路8可接三通管进行气液相样品采集。反应过程中，若催化剂失活，关闭反应器进气阀门，打开卸料阀门，从卸料口 5将失活的催化剂调料卸入废料斗6中，打开进料阀门，将新鲜催化剂从进料口 4填装入反应器I后，打开进气口阀门，继续进行实验；压力传感器9实时监测颗粒床反应器内压力变化。
[0024]催化反应过程中，经过颗粒床催化器I除尘操作，热解蒸汽中的颗粒粉尘的含量低于0.1%，将催化前后的热解气中的燃气成分进行分析对比，燃气的热值有所提升；催化前后的热解蒸汽中的焦油组分进行油品分析，催化反应前的焦油主要以沥青和重油为主(> 50% )，经过催化裂解反应后，焦油主要以轻油组分为主可达到90%。说明经过催化调质的反应装置进行催化裂解反应后，热解蒸汽达到了调质的目的。
[0025]实施例2
[0026]桦甸油页岩在经过一种油页岩干馏炉热解工艺后，得到富含页岩油的热解页岩油气，页岩油气中混有大量页岩油干馏工艺中产生的页岩灰，同时页岩油中重油组分比例较高，页岩油气进入热解蒸汽调质反应装置，通过催化反应器的进气管路7经帽结构的气流分布板3改变热解蒸汽的气流方向，增加页岩油气与催化剂填料的接触时间，使页岩油气充分与催化剂发生催化裂解反应，同时热解气经过催化反应器中的颗粒床床层，进行了除页岩灰的操作，可使热解气中的灰含量达到0.1%以下；反应过程中，若催化剂失活，关闭反应器进气阀门，打开卸料阀门，将失活的催化剂调料卸入废料斗6中，打开进料阀门，将新鲜催化剂从进料口 4填装入反应器I后，打开进气口阀门，继续进行实验；压力传感器9实时监测反应器内压力变化。页岩油组分经过催化裂解，其重质组分裂解转化为轻质组分，转化率达到90 %以上，说明经过催化调质的反应装置进行催化裂解反应后，热解蒸汽达到了调质的目的。
[0027]实施例3
[0028]105°C烘干的玉米芯、木肩等生物质碎末经一种生物质热解炉热解，得到高温热解蒸汽，热解气中混有大量生物质颗粒粉尘，同时生物质焦油中重油组分比例较高，将热解气引入焦油轻质化的气固催化反应装置，生物质热解气通过催化反应器管路7经帽型气流分布板3改变气流方向，增加生物质热解蒸汽与催化剂填料的接触时间，使生物质热解蒸汽充分与催化剂发生催化裂解反应，同时热解蒸汽经过催化反应器中的颗粒床床层，进行了除灰操作，可使热解气中的灰含量达到0.1%以下；反应过程中，若催化剂失活，关闭反应器进气阀门，打开卸料阀门，将失活的催化剂调料卸入废料斗6中，打开进料阀门，将新鲜催化剂填装入反应器I后，打开进气口阀门，继续进行实验；压力传感器9实时监测反应器内压力变化。生物质热解蒸汽中的焦油组分经过催化裂解，其重质组分裂解转化为轻质组分，转化率达到90%以上，说明经过催化调质的反应装置进行催化裂解反应后，热解蒸汽达到了调质的目的。
[0029]实施例4
[0030]105°C烘干的玉米芯、木肩等生物质碎末经一种生物质热解炉热解，产生出500°C的富含焦油的高温热解蒸汽，同时伴随大量的生物质半焦颗粒，粉半焦的存在会堵塞设备管路，降低油品质量，如图1所示，高温热解蒸汽进入催化调质的反应装置，颗粒床反应器内添加不同粒径的石英沙、陶粒等滤料，滤料上层为直径较大颗粒，滤料下层为直径较小颗粒，热解蒸汽进入进气口 8，以上进下出的方式经过颗粒床滤料层，再经过反应器内的帽型气流分布板后从出气口 7排出，进入下一道工序，在除尘操作过程中，压力传感器9实时监测反应器内压力变化，若滤料层被粉半焦堵塞，将滤料卸入料斗中，重新装填滤料。经颗粒床反应器过滤的热解蒸汽中的含灰量明显降低，具体的除灰率与滤料颗粒直径相关。
[0031]实施例5
