热解反应器的制作方法

1.本发明涉及热解反应领域，具体地涉及一种热解反应器。


背景技术：

2.微波热解反应器中，反应舱中被输入流化的反应物，并且通过微波发射器向反应舱中输入微波，以加热其中的反应物，实现热解反应。
3.然而，现有的微波热解反应器存在加热不均匀、热解反应不均匀的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种热解反应器，以解决对反应物的加热不均匀的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种热解反应器，其中，所述热解反应器包括反应部，所述反应部包括微波舱以及围绕所述微波舱设置的反应舱，所述微波舱能够连接于微波发射件以引入微波，所述微波舱中的微波能够辐射到所述反应舱中。
6.可选择的，所述反应部包括围绕所述微波舱周向布置的多个反应舱。
7.可选择的，所述反应部包括限定所述微波舱的内管部、套设于所述内管部的外管部、从所述内管部向所述外管部延伸的隔板，相邻的所述隔板、所述内管部和所述外管部围成所述反应舱。
8.可选择的，所述内管部至少部分地由内部形成有微孔的硅砖制成。
9.可选择的，所述反应部包括连接于所述内管部的进口端和所述外管部的进口端的端板，所述端板上设置有与每个所述反应舱连通的进料孔以及与所述微波舱连通的微波入口。
10.可选择的，所述内管部在与微波入口相对的一端设置有密封件。
11.可选择的，所述热解反应器包括微波引入管，所述微波引入管包括连接于所述微波入口的渐扩管以及连接于所述渐扩管的小端的微波管。
12.可选择的，所述热解反应器包括输送部，所述输送部包括主管部和连接于所述主管部的多个支管部，多个所述支管部一一对应地连接于多个所述反应舱。
13.可选择的，所述输送部包括部分地设置在所述主管部的出口端中的分料件，所述分料件包括与多个所述支管部一一对应地连通的多个分料口，所述分料口由多个锥体及所述主管部围成，所述锥体的小端朝向所述主管部的入口端。
14.可选择的，所述分料件包括设置在所述主管部的出口端的中心轴线处的第一锥体以及沿所述主管部内周面周向布置的多个第二锥体，所述第二锥体的大端部分地连接于所述第一锥体的大端，所述第二锥体的数量与所述分料口的数量相同。
15.可选择的，所述第一锥体为棱边数量等于所述分料口的数量的棱锥，所述第二锥体连接于所述第一锥体的棱边。
16.可选择的，所述分料件包括密封连接于所述主管部的出口端的基板部，所述基板部连接于所述锥体的大端，并且所述基板部中设置有与每个所述分料口连通的通孔，所述
支管部连接于所述通孔。
17.可选择的，所述主管部的侧部连接有第一流化风管路，所述支管部的侧部连接有第二流化风管路。
18.可选择的，所述热解反应器包括连接于所述反应部的出口端的固气分离部。
19.可选择的，所述固气分离部包括连接于所述反应部的主体部以及连接于所述主体部的排气管。
20.可选择的，所述热解反应器为热解煤反应器。
21.通过上述技术方案，将反应舱的中心处替换为微波舱，可以减小反应舱从中心朝向外部方向上的尺寸，减小反应物的所占空间的尺寸，从而可以提高反应舱中浓度分布的均匀性，另外，从向中心向外部辐射微波的方式可以提高加热的均匀性，并且使得微波可以更容易地穿透反应舱，以实现反应的均匀性，提高反应质量。
附图说明
22.图1是本发明实施方式所述的热解反应器的结构示意图；
23.图2是图1的剖视图；
24.图3是本发明实施方式所述的反应部的部分剖视图；
25.图4是本发明实施方式所述的反应部的内部结构示意图
26.图5是本发明实施方式所述的输送部的剖视图；
27.图6是本发明实施方式所述的输送部的内部结构示意图。
28.附图标记说明
29.100-反应部，101-微波舱，102-反应舱，103-内管部，104-外管部，105-隔板，106-端板，107-微波引入管，200-输送部，201-主管部，202-支管部，203-分料口，204-第一锥体，205-第二锥体，206-分料件，207-基板部，208-第一流化风管路，209-第二流化风管路，300-固气分离部，301-主体部，302-排气管。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
31.本发明提供了一种热解反应器，其中，所述热解反应器包括反应部100，所述反应部100包括微波舱101以及围绕所述微波舱101设置的反应舱102，所述微波舱101能够连接于微波发射件以引入微波，所述微波舱101中的微波能够辐射到所述反应舱102中。
32.热解反应器可以用于反应物的加热分解反应，其中反应部100为主要的反应部件，微波发射件可以将微波引入到微波舱101中，微波在微波舱101可以辐射到周围的反应舱102中，以加热反应舱102中的反应物。
