一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及燃?xì)庑顭崛紵夹g(shù)及熱解處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國擁有豐富的含碳的低品位能源和廢棄物資源，主要包括低階煤、生物質(zhì)、油頁巖、廢舊輪胎、污泥等，這些物質(zhì)很多沒有得到充分有效的利用。熱解的定義是指無氧的環(huán)境下，有機(jī)含碳物質(zhì)在高溫下的分解反應(yīng)，可以生成油氣產(chǎn)品，是對含碳物質(zhì)的一種有效處理方法，能為我國能源需求提供有力的補(bǔ)充。目前的熱解反應(yīng)器主要包括內(nèi)熱式、外熱式及混合加熱式，根據(jù)熱載體分類可以分為氣體熱載體、固體熱載體及無熱載體反應(yīng)器。

燃?xì)廨椛涔埽饕悦簹鉃槿剂?，在特制的密封套管?nèi)燃燒，通過受熱的套管表面以熱輻射的形式把熱量傳遞給被加熱物體，燃燒產(chǎn)物不與被加熱物體接觸；蓄熱式燃?xì)廨椛涔芡ㄟ^蓄熱體的設(shè)置利用套管內(nèi)燃燒后煙氣的顯熱來預(yù)熱助燃空氣或燃?xì)?，具有燃燒熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種熱處理爐、連續(xù)退火爐和熱解爐等。