[0032]神木低阶褐煤煤样经固定床热解炉进行热解，产生富含焦油并伴有大量粉半焦的热解蒸汽，如图1所示，热解蒸汽进入催化调质反应装置，颗粒床填料为石英砂滤料和颗粒催化剂，炉内上段为石英砂填料，下段为颗粒催化剂填料，热解蒸汽进入进气口 8，以上进下出的方式经过颗粒床滤料层，经上段石英砂填料进行除尘脱灰处理，再通过下段催化剂颗粒床层进行焦油调质反应，经过反应器内的帽型气流分布板后从出气口 7排除，通过催化调质反应装置的热解煤气中的含灰量明显降低，同时经过催化剂催化裂解反应的焦油重质组分转为轻质组分，高温热解蒸汽达到了除灰和轻质化的同步处理。
[0033]实施例6
[0034]该催化调质反应装置可运用对气化气的同步调质，以促进气化气中焦油的完全裂解，提高燃气收率。裂解催化剂以Na、K、Ca、Mg的一种元素或两种以上元素的组成的化合物/混合物为主，其中上述元素的氧化物或碳酸盐为优选催化剂。以白云石(CaMg(CO3)2)催化剂为例，对一种碎煤加压气化炉产生的气化气利用所述装置进行催化调质，气化气进入热解蒸汽调质反应装置，通过催化反应器的进气管路7经帽结构的气流分布板3改变气化气流向，增加气化气与催化剂填料的接触时间，使气化气充分与催化剂发生催化裂解反应，同时气化气经过催化反应器中的催化剂颗粒床床层，进行了除灰的操作，可使气化气中的灰含量达到0.1%以下；若压力传感器9监测到压力迅速变化，说明管路可能堵塞，需及时进行疏通。气化气中焦油组分含量为3%，气化气经过催化裂解焦油组分降至0.1%，焦油组分催化裂解转化为燃气组分提高燃气收率约3%。
[0035]申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，包括颗粒床反应器(I)、外加热炉(2);反应器内气路具有呈正置的帽状结构的气流分布板(3)，颗粒床反应器具有催化剂进料口(4)，反应床下连接卸料口(5)和料斗￠)，气流分布板下方为进气口(7)，上方为出气口(8)，反应床进出气管路上安装有压力传感器(9);颗粒床反应器(I)外连接预热炉(11)。2.根据权利I所述用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，其特征在于催化剂进料口(4)在气流分布板的上方，卸料口(5)在气流分布板的下方。3.根据权利I所述用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，所述气流分布板(3)呈正置的帽状结构。4.根据权利I所述用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，所述高温热解蒸汽的进气口与催化调质后热解蒸汽出气口分别位于气流分布板的上、下两侧。5.根据权利I所述用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，反应器内部安装有压力传感器(9)。6.根据权利I所述用于热解炉外针对高温热解蒸汽催化调质的反应装置，其特征在于，颗粒床反应器(I)配有预热炉(11)。
【专利摘要】本发明涉及化工设备技术领域，提供了一种采用外加热的气-固反应装置，运用于对高温热解蒸汽的催化。所述装置主要由颗粒床反应器1和外加热炉2构成。反应器内有气流分布板3，呈正置的帽状结构。固体催化剂颗粒由催化反应器进料管4加入，使用后从卸料口5卸料，卸料口位于气流分布板的下端。气流分布板与催化器侧面的高温热解蒸汽进气口7相连接，高温热解蒸汽经进气口进入催化器后，经气流分布板后改变气流方向，进入颗粒催化层，经催化调质后，从顶部的出气口8排出。为便于操作，催化反应器可外接气体预热器，优选的接口位置在进气口管道上，利用三通阀相连接。
【IPC分类】C10G11/10, B01J8/02
【公开号】CN105170032
【申请号】
【发明人】李益, 吕兴梅, 韩鹏, 张锁江
【申请人】中国科学院过程工程研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月9日