一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统

本发明属于低阶细粉煤热解，特别涉及一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统。

背景技术：

1、低阶煤占我国煤炭总量的一半以上，作为低阶煤清洁分质利用的最好方式，热解提质技术逐渐成为我国煤化工行业的研发重点和创新方向。中低温低阶煤热解技术，煤在隔绝空气或缺氧条件下加热到500℃～800℃，能够提取低阶煤中高附加值油气，同时脱除氮、硫、多环芳烃等污染物，在温和的条件下高效、经济地实现煤的高附加值化和清洁化，对于保障我国的能源安全和经济发展有重要作用，助力国家“双碳”目标。

2、虽然理论上粉煤热解工艺可以提高我国煤炭利用率，在低阶煤清洁分质利用上有明显技术优势，但多年来粉煤热解工艺一直存在技术瓶颈，大规模应用推广依旧受诸多因素的制约。粉煤热解过程中需要处理大量的c类粉煤颗粒，存在着较为严重的颗粒聚团、结焦、气泡及气体沟流等不利现象，导致热解系统运行不稳定、后续热解效率低下，产品附加值不足，成为粉煤热解技术工业化进程的重大难题。

3、中低温低阶粉煤热解技术，不仅能够提取煤中高附加值油气，同时脱除氮、硫、多环芳烃等污染物，在温和的条件下高效、经济地实现煤的高附加值化和清洁化，对于保障我国的能源安全和经济发展有重要作用，助力国家“双碳”目标。粉煤热解过程中的热解炉，无氧气体通过一个小孔或喷嘴由床层底部喷入，在床层中形成射流，射流内的固体颗粒被气流夹带而上，达到一定高度后，由于物料自身的重力作用而下降，后又被气流重新向上带起，实现连续操作。

4、粉煤热解过程中需要处理大量的c类粉煤颗粒，存在着较为严重的颗粒聚团、结焦、气泡及气体沟流等不利现象，一方面，不稳定成分的积炭、结焦问题及原料粉煤带来的高粉尘量，容易堵塞管道与设备，不仅需定期进行清理，增大耗费，且会缩短器件的使用周期；另一方面，热解炉内颗粒流化不充分，致使热解物与热载体之间热、质传递不充分，热解效率低下。

技术实现思路

1、为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，解决了背景技术中因热解炉对粉煤流化与热解过程需要处理大量的c类粉煤颗粒，存在着较为严重的颗粒聚团、结焦、气泡及气体沟流等不利现象，一方面，不稳定成分的积炭、结焦问题及原料粉煤带来的高粉尘量，容易堵塞管道与设备，不仅需定期进行清理，增大耗费，且会缩短器件的使用周期；另一方面，热解炉内颗粒流化不充分，致使热解物与热载体之间热、质传递不充分，热解效率低下的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

3、一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，包括空气压缩机、热解炉、气体入口、气流布风板与实验段；

4、其中，热解炉的底部设置气体入口，空气压缩机出口与气体入口相连，热解炉内气体入口上方设置气流布风板，气流布风板的上方为用于填充煤细粉颗粒的实验段；

5、气流布风板的中央均匀分布有若干气体分布孔；气体分布孔包括若干第一进气口和若干第二进气口，第一进气口与第一进气管相连，第二进气口和第二进气管相连，第一进气管和第二进气管均与气体流量控制器相连。

6、进一步的，气流布风板的最外围安装有若干螺丝孔。

7、进一步的，气体流量控制器底部连接有总进气口。

8、进一步的，空气压缩机出口气体入口之间设置有气体流量计。

9、进一步的，还包括第一压力表、第二压力表与计算机，热解炉顶端设置热解炉出口，热解炉出口连接有第二压力表，热解炉底部设置有第一压力表，第一压力表和第二压力表与计算机相连。

