间接换热的含碳有机物热解系统及方法与流程

本发明涉及热解，尤其是涉及一种间接换热的含碳有机物热解系统以及含碳有机物热解方法。

背景技术：

1、日前常见的含碳有机物(煤炭、生物质等)干馏釜热解技术为间歇式生产，干馏釜内的传热效率难以均衡需要外加热源且传热时间较长，使得干馏釜热解技术难以推广。利用固体热载体进行热解的技术近年来具有一定规模的发展，但是固体热载体热解技术的系统较为复杂，且循环磨损大、固-固换热难以均匀混合、单位热解原料固体热载体循环量大、热载体的再生困难。同时，也有提出利用气体热载体进行热解，但存在热解气与气体热载体混合，热解气热值低综合利用价值低的问题，且热解气含尘量大，换热效率低，设备庞大，造价高。因此，如何提高热解气综合利用价值、降低设备造价成本、提高热载体的换热效率是含碳有机物资源高效利用发展的重要方向。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种间接换热的含碳有机物热解系统，采用熔盐作为传热介质，克服了气体热载体热解系统和固体热载体热解系统的问题，具有热容量大、换热效率高、循环量小、单位容积设备处理量大的优点。本发明的实施例还提出一种间接换热的含碳有机物热解方法。

2、本发明的实施例提出一种间接换热的含碳有机物热解系统，包括：热解炉，所述热解炉具有原料进口、第一换热介质入口、第二换热介质入口、第一换热介质出口、第二换热介质出口、热解物出口，所述热解炉的炉体内设有第一换热管和第二换热管，所述第一换热管连通所述第一换热介质入口和第一所述换热介质出口，所述第二换热管连通所述第二换热介质入口和第二所述换热介质出口，所述第一换热管和所述第二换热管交替开启；第一介质储存装置和第二介质储存装置，所述第一介质储存装置与所述第一换热介质入口和第二换热介质出口连通，所述第二介质储存装置与所述第二换热介质入口和第一换热介质出口连通，所述第一换热管和所述第二换热管内的换热介质与所述热解炉内的原料间接换热，其中换热介质为熔盐；加热装置，所述加热装置用于加热所述第一介质储存装置和所述第二介质储存装置中的低温换热介质。

3、本发明实施例提供的含碳有机物热解系统解决了相关技术中气体热载体和固体热载体热解系统的问题。与传统的气体热载体热解系统相比，设备投资小，成本低，热解气的含尘量小、质量高、综合利用价值高，与传统的固体热载体热解系统相比，避免了循环磨损大的问题，并且熔盐的热容量更大，循环量小，单位容积设备处理量大，具有更加优异的换热效率，能够满足热解的温度场要求，且系统的调控更加灵活和方便。

4、此外，由于本发明实施例提供的含碳有机物热解系统采用间接换热加热技术，换热效率高，耗热量低，热解炉内受热均匀，避免了炉料过热现象和热解不完全现象，可有效抑制油气的二次裂解，提高油收率。

5、在一些实施例中，含碳有机物热解系统还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一阀门设在所述第一介质储存装置与所述第一换热介质入口之间，所述第二阀门设在所述第一介质储存装置与所述第二换热介质出口之间，所述第三阀门设在所述第二介质储存装置与所述第二换热介质入口之间，所述第四阀门设在所述第二介质储存装置与所述第一换热介质出口之间。

6、在一些实施例中，所述第一换热介质入口位于所述第二换热介质出口下方，所述第二换热介质入口位于所述第一换热介质出口下方。

7、在一些实施例中，所述热解炉竖直放置，所述第一换热管和所述第二换热管均为蛇形管结构；所述第一换热管包括若干第一横向蛇形管段，所述第一横向蛇形管段包括相互平行且位于同一水平面上的若干第一直管段，若干所述第一横向蛇形管段在竖直方向上间隔设置，相邻两个所述第一横向蛇形管段相连通；所述第二换热管包括若干第二横向蛇形管段，所述第二横向蛇形管段包括相互平行且位于同一水平面上的若干第二直管段，若干所述第二横向蛇形管段在竖直方向上间隔设置，相邻两个所述第二横向蛇形管段相连通。