33.其中，反应舱102围绕微波舱101设置，也就是说，反应舱102所围绕的位置不存在反应物，而是由微波舱101占据这一位置，这使得反应舱102的尺寸减小，特别是从微波舱101指向反应舱102方向上的尺寸减小，反应舱102中流化的反应物的“厚度”减小，微波舱101中的微波可以更容易地穿透反应物，一方面可以使得反应物被微波更均匀地加热，另一方面可以使得流化的反应物的浓度分布更为均匀。
34.其中，所述反应部100包括围绕所述微波舱101周向布置的多个反应舱102。如图4所示，微波舱101的周向上，可以排列多个反应舱102，多个反应舱102彼此分隔而不连通，每个反应舱102的体积相对更小，多个反应舱102分隔后，可以阻止其中的反应物在更大的容积中出现浓度分布不均匀的问题，使得每个反应舱102中的浓度更容易实现均匀分布。在其他实施方式中，也可以仅仅设置一个围绕微波舱101的一个闭合环状的反应舱102。
35.具体的，所述反应部100包括限定所述微波舱101的内管部103、套设于所述内管部103的外管部104、从所述内管部103向所述外管部104延伸的隔板105，相邻的所述隔板105、所述内管部103和所述外管部104围成所述反应舱102。如图3和图4所示，反应部100通过内管部103和外管部104分隔形成中心位置的微波舱101和外周上的反应舱102，并且反应舱102通过多个隔板105分割为多个，以减小每个反应舱102的容积，使得其中的反应物更容易实现浓度均匀分布。特别的，内管部103和外管部104彼此同心设置，多个隔板105也周向等间隔设置，形成的多个反应舱102的容积也相等，反应部100的结构基本为中心对称结构，以保证微波舱101对各个反应舱102加热的均匀性。此外，反应舱102可以为4、5、6、7、8或更多个。
36.其中，所述内管部103至少部分地由内部形成有微孔的硅砖制成。内管部103可以部分地或全部由硅砖制成，并且硅砖中形成有微孔，以允许内管部103围成的微波舱101中的微波穿过硅砖而进入到反应舱102中，以实现对反应舱102中反应物的加热。硅砖可以连续地设置，也可以分散地设置并通过金属结构的管件支撑，分散的硅砖可以关于内管部103的中心轴线中心对称地布置，特别是，硅砖对应于每个反应舱102而布置，即对应于每个反应舱102的内管部103部分上设置相同数量、相同结构的硅砖，如图4所示，内管部103中厚度较大的部分即为硅砖。内管部103可以由金属制成，并形成用于安装硅砖的孔，硅砖可以安装在这些孔中。硅砖中的微孔仅形成在内部，其并不能直接导通微波舱101和反应舱102。
37.此外，参考图2和图3所示，所述反应部100包括连接于所述内管部103的进口端和所述外管部104的进口端的端板106，所述端板106上设置有与每个所述反应舱102连通的进料孔以及与所述微波舱101连通的微波入口。端板106可以密封内管部103的进口端和外管部104的进口端，其中，反应部100可以大致竖直地设置，内管部103的进口端位于上部，外管部104的进口端也位于上部，反应舱102中流化的反应物可以从上向下流动，各个反应舱102之间受重力影响基本一致，可以更好地保持浓度分布均匀。端板106上形成与每个反应舱102对应的进料孔，从而通过这些进料孔向每个反应舱102中提供流化的反应物，并且通过端板106上的微波入口，可以向微波舱101中引入微波。在一些实施方式中，端板106仅密封内管部103和外管部104之间的环状空间，内管部103的上端整体为微波入口，在另一些实施方式中，端板106密封内管部103的部分入口，微波入口小于内管部103上端的内径。
38.另外，所述内管部103在与微波入口相对的一端设置有密封件。内管部103和外管部104之间的部分在出口端可以保持开放，而内管部103在这一端可以通过密封件来密封，密封件可以阻挡微波从内管部103中发射到外部，使得微波保持在内管部103中。在此结构中，微波舱101大致通过端板106、内管部103及密封件围成，密封件(图3中未标记)可以为金属板。
39.另外，所述热解反应器包括微波引入管107，所述微波引入管107包括连接于所述微波入口的渐扩管以及连接于所述渐扩管的小端的微波管。微波引入管107可以连接于微
波发射装置，以将微波引入到微波舱101中；其中，如图1和图2所示，微波引入管107包括内径基本保持不变的微波管以及内径逐渐增加的渐扩管，渐扩管的小端连接于微波管，其大端内径更接近于微波舱101的内径，通过渐扩管可以将微波更为均匀地扩散到微波舱101中。
40.另外，如图1和图2所示，所述热解反应器包括输送部200，所述输送部200包括主管部201和连接于所述主管部201的多个支管部202，多个所述支管部202一一对应地连接于多个所述反应舱102。反应物可以先进入主管部201中，然后再进入多个支管部202中，实现对流化的反应物的分料，多个支管部202的内径可以基本相同，以使得进入到各个反应舱102中的流化反应物的流速基本一致。