由于燃?xì)廨椛涔茉谡９ぷ鬟^程中，需要配置相應(yīng)的換向控制系統(tǒng)及裝置。隨著工程化項(xiàng)目的廣泛應(yīng)用，一座熱處理爐需配備幾十乃至幾百支輻射管燃燒器，系統(tǒng)十分龐大，人工操作繁瑣，成本高。根據(jù)輻射管燃燒器的自身特點(diǎn)與蓄熱式燃燒技術(shù)相結(jié)合所開發(fā)出來的蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置應(yīng)運(yùn)而生，蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置具有滿足高效、節(jié)能、環(huán)保蓄熱式燃燒技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時具有更高效的集成性，輻射功率高，溫度更加均勻，而其結(jié)構(gòu)更簡單，安裝、調(diào)試和檢修更加方便。專利號為CN 203231301 U的實(shí)用新型公開了一種蓄熱式輻射管燃燒器，包括兩個氣體流通管、燃燒器外殼、煤氣噴管、兩個蓄熱腔、耐高溫噴口及耐高溫輻射管，所述的燃燒器外殼、耐高溫噴口與耐高溫輻射管依次相連接；所述的兩個氣體流通管分別與所述的兩個蓄熱腔相連接，并置于所述燃燒器外殼的內(nèi)部，所述的耐高溫噴口內(nèi)設(shè)有兩個助燃風(fēng)通道，分別連通所述的兩個蓄熱腔與耐高溫輻射管，所述的煤氣噴管貫穿所述的燃燒器外殼及耐高溫噴口；該燃燒器設(shè)有兩個蓄熱腔，能有效地進(jìn)行蓄熱循環(huán)，在提高燃燒效率的基礎(chǔ)上節(jié)能環(huán)保。但是，這種蓄熱式輻射管燃燒器仍存在以下缺陷：（1）該種蓄熱式輻射管燃燒器只適用于規(guī)模產(chǎn)量較小的爐型，以立式熱解爐為例，該爐型300~600只輻射管，不僅安裝難度大，空間局促，調(diào)試檢修難度更加難以想象；（2）采用該種蓄熱式射管燃燒器由于火焰在輻射管中燃燒使得輻射管在軸向方向的溫度很難達(dá)到均勻，局部高溫度情況同樣束縛著該種輻射管的使用范圍。因此，如何設(shè)計出一種設(shè)備簡單、節(jié)約能源和低成本的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，成為目前急需解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)。本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)廨椛涔苋紵饕约盁峤鉅t各自特點(diǎn)，采用蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置，節(jié)省了輻射管燃燒器及點(diǎn)火燒嘴等相關(guān)配套設(shè)備的投入，精簡了系統(tǒng)，同時回收余熱后的煙氣用來干燥原料，提高了能源利用率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，包括：熱解系統(tǒng)和蓄熱燃燒系統(tǒng)；其中，所述熱解系統(tǒng)，用于將原料進(jìn)行熱解處理，包括熱解反應(yīng)器、進(jìn)料裝置、出料系統(tǒng)和熱解氣出口，所述進(jìn)料裝置設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的頂部，所述出料系統(tǒng)設(shè)置在熱解反應(yīng)器的底部，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的固體渣排出，所述熱解氣出口設(shè)置在熱解反應(yīng)器的側(cè)壁，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣排出；所述蓄熱燃燒系統(tǒng)環(huán)繞布置在所述熱解反應(yīng)器的四周，包括輻射管、燃燒器及相關(guān)配套系統(tǒng)；所述輻射管設(shè)有兩個或多個并橫穿所述熱解反應(yīng)器，所有的所述輻射管共用兩個燃燒室，以內(nèi)部無焰加熱形式進(jìn)行輻射加熱；所述燃燒器為對稱設(shè)置的兩個燃燒器，分別與所述輻射管的兩端連接，并且，所述燃燒器采用單蓄熱燃燒方式，其中一個燃燒器燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入輻射管中放出熱量用于加熱熱解反應(yīng)器后進(jìn)入對稱設(shè)置的另一個燃燒室中蓄熱，用以預(yù)熱進(jìn)入燃燒室中參與燃燒的空氣；所述燃燒器包括空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室，通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式；所述相關(guān)配套系統(tǒng)包括：四通換向閥，其分別與兩個燃燒器的空氣管路和排煙管道連通，用于控制其中一個所述燃燒器內(nèi)空氣的引入以及另一個所述燃燒器內(nèi)廢氣的排出。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)廨椛涔苋紵饕约盁峤鉅t各自特點(diǎn)，采用蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置，節(jié)省了輻射管燃燒器及點(diǎn)火燒嘴等相關(guān)配套設(shè)備的投入，精簡了系統(tǒng)，簡化工藝管路的布置，節(jié)約成本；同時，利用回收余熱后250℃左右的煙氣干燥原料，將入爐原料的含水量控制在20%以下，提高熱解效率，提高了能源利用率；輻射管內(nèi)部無火焰面，不會產(chǎn)生局部高溫，使得輻射管的功率可以根據(jù)燃燒器功率的增加而增加，同時也延長了輻射管的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述空氣單蓄熱式燃燒器設(shè)置在所述燃燒室的正下方；所述燃燒室的側(cè)壁上設(shè)有點(diǎn)火燒嘴，所述空氣單蓄熱式燃燒器的底部設(shè)有空氣管路和煤氣管路，其中，所述空氣管路與四通換向閥連通，用于通入空氣，所述煤氣管路與煤氣噴槍連通，通過煤氣噴槍的快切閥控制煤氣的引入。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括冷卻凈化裝置，分別與所述燃燒器和所述熱解氣出口連通，用于將產(chǎn)生的熱解氣送入冷卻凈化裝置中進(jìn)行處理，得到的不凝氣部分送入所述燃燒器中作為燃料，另一部分用作甲烷合成原料氣。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還包括干燥系統(tǒng)，分別與所述燃燒室和所述進(jìn)料裝置連通，用于將經(jīng)過所述燃燒室蓄熱后的煙氣通入到所述干燥系統(tǒng)中對原料進(jìn)行干燥處理。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有熱解氣導(dǎo)管，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣匯集后排出。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒：工作時，先將左側(cè)燃燒器的點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)燃，在其穩(wěn)定燃燒后，開啟兩個燃燒器的金屬法蘭前閥門，此時四通換向閥工作，使得左側(cè)燃燒器的空氣管路被連通，同時開啟煤氣噴槍的快切閥，使得左側(cè)燃燒器的煤氣管路被連通，則左側(cè)燃燒器燃燒，火焰向左側(cè)燃燒室內(nèi)傳播，通過左側(cè)燃燒室內(nèi)的燃燒將高溫?zé)煔馔ㄟ^輻射管到達(dá)右側(cè)燃燒室內(nèi)；而右側(cè)燃燒器在四通換向閥的動作，將排煙管路連通，此時整個蓄熱燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行；兩個燃燒器在一個單位工作時間后，四通換向閥執(zhí)行相反操作，使整個蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒。

