì)優(yōu)選是冷凝后的熱解氣體、水、氮?dú)?、惰性氣體、和/或它們的混合物。例如液氮。通常，在上述熱解或干餾系統(tǒng)中，所述熱解室和導(dǎo)出通道可由可承受600°C以上高溫的耐熱石英玻璃或其他耐熱材料、例如熔點(diǎn)在1000°c以上的金屬材料制得。在本說(shuō)明書中，碳質(zhì)材料是一個(gè)寬泛的概念，其可包括煤、煤直接液化殘?jiān)?、重質(zhì)渣油、焦、石油焦、油砂、頁(yè)巖油、碳質(zhì)工業(yè)廢料或尾料、生物質(zhì)、合成塑料、合成聚合物、廢輪胎、市政固體垃圾、浙青和/或它們的混合物 附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)熱解或干餾系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖2是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1341-2007規(guī)定的“煤的格金低溫干餾試驗(yàn)方法”所使用的干餾管和小導(dǎo)出支管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 480-2000規(guī)定的“煤的鋁甄低溫干餾試驗(yàn)方法”所使用的實(shí)驗(yàn)裝置不意圖。在上述圖3中，標(biāo)記數(shù)含義如下1_鋁甄蓋；本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種碳質(zhì)材料干餾系統(tǒng)，包括：熱解碳質(zhì)材料的熱解室；所述熱解室的加熱溫控裝置；回收氣態(tài)和液態(tài)熱解產(chǎn)物的回收裝置；和將所述氣態(tài)熱解產(chǎn)物導(dǎo)出所述熱解室的導(dǎo)出通道，其中所述導(dǎo)出通道的兩端分別與所述熱解室和所述回收裝置呈氣密性連通，并且所述導(dǎo)出通道自所述熱解室向外和向下彎曲延伸并連通所述回收裝置，其特征在于：所述導(dǎo)出通道的內(nèi)直徑和/或彎曲的弧度大到足以使在所述熱解室中形成的氣態(tài)熱解產(chǎn)物快速和通暢地經(jīng)所述導(dǎo)出通道離開(kāi)所述熱解室，而進(jìn)入所述回收裝置中。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張永發(fā)，郭小汾，李香蘭，徐英，王理，丁嘉麗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京低碳清潔能源研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：