41.进一步的，所述输送部200包括部分地设置在所述主管部201的出口端中的分料件206，所述分料件206包括与多个所述支管部202一一对应地连通的多个分料口203，所述分料口203由多个锥体及所述主管部201围成，所述锥体的小端朝向所述主管部201的入口端。分料口203的多个锥体的小端从主管部201的出口端朝向其入口端，锥体的锥面为倾斜面，反应物不容易在这样的倾斜面上堆积，分料口203通过这样的锥体和主管部201(主要是指其内周面)围成，基本不存在死角，不存在可以堆积反应的结构，这使得主管部201中的流化反应物朝向出口端流动时，不会堆积在分料口203周围。
42.进一步的，参考图5和图6，所述分料件206包括设置在所述主管部201的出口端的中心轴线处的第一锥体204以及沿所述主管部201内周面周向布置的多个第二锥体205，所述第二锥体205的大端部分地连接于所述第一锥体204的大端，所述第二锥体205的数量与所述分料口203的数量相同。也就是说，分料件206主要通过中心处的第一锥体204和围绕第一锥体204的多个第二锥体205组成，第一锥体204和第二锥体205以及主管部201围成各个分料口203，反应物很难在主管部201的内周面、第一锥体204和第二锥体205的锥面上堆积，分料口203由流线型的多个表面围成，因此，在流化的反应物通过分料口203时可以基本避免物料堆积。
43.第一锥体204和第二锥体205即为与主管部201围成分料口203的锥体，这些锥体可以为圆锥、棱锥等，并且可以为不规则的锥体，锥面可以为凸出或凹陷的形式。
44.进一步的，所述第一锥体204为棱边数量等于所述分料口203的数量的棱锥，所述第二锥体205连接于所述第一锥体204的棱边。例如，第一锥体204可以为六棱锥，第二锥体205为周向间隔的六个，每个第二锥体205连接于第一锥体204的一个棱边，可以连接于棱边靠近锥体大端的部分，相邻的两个第二锥体205和第一锥体204、以及主管部201围成一个分料口203。第一锥体204可以为中心对称结构，多个第二锥体205关于主管部201的中心轴线中心对称分布，也就是说多个分料口203的结构基本相同，并且相邻的分料口203的夹角相同，以保证流化的反应物通过多个分料口203更均匀地分配到多个支管部202中。
45.此外，如图5所示，所述分料件206包括密封连接于所述主管部201的出口端的基板部207，所述基板部207连接于所述锥体的大端，并且所述基板部207中设置有与每个所述分料口203连通的通孔，所述支管部202连接于所述通孔。基板部207为较为分散的多个锥体提供支撑，并且密封主管部201的出口端，多个锥体的大端可以一体连接于基板部207，基板部207中的通孔与分料口203对应的连通，以将分料口203与对应的支管部202连通。在实际加工制作时，锥体与基板部207可以为一体连接的结构，基板部的通孔与分料口203基本没有
明显的界限，可以视为同一结构，此处只是为了更清楚的说明而限定了不同的术语。
46.此外，所述主管部201的侧部连接有第一流化风管路208，所述支管部202的侧部连接有第二流化风管路209。通过主管部201的入口端，可以向其中输入反应物，例如固体颗粒，通过第一流化风管路208可以向主管部201中输入流化风，流化风可以为与固体颗粒基本不发生反应的气体，例如惰性气体，氩气、氮气等；类似的，可以在支管部202上额外地连接第二流化风管路209，以进一步地向流化的反应物中输入流化风，使得反应物可以保持流化状态，使用的流化气体可以与第一流化风管路208相同，当然也可以使用不同的气体，但应当保持不同的气体和反应物不能发生反应，两种气体之间也不宜发生反应。
47.另外，所述热解反应器包括连接于所述反应部100的出口端的固气分离部300。反应部100的内管部103和外管部104均竖直地设置，其下端即为出口端，外管部104的下端可以连接于固气分离部300，以将反应生成的固体和气体分离。其中，外管部104的下端可以包括渐缩的部分，使得出口相对较小，便于与固气分离部300连接。
48.其中，所述固气分离部包括连接于所述反应部100的主体部301以及连接于所述主体部301的排气管302。如图1和图2所示，主体部301的上端连接于反应部100，其下端可以排出分离后的产物，例如固体生成物，排气管302可以排出分离出来的气体。
49.可选择的，所述热解反应器为热解煤反应器。所述热解反应器可以用于热解煤，在输送部200中，可以向主管部201中输送煤粉，并通过氮气来流化煤粉，流化的煤粉通过分料件206分料后进入到各个支管部202中，并进一步进入到反应部100的反应舱102中，微波舱101中的微波辐射到反应舱102中，以加热煤粉使其分解生成热解气和半焦，热解气和半焦在固气分离部300中被分离，热解气可以由排气管302排出，冷凝后形成油品，半焦在主体部301中排出到收集容器进行冷却，以便于输送、保存。
50.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。