同時，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)進(jìn)行熱解反應(yīng)的方法，包括以下步驟：

（1）啟動蓄熱燃燒系統(tǒng)，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)的燃燒器產(chǎn)生高溫?zé)煔?，分布至兩個或多個輻射管中進(jìn)行輻射傳熱，將熱解反應(yīng)器加熱至600-800℃；

（2）原料通過進(jìn)料裝置連續(xù)從熱解反應(yīng)器頂部進(jìn)入熱解反應(yīng)器，下行降落至爐底的過程中受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解氣和固體渣；

（3）熱解后的固體渣通過出料系統(tǒng)從反應(yīng)器底部連續(xù)排出；

（4）熱解后產(chǎn)生的熱解氣通過熱解氣導(dǎo)管匯集后從熱解氣出口排出，進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)；

（5）經(jīng)冷卻凈化系統(tǒng)處理后得到的不凝氣，通入燃燒器用作燃料。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟（1）中排出輻射管的高溫?zé)煔馔ㄟ^設(shè)置在另一端燃燒室點(diǎn)火燒嘴處的蓄熱室蓄熱回收余熱，對經(jīng)過蓄熱室的所述入爐參與燃燒的空氣預(yù)熱至900-1000℃，預(yù)熱后的空氣通入正在燃燒一端的燃燒室點(diǎn)火燒嘴進(jìn)入燃燒室后與燃?xì)饣旌线M(jìn)行燃燒，燃燒后產(chǎn)生1200℃左右的高溫?zé)煔?；兩個燃燒器在一個單位工作時間后，通過四通換向閥執(zhí)行相反操作，使整個蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒；同時，經(jīng)過蓄熱后的煙氣溫度在250℃左右，該部分煙氣通入干燥系統(tǒng)對入爐原料進(jìn)行干燥處理，將原料中的水分含量降低至20%以下，以提高熱解效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料為褐煤、長焰煤、垃圾或生物質(zhì)。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果如下：

（1）本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，輻射管內(nèi)部無火焰面，不會產(chǎn)生局部高溫，使得輻射管的功率可以根據(jù)燃燒器功率的增加而增加，同時也延長了輻射管的使用壽命。

（2）本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，能大量減少點(diǎn)火燒嘴、單蓄熱燒嘴的數(shù)量以及相關(guān)控制設(shè)備，簡化工藝管路的布置，節(jié)約成本。