10、进一步的，气体分布孔内气体流速呈周期性改变。

11、进一步的，第一进气口与第二进气口交错分布。

12、进一步的，第一进气口和第二进气口的进气方式包括均匀流进气方式、矩形流进气方式、正弦流进气方式及三角流进气方式。

13、进一步的，气体流量控制器为气体稳流装置。

14、进一步的，实验段内部布置有d类颗粒。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明中通过设置气流布风板，气体在入口处的气流布风板上通过均匀分布的进气孔交替地对气流进行分流，进入热解炉不同通道后的气流沿着轴向喷出，利用气流动能的作用，充分混合热解炉内的细粉颗粒，增强颗粒接触，动态地调整粉煤颗粒群在热解炉内的受力状况，改善细粉颗粒的流化状态，实现快速高效率热解。

17、进一步的，本发明中第一进气口和第二进气口的进气方式包括均匀流进气方式、矩形流进气方式、正弦流进气方式及三角流进气方式，通过改变传统的时空连续进气流化方法，采用空间交替进气的流化方式(非常规进气流化)结合非稳态进气方式的方法。以三角流进气方式为例)，气体第一进气口采用三角流进气方式，第二进气口采用三角流进气方式，由下至上通过气流布风板。气体分布孔内气体流速呈周期性改变。当经过一个周期时，第二布风板开孔方式则转变为第二布风板开孔方。

18、进一步的，气流布风板采取机械加工的形式，各部分均能得到精确尺寸，不仅便于稳固安装，拆洗维护方便，且入口处气流进气方式设置灵活，能满足产生均匀而平稳的流态化要求，利于细粉颗粒充分流化及快速高效率热解。

19、进一步，本发明中通过在热解炉内布置一定数量的d类颗粒，带动细粉颗粒进行有效的协同流化，实现粉煤细颗粒在热解炉内的充分流化与热解。惰性d类颗粒不参与热解反应，便于产物分离，且大颗粒与细粉颗粒相互碰撞，减少颗粒聚团、沟流与结焦等不利现象，便于细粉颗粒实现高效流化，提高细颗粒流化质量。

技术特征：

1.一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，包括空气压缩机(1)、热解炉(4)、气体入口(5)、气流布风板(6)与实验段(7)；

2.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，气流布风板(6)的最外围安装有若干螺丝孔(11)。

3.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，气体流量控制器(17)底部连接有总进气口(18)。

4.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，空气压缩机(1)出口气体入口(5)之间设置有气体流量计(2)。

5.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，还包括第一压力表(3)、第二压力表(9)与计算机(10)，热解炉(4)顶端设置热解炉出口(8)，热解炉出口(8)连接有第二压力表(9)，热解炉(4)底部设置有第一压力表(3)，第一压力表(3)和第二压力表(9)与计算机(10)相连。

6.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，气体分布孔(12)内气体流速呈周期性改变。

7.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，第一进气口(13)与第二进气口(14)交错分布。

8.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，第一进气口(13)和第二进气口(14)的进气方式包括均匀流进气方式、矩形流进气方式、正弦流进气方式及三角流进气方式。

9.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，气体流量控制器(17)为气体稳流装置。

10.根据权利要求1所述的具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，其特征在于，实验段(7)内部布置有d类颗粒。

技术总结本发明公开了一种具有气流布风板的粉煤细颗粒热解炉系统，包括热解炉与气流布风板；其中，热解炉的底部设置气体入口，空气压缩机出口与气体入口相连，热解炉内气体入口上方设置气流布风板，气流布风板的上方为用于填充煤细粉颗粒的实验段；气流布风板的中央均匀分布有若干气体分布孔；气体分布孔包括若干第一进气口和若干第二进气口。本发明中通过设置气流布风板，气体在入口处的气流布风板上通过均匀分布的进气孔交替地对气流进行分流，进入热解炉不同通道后的气流沿着轴向喷出，利用气流动能的作用，充分混合热解炉内的细粉颗粒，增强颗粒接触，动态地调整粉煤颗粒群在热解炉内的受力状况，改善细粉颗粒的流化状态，实现快速高效率热解。技术研发人员：吴峰,杜加丽,张令杰,易友志受保护的技术使用者：西北大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18