本發明專利技術公開了一種氣態熱解產物收集器、和使用該收集器的熱解或干餾裝置，所述裝置包括：至少一個熱解區或干餾區、和至少一個燃燒區或燃燒室，其中在每個熱解區或干餾區中布置至少一個氣態熱解產物或干餾產物的收集器，所述收集器包括：頂端密封的桶壁；至少一個位于桶壁上的貫穿通道；至少一個位于所述通道上方并被安裝在所述桶壁外表面上的擋料板，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道；位于桶壁底部或下部的氣態熱解產物出口，在每個燃燒區或燃燒室中布置一對位于燃燒區或燃燒室上下兩端的燃燒噴嘴，每個燃燒噴嘴附近布置蓄熱體，以便使熱煙氣加熱蓄熱體、或冷空氣或常溫空氣被蓄熱體預熱。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氣態熱解產物收集器和使用該收集器的碳質材料熱解或干餾裝置。
技術介紹
產生熱、化學產物、或提質燃料的碳質材料熱解或干餾可伴隨有一系列熱化學反應過程。常規熱化學反應過程，如熱解、氣化和液化典型地是平衡反應過程，并產生一系列 價值較低的平衡產物，包括數量占大多數的固體，如焦、半焦等；液體，如焦油、含水溶液等；和氣體，如co2、co、ch4等。通常，氣化產生應用受限的低級燃料氣體，而熱解所形成的有價值液態或氣態產物的產率又較低。因此，如何提高碳質材料熱解或干餾的有價值液態產物的產率是一個非常令人感興趣的和具有廣闊經濟價值的課題。由碳質材料熱解或干餾而獲得的有價值液態產物的產率受多種因素的影響，其既取決于碳質材料的種類和特性，也取決于熱解或干餾的具體操作條件，特別是取決于熱解或干餾的溫度，以及氣態熱解或干餾產物在熱解或干餾條件下的停留時間，因為長時間地停留在熱解或干餾條件下會使氣態熱解產物中所含的氣態焦油或油發生二次裂解，從而使冷凝后的液態產物的產率大大降低。因此，通常為了維持或改善熱解或干餾液態產物的產率，盡量使氣態熱解產物在其形成后立即或迅速離開熱解或干餾條件，并被迅速激冷以凍結包含氣態焦油或油的氣態熱解產物，以保持隨后由氣態冷凝為液態的熱解產物的產率。然而，由于熱解或干餾設備或裝置結構的缺陷、以及碳質材料本身對氣態熱解產物流動的阻礙作用，很難做到熱解或干餾的氣態產物在其形成后立即就被移出熱解或干餾條件或環境。例如，Lurgi-Spuelgas低溫熱解爐由干燥段、干餾段、冷卻段組成。在干燥段中，逆流而上約250°C熱氣體將煤加熱至150°C ;在干餾段中，干燥原煤被燃燒氣體加熱至500°C 850°C，在煤受熱發生熱分解后，燃燒氣體被冷卻至約250°C，生成的半焦進入冷卻段被循環氣冷卻，從干餾段頂部經氣管引出的熱解氣經過冷卻、冷凝和分離，變為焦油、熱解水和凈煤氣。該熱解爐無法及時排出煤干餾產生的焦油，因此，液態熱解產物-焦油的產率較低，而蓄熱結構又復雜，并且煙氣廢熱利用也不足。CN1005987B公開了一種“帶蓄熱室單排炭化室型連續式直立炭化爐”，其由下小煙道、下蓄熱室、下斜道、下水平道、燃燒室、炭化室、上水平道、上斜道、上蓄熱室及上小煙道等組成，此爐具有爐體熱效率高，爐體壽命長，使用磚型種類少等特點，但是增設的蓄熱室及連接燃燒室與蓄熱室的斜道區使爐體內部結構變得復雜，維修困難，設備投資及維修費用也相應增加，同時在煤料的干餾過程中，因煤料的堆積，干餾產生的氣態焦油不能及時排出，因為煤氣孔設置在爐頂部，在氣態焦油上升的過程中會發生二次裂解，所以液態熱解產物-焦油的產率并不高。CN201071352Y公開了一種“封閉干餾分層炭化管狀立式焦爐”，其炭化室采用錐體管式結構，每個炭化室從上到下依次分為烘干段、揮發段、干餾段、炭化段和夾套水冷干熄焦室，各段采用錐體管狀炭化管，段與段之間設有煤氣排氣孔，焦爐本體內設有多組錐體管式炭化室，每組錐體管式炭化室之間密封隔開，每組內的多個錐體管式炭化室沿徑向平行均布，在螺旋給煤機末端和螺旋分煤機始端之間設有緩沖流煤管，螺旋分煤機末端和斗式提升機之間設有余煤溢流管，從斗式提升機到余煤溢流管之間封閉且相通，整個過程全封閉，煤氣循環利用。上述焦爐雖然設置了煙氣熱交換管，但其熱效率較蓄熱結構欠佳，而且大型換熱結構的使用，會增加設備的投資及維修費用，另外，上述焦爐的炭化室雖分為多段，但在干餾段中同樣存在氣態焦油不能及時排出，從而發生二次熱解或裂解的問題，所以液態產物-焦油的產率較低。US5636580公開了一種熱解系統，該熱解系統可用于各種入料的熱解蒸餾，其包括一個熱解氣體抽取口，經過所述熱解氣體抽取口的熱解氣體直接被冷凝，從而產生各種冷凝產物。