（3）本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，利用回收余熱后250℃左右的煙氣干燥原料，將入爐原料的含水量控制在20%以下，提高熱解效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的新型蓄熱式燃燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、干燥系統(tǒng)，2、熱解反應(yīng)器，3、燃燒器，4、冷卻凈化裝置，5、四通換向閥，6、輻射管，7、點(diǎn)火燒嘴，8、燃燒室，9、空氣單蓄熱式燃燒器。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，如圖1所示，該新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)包括：熱解系統(tǒng)和蓄熱燃燒系統(tǒng)；其中，所述熱解系統(tǒng)，用于將原料進(jìn)行熱解處理，包括熱解反應(yīng)器2、進(jìn)料裝置、出料系統(tǒng)和熱解氣出口，所述進(jìn)料裝置設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的頂部，所述出料系統(tǒng)設(shè)置在熱解反應(yīng)器的底部，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的固體渣排出，所述熱解氣出口設(shè)置在熱解反應(yīng)器的側(cè)壁，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣排出；所述蓄熱燃燒系統(tǒng)環(huán)繞布置在所述熱解反應(yīng)器的四周，包括輻射管6、燃燒器3及相關(guān)配套系統(tǒng)；所述輻射管設(shè)有兩個或多個并橫穿所述熱解反應(yīng)器，所有的所述輻射管共用兩個燃燒室，以內(nèi)部無焰加熱形式進(jìn)行輻射加熱；所述燃燒器為對稱設(shè)置的兩個燃燒器，分別與所述輻射管的兩端連接，并且，所述燃燒器采用單蓄熱燃燒方式，其中一個燃燒器燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入輻射管中放出熱量用于加熱熱解反應(yīng)器后進(jìn)入對稱設(shè)置的另一個燃燒室中蓄熱，用以預(yù)熱進(jìn)入燃燒室中參與燃燒的空氣；所述燃燒器包括空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室，通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式；所述相關(guān)配套系統(tǒng)包括：四通換向閥，其分別與兩個燃燒器的空氣管路和排煙管道連通，用于控制其中一個所述燃燒器內(nèi)空氣的引入以及另一個所述燃燒器內(nèi)廢氣的排出。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)廨椛涔苋紵饕约盁峤鉅t各自特點(diǎn)，采用蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置，節(jié)省了輻射管燃燒器及點(diǎn)火燒嘴等相關(guān)配套設(shè)備的投入，精簡了系統(tǒng)，簡化工藝管路的布置，節(jié)約成本；同時，利用回收余熱后250℃左右的煙氣干燥原料，將入爐原料的含水量控制在20%以下，提高熱解效率，提高了能源利用率；輻射管內(nèi)部無火焰面，不會產(chǎn)生局部高溫，使得輻射管的功率可以根據(jù)燃燒器功率的增加而增加，同時也延長了輻射管的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，如圖1所示，包括：熱解系統(tǒng)和蓄熱燃燒系統(tǒng)。所述熱解系統(tǒng)，用于將原料進(jìn)行熱解處理。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述熱解系統(tǒng)包括熱解反應(yīng)器、進(jìn)料裝置、出料系統(tǒng)和熱解氣出口；所述進(jìn)料裝置設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的頂部，所述出料系統(tǒng)設(shè)置在熱解反應(yīng)器的底部，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的固體渣排出，所述熱解氣出口設(shè)置在熱解反應(yīng)器的側(cè)壁，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣排出。進(jìn)一步的，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部還設(shè)有熱解氣導(dǎo)管，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣匯集后排出。