8、在一些实施例中，所述若干第一横向蛇形管段和所述若干第二横向蛇形管段在竖直方向上交替排布。

9、在一些实施例中，所述第一横向蛇形管段具有第一端和第二端，若干所述第一横向蛇形管段的所述第一端在竖直方向上对齐，所述第二端在竖直方向上对齐，相邻的两个所述第一横向蛇形管段的所述第一端相连，或者，相邻的两个所述第一横向蛇形管段的所述第二端相连；

10、所述第二横向蛇形管段具有第三端和第四端，若干所述第二横向蛇形管段的所述第三端在竖直方向上对齐，所述第四端在竖直方向上对齐，相邻的两个所述第二横向蛇形管段的所述第三端相连，或者，相邻的两个所述第二横向蛇形管段的所述第四端相连。

11、在一些实施例中，所述热解炉的温度场温度为300℃-1000℃。

12、在一些实施例中，所述加热装置与新能源电网相连，新能源电网向所述加热装置提供电能，所述加热装置用于将电能转化为热能。

13、在一些实施例中，所述加热装置为燃气锅炉，所述热解物出口与所述燃气锅炉连通，所述燃气锅炉的高温烟气出口与所述第一换热介质储存装置和所述第二换热介质储存装置连通以加热低温换热介质。

14、本发明实施例提出一种含碳有机物热解方法，所述热解方法为基于上述任一项实施例中所述的含碳有机物热解系统对含碳有机物进行热解的方法，具体包括如下步骤：

15、通过所述加热装置的加热使所述第一介质储存装置中具有高温换热介质；

16、开启所述第一换热管，关闭所述第二换热管，所述第一介质储存装置中的高温换热介质通过所述第一换热介质入口进入所述第一换热管并在所述第一换热管内与原料完成换热后变为低温换热介质，从所述第一换热介质出口流出进入所述第二介质储存装置中；

17、通过所述加热装置将所述第二介质储存装置中的低温换热介质加热为高温换热介质；

18、开启所述第二换热管，关闭所述第一换热管，所述第二介质储存装置中的高温换热介质通过所述第二换热介质入口进入所述第二换热管并在所述第二换热管内与原料完成换热后变为低温换热介质，从所述第二换热介质出口流出进入所述第一介质储存装置中，继续进行下一循环。

技术特征：

1.一种间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一阀门设在所述第一介质储存装置与所述第一换热介质入口之间，所述第二阀门设在所述第一介质储存装置与所述第二换热介质出口之间，所述第三阀门设在所述第二介质储存装置与所述第二换热介质入口之间，所述第四阀门设在所述第二介质储存装置与所述第一换热介质出口之间。

3.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述第一换热介质入口位于所述第二换热介质出口下方，所述第二换热介质入口位于所述第一换热介质出口下方。

4.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述热解炉竖直放置，所述第一换热管和所述第二换热管均为蛇形管结构；

5.根据权利要求4所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述若干第一横向蛇形管段和所述若干第二横向蛇形管段在竖直方向上交替排布。

6.根据权利要求4或5所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述热解炉的温度场温度为300℃-1000℃。

8.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述加热装置与新能源电网相连，新能源电网向所述加热装置提供电能，所述加热装置用于将电能转化为热能。

9.根据权利要求1所述的间接换热的含碳有机物热解系统，其特征在于，所述加热装置为燃气锅炉，所述热解物出口与所述燃气锅炉连通，所述燃气锅炉的高温烟气出口与所述第一换热介质储存装置和所述第二换热介质储存装置连通以加热低温换热介质。

10.一种含碳有机物热解方法，其特征在于，所述热解方法为基于权利要求1-9中任一项所述的含碳有机物热解系统对含碳有机物进行热解的方法，具体包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种间接换热的含碳有机物热解系统及方法，热解系统包括热解炉、第一介质储存装置、第二介质储存装置、加热装置，热解炉的炉体内设有第一换热管和第二换热管，第一换热管和第二换热管交替开启，第一换热管和第二换热管内的换热介质与热解炉内的原料间接换热，其中换热介质为熔盐，加热装置用于加热第一介质储存装置和第二介质储存装置中的低温换热介质。本发明提供的热解系统采用熔盐作为传热介质，热容量大、换热效率高、循环量小、单位容积设备处理量大。采用间接换热加热技术，换热效率高，耗热量低，热解炉内受热均匀，有效抑制油气的二次裂解。技术研发人员：梅磊,徐光磊,刘振刚,孙金华受保护的技术使用者：国家电投集团科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9