在該熱解系統中入料與熱解氣體的流向正好相反，因此上述熱解氣體抽取口其實僅是熱解氣體出口，由于所處的位置，其并不能使熱解產生的含有氣態焦油的熱解氣體迅 速或立即離開熱解系統，所以，二次熱解或裂解仍然無法避免，因此，這一熱解系統的液態產物-焦油的產率也較低。上述對比文獻的公開內容在此全文引入以作參考。通過對以上現有技術的描述和分析可知提高液態熱解產物產率的關鍵是盡量避免可冷凝的熱解產物發生二次裂解，這樣就要求包含可冷凝產物的氣態熱解產物在其形成后盡可能快地離開熱解或干餾環境，最好是立即或迅速離開熱解或干餾系統，因此，氣態熱解產物在干餾或熱解系統中的停留時間對于提高液態熱解產物的產率至關重要。通常，如果氣態熱解產物在其形成后的10秒內離開熱解或干餾環境，并且其溫度被迅速降低，發生二次裂解的機會就會大大降低。通常認為只要氣態熱解產物被激冷到250°c以下，氣態焦油的二次裂解和/或熱解反應就會立即被終止。綜上所述，為了克服上述現有技術中的缺陷，并顯著提高液態熱解產物的產率，迫切需要對上述現有的熱解設備或系統進行改進，在提高設備熱效率的同時，改善液態熱解產物的產率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可大幅度提高液態熱解產物產率和設備熱效率的熱解碳質材料的新裝置和新方法，其旨在克服上述缺陷或解決上述問題的至少一部分、甚至全部，更具體地說，本專利技術提供了一種氣態熱解產物收集器和一種包含上述收集器和蓄熱體的固態碳質材料熱解或干餾裝置。根據本專利技術第一方面，提供一種氣態熱解產物收集器，所述收集器包括頂端密封的桶壁；至少一個位于桶壁上的貫穿通道，用于使氣態熱解產物穿過所述通道由外面進入所述收集器內部；至少一個位于所述通道上方并被安裝在所述桶壁外表面上的擋料板，用于阻止固態碳質材料進入上述收集器內部，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道；位于桶壁底部或下部的氣態熱解產物出口。優選地，上述氣態熱解產物收集器進一步包括至少一個位于所述貫穿通道上方并被安裝在所述桶壁內表面上的氣流導向板，用于使進入上述收集器內部的氣態熱解產物向下流動，更優選地，在上述氣態熱解產物收集器中，所述擋料板的垂直橫截面形狀為由兩條直線的端點交叉形成的角。根據本專利技術第二方面，提供一種氣態熱解產物收集器，所述收集器包括頂端密封的桶壁；至少一個位于桶壁上的貫穿通道，用于使氣態熱解產物穿過所述通道由外面進入所述收集器內部；至少一個位于所述通道上方并被安裝在所述桶壁外表面上的擋料板，用于阻止固態碳質材料進入上述收集器內部，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道；至少一個位于所述貫穿通道上方并被安裝在所述桶壁內表面上的氣流導向板，用于使進入上述收集器內部的氣態熱解產物向下流動；位于桶壁底部或下部的氣態熱解產物出口。根據本專利技術第三方面，提供一種氣態熱解產物收集器，所述收集器包括頂端密封的桶壁；至少一個位于桶壁上的貫穿通道，用于使氣態熱解產物穿過所述通道由外面進入所述收集器內部；至少一個位于所述通道上方并被安裝在所述桶壁外表面上的擋料板，用于阻止固態碳質材料進入上述收集器內部，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道，并且所述擋料板的垂直橫截面形狀為由兩條直線的端點交叉形成的角；至少一個位于所述貫穿通道上方并被安裝在所述桶壁內表面上的氣流導向板，用于使進入上述收集器內部的氣態熱解產物向下流動；位于桶壁底部或下部的氣態熱解產物出口。根據本專利技術第一至第三方面，在所述氣態熱解產物收集器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氣態熱解產物收集器，包括：頂端密封的桶壁；至少一個位于桶壁上的貫穿通道，用于使氣態熱解產物穿過所述通道由外面進入所述收集器內部；至少一個位于所述通道上方并被安裝在所述桶壁外表面上的擋料板，用于阻止固態碳質材料進入上述收集器內部，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道；位于桶壁底部或下部的氣態熱解產物出口。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張永發，郭小汾，徐英，翁力，劉科，田福海，
申請(專利權)人：北京低碳清潔能源研究所，
類型：發明
國別省市：
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