當(dāng)該新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)工作時，原料通過進(jìn)料裝置連續(xù)從熱解反應(yīng)器頂部進(jìn)入，下行降落至爐底的過程中受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解氣和固體渣。在熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有熱解氣導(dǎo)管，將發(fā)生熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣匯集后從側(cè)壁經(jīng)熱解氣出口排出，熱解后的固體渣通過出料系統(tǒng)從反應(yīng)器底部連續(xù)排出。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1和2所示，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)環(huán)繞布置在所述熱解反應(yīng)器的四周，包括輻射管、燃燒器及相關(guān)配套系統(tǒng)。由此，本發(fā)明提供的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，根據(jù)燃?xì)廨椛涔苋紵饕约盁峤鉅t各自特點(diǎn)，采用蓄熱式多管束輻射管燃燒裝置，節(jié)省了輻射管燃燒器及點(diǎn)火燒嘴等相關(guān)配套設(shè)備的投入，精簡了系統(tǒng)，簡化工藝管路的布置，節(jié)約成本。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1和2所示，所述輻射管的設(shè)置數(shù)量和安裝位置不受具體限制。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述輻射管的設(shè)置數(shù)量可以設(shè)有兩個或多個；所述輻射管的安裝位置為橫穿所述熱解反應(yīng)器，進(jìn)一步的，所有的所述輻射管共用兩個燃燒室，以內(nèi)部無焰加熱形式進(jìn)行輻射加熱。由此，所述輻射管內(nèi)部無火焰面，不會產(chǎn)生局部高溫，使得輻射管的功率可以根據(jù)燃燒器功率的增加而增加，同時也延長了輻射管的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1和2所示，所述燃燒器的設(shè)置數(shù)量和安裝位置不受具體限制。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述燃燒器的設(shè)置數(shù)量為兩個；所述燃燒器的安裝位置對稱設(shè)置的燃燒器，分別與所述輻射管的兩端連接。進(jìn)一步的，所述燃燒器采用單蓄熱燃燒方式，其中一個燃燒器燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入輻射管中放出熱量用于加熱熱解反應(yīng)器后進(jìn)入對稱設(shè)置的另一個燃燒室中蓄熱，用以預(yù)熱進(jìn)入燃燒室中參與燃燒的空氣。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖2所示，所述燃燒器3包括空氣單蓄熱式燃燒器9和燃燒室8，通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述空氣單蓄熱式燃燒器設(shè)置在所述燃燒室的正下方；所述燃燒室的側(cè)壁上設(shè)有點(diǎn)火燒嘴7，所述空氣單蓄熱式燃燒器的底部設(shè)有空氣管路和煤氣管路，其中，所述空氣管路與四通換向閥5連通，用于通入空氣，所述煤氣管路與煤氣噴槍連通，通過煤氣噴槍的快切閥控制煤氣的引入。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1和2所示，所述相關(guān)配套系統(tǒng)包括：四通換向閥5，其分別與兩個燃燒器的空氣管路和排煙管道連通，用于控制其中一個所述燃燒器內(nèi)空氣的引入以及另一個所述燃燒器內(nèi)廢氣的排出。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1和2所示，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒：工作時，先將左側(cè)燃燒器的點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)燃，在其穩(wěn)定燃燒后，開啟兩個燃燒器的金屬法蘭前閥門，此時四通換向閥工作，使得左側(cè)燃燒器的空氣管路被連通，同時開啟煤氣噴槍的快切閥，使得左側(cè)燃燒器的煤氣管路被連通，則左側(cè)燃燒器燃燒，火焰向左側(cè)燃燒室內(nèi)傳播，通過左側(cè)燃燒室內(nèi)的燃燒將高溫?zé)煔馔ㄟ^輻射管到達(dá)右側(cè)燃燒室內(nèi)；而右側(cè)燃燒器在四通換向閥的動作，將排煙管路連通，此時整個蓄熱燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行；兩個燃燒器在一個單位工作時間后，四通換向閥執(zhí)行相反操作，使整個蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，還包括冷卻凈化裝置4，分別與所述燃燒器和所述熱解氣出口連通，用于將產(chǎn)生的熱解氣送入冷卻凈化裝置中進(jìn)行處理，得到的不凝氣部分送入所述燃燒器中作為燃料，另一部分用作甲烷合成原料氣。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，原料在熱解反應(yīng)器內(nèi)部受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的熱解氣從熱解反應(yīng)器的側(cè)壁排出后進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)，得到的不凝氣氣富含甲烷、氫氣和一氧化碳，可以一部分用作燃料，提供原料在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)所需的熱量，另一部分用作甲烷合成原料氣或其他原料氣或燃?xì)獾取?/p>

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，還包括干燥系統(tǒng)1，分別與所述燃燒室和所述進(jìn)料裝置連通，用于將經(jīng)過所述燃燒室蓄熱后的煙氣通入到所述干燥系統(tǒng)中對原料進(jìn)行干燥處理。由此，利用回收余熱后250℃左右的煙氣干燥原料，將入爐原料的含水量控制在20%以下，提高熱解效率，提高了能源利用率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖2所示，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)包括輻射管、燃燒器及相關(guān)配套系統(tǒng)；優(yōu)選的，輻射管橫穿反應(yīng)器布置，且兩個或多個輻射管共用一套兩個蓄熱式燃燒系統(tǒng)，燃?xì)馀c經(jīng)蓄熱室預(yù)熱后的空氣進(jìn)入燃燒室后燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^輻射管輻射傳熱，加熱熱解反應(yīng)器，然后通過設(shè)置在另一端燃燒室燒嘴處的蓄熱室蓄熱回收余熱，溫度降低至250℃左右后進(jìn)入原料干燥系統(tǒng)，將原料中的水分含量降低至20%以下。

同時，本發(fā)明還提供了一種利用前面所述的新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)進(jìn)行熱解反應(yīng)的方法，包括以下步驟：

（1）啟動蓄熱燃燒系統(tǒng)，所述蓄熱燃燒系統(tǒng)的燃燒器產(chǎn)生高溫?zé)煔?，分布至兩個或多個輻射管中進(jìn)行輻射傳熱，將熱解反應(yīng)器加熱至600-800℃。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蓄熱式燃燒系統(tǒng)設(shè)置在熱解反應(yīng)器四周，環(huán)繞布置，通過燃?xì)庠谳椛涔軆?nèi)燃燒，輻射傳出熱量來加熱反應(yīng)器及其內(nèi)原料。蓄熱式燃燒器通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式，所述燃燒器采用單蓄熱燃燒方式，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?200℃左右）進(jìn)入一個或數(shù)個輻射管中放出熱量加熱熱解反應(yīng)器，然后進(jìn)入對稱設(shè)置的燃燒室中蓄熱，用以預(yù)熱進(jìn)入燃燒室中參與燃燒的空氣。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟（1）中排出輻射管的高溫?zé)煔馔ㄟ^設(shè)置在另一端燃燒室點(diǎn)火燒嘴處的蓄熱室蓄熱回收余熱，對經(jīng)過蓄熱室的所述入爐參與燃燒的空氣預(yù)熱至900-1000℃，預(yù)熱后的空氣通入正在燃燒一端的燃燒室點(diǎn)火燒嘴進(jìn)入燃燒室后與燃?xì)饣旌线M(jìn)行燃燒，燃燒后產(chǎn)生1200℃左右的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔夥植贾羶蓚€或多個輻射管中進(jìn)行輻射傳熱，可將熱解反應(yīng)器加熱至600~800℃，使得進(jìn)入反應(yīng)器的原料在其內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解氣和固體渣；兩個燃燒器在一個單位工作時間后，通過四通換向閥執(zhí)行相反操作，使整個蓄熱燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒；同時，經(jīng)過蓄熱后的煙氣溫度在250℃左右，該部分煙氣通入干燥系統(tǒng)對入爐原料進(jìn)行干燥處理，將原料中的水分含量降低至20%以下，以提高熱解效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖2所示，所述蓄熱式燃燒裝置包括兩個蓄熱式燃燒器，分別以對稱的方式設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的左右兩側(cè)，所述燃燒器包括空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室，通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式。所述新型蓄熱式熱解裝置采用多個輻射管共用左右兩側(cè)的兩個燃燒室，通過空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)輻射管內(nèi)部的無焰加熱形式，兩個空氣單蓄熱式燃燒器和燃燒室作為一個工作單元。工作時，先將左側(cè)燃燒室的點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)燃，在其穩(wěn)定燃燒后，開啟左右兩側(cè)的兩個燃燒器金屬法蘭前閥門，此時，四通換向閥工作，使得左側(cè)燃燒器的空氣管路被連通，同時開啟煤氣噴槍的快切閥，使得左側(cè)燃燒器的煤氣管路被連通，左側(cè)燃燒器燃燒，火焰向左側(cè)燃燒室內(nèi)傳播，通過左側(cè)燃燒室內(nèi)的燃燒將高溫?zé)煔馔ㄟ^所設(shè)置的兩個或多個輻射管到達(dá)右側(cè)燃燒室內(nèi)。而右側(cè)燃燒器在四通換向閥的動作，將排煙管路連通，此時整個燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行；左右兩側(cè)的兩個燃燒器在一個單位工作時間后四通換向閥執(zhí)行相反操作，使整個燃燒系統(tǒng)周期性換向燃燒。由此，所述煙氣與空氣通過四通換向閥交替進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)輻射管兩端的兩個燃燒室交替進(jìn)行燃燒和蓄熱，蓄熱式燃燒系統(tǒng)連續(xù)放熱、蓄熱；通過共用燃燒器和燃燒室的方式，可以大量節(jié)省輻射管燃燒器及點(diǎn)火燒嘴等相關(guān)配套設(shè)備的投入，精簡系統(tǒng)，易于控制，操作簡便。

（2）原料通過進(jìn)料裝置連續(xù)從熱解反應(yīng)器頂部進(jìn)入熱解反應(yīng)器，下行降落至爐底的過程中受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解氣和固體渣。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，還包括干燥系統(tǒng)1，分別與所述燃燒室和所述進(jìn)料裝置連通，用于將經(jīng)過所述燃燒室蓄熱后的煙氣通入到所述干燥系統(tǒng)中對原料進(jìn)行干燥處理。由此，利用回收余熱后250℃左右的煙氣干燥原料，將入爐原料的含水量控制在20%以下，提高熱解效率，提高了能源利用率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述原料的種類和粒度不受具體限制。所述原料的種類可以為褐煤、長焰煤、垃圾、生物質(zhì)等非常規(guī)能源；所述原料的粒度不限，可以根據(jù)實(shí)際情況與需求進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述熱解系統(tǒng)包括熱解反應(yīng)器、進(jìn)料裝置、出料系統(tǒng)和熱解氣出口；所述進(jìn)料裝置設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的頂部，所述出料系統(tǒng)設(shè)置在熱解反應(yīng)器的底部，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的固體渣排出，所述熱解氣出口設(shè)置在熱解反應(yīng)器的側(cè)壁，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣排出。進(jìn)一步的，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部還設(shè)有熱解氣導(dǎo)管，用于將熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣匯集后排出。當(dāng)該新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)工作時，原料通過進(jìn)料裝置連續(xù)從熱解反應(yīng)器頂部進(jìn)入，下行降落至爐底的過程中受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解氣和固體渣。在熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有熱解氣導(dǎo)管，將發(fā)生熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的熱解氣匯集后從側(cè)壁經(jīng)熱解氣出口排出，熱解后的固體渣通過出料系統(tǒng)從反應(yīng)器底部連續(xù)排出。

（3）熱解后的固體渣通過出料系統(tǒng)從反應(yīng)器底部連續(xù)排出。

（4）熱解后產(chǎn)生的熱解氣通過熱解氣導(dǎo)管匯集后從熱解氣出口排出，進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)。

（5）經(jīng)冷卻凈化系統(tǒng)處理后得到的不凝氣，通入燃燒器用作燃料。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型蓄熱式熱解裝置及系統(tǒng)，還包括冷卻凈化裝置4，分別與所述燃燒器和所述熱解氣出口連通，用于將產(chǎn)生的熱解氣送入冷卻凈化裝置中進(jìn)行處理，得到的不凝氣部分送入所述燃燒器中作為燃料，另一部分用作甲烷合成原料氣。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，原料在熱解反應(yīng)器內(nèi)部受熱發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的熱解氣從熱解反應(yīng)器的側(cè)壁排出后進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)，得到的不凝氣氣富含甲烷、氫氣和一氧化碳，可以一部分用作燃料，提供原料在熱解反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)所需的熱量，另一部分用作甲烷合成原料氣或其他原料氣或燃?xì)獾取?/p>

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是點(diǎn)連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。