雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝的製作方法

2023-12-02 00:36:06

專利名稱：雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤化工技術領域的一種用氣體載熱體快速加熱煤粉而後維溫、成型製取型煤或型焦的熱壓成型工藝，即雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝。
氣體載熱體加熱粉煤熱壓成型工藝是將具有一定粘結性的煤料，用熱廢氣作為載熱體快速加熱到該煤料的塑性溫度區間的某一溫度段，然後經過維溫若干分鐘，粉煤快速熱分解產生類似瀝青質的膠質體而呈塑性狀態，隨即熱壓成型製得型煤。若將型煤炭化即得型焦。開發這類的粉煤熱壓成型工藝有，前蘇聯的俄羅斯、烏克蘭和中國，而且已發展到可運用到工業生產的水平。
以往開發這類工藝都是採用單廢氣循環直立管加熱煤粉的工藝。
前蘇聯最後開發的IGI粉煤熱壓成型工藝，是採用串聯四根直立管的氣體載熱體快速加熱粉煤熱壓成型工藝。該工藝是用履帶式維溫成型機將加熱後煤粉壓製出型煤。型煤經外熱式豎爐炭化成型焦。
1957年以來，我國的氣體載熱體快速加熱煤粉的熱壓成型工藝的開發歷程在《中國冶金百科全書》煉焦化工分冊P338-342的熱壓型焦工藝條題上做了專述，在中國專利ZL98114008.4，「粉煤熱壓成型工藝」，兩並兩串四根直立管快速加熱煤粉的熱壓成型工藝中作了詳述。
這類單循環廢氣的直立管快速加熱煤粉的工藝中，需排出的多餘廢氣中含有煤輕度熱分解出的CO、H2、CH4以及其他烴類氣體和少量霧狀焦油、NH3等。這種被汙染的多餘廢氣的熱值很低，並與煤料的揮發份及加熱煤的終溫有關，其值為200～400kcal/Nm3(溼態)是不能燃燒的，直接排放則汙染大氣。這是必需解決的關鍵問題。
前蘇聯的解決措施是採用熱催化燃燒工藝，另需補給煤氣及空氣將多餘廢氣中的可燃物燒掉，使之達到排放標準。因此，需另設廢氣淨化車間增加投資、能耗、操作費用和生產成本。
我國開發的氣體載熱體加熱煤粉的熱壓成型工藝，至今未解決此難題，它阻礙著這項新工藝技術的推廣和發展。
本發明的目的是提供一種雙廢氣循環的直立管快速加熱煤粉的熱壓成型工藝，形成兩部分多餘廢氣，其中一部分不被汙染的廢氣可直接排放，另一部分混有煤熱解氣的廢氣成為低熱值燃氣。
本發明的技術內容敘述於下雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝，它是煤粉經過煤鬥、螺旋給料機、乾燥管、旋風分離器、1級預熱管、旋風分離器、2級預熱管、旋風分離器、快速加熱管、維溫機、對輥壓球機壓制型煤、熱燜罐的熱壓成型工藝，其特徵在於將四根直立管中的煤粉乾燥管和加熱管，串聯成一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統，1級預熱管和2級預熱管串聯成另一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統。
它與以往的單廢氣循環直立管加熱煤粉的工藝相比，在相同的加熱煤量和類似的煤質條件下，排出多餘的廢氣總量相差不大。所不同的是，本工藝是將需排出的多餘廢氣分為兩部分第一部分為被煤熱解物汙染的廢氣(約佔40～50％)，另一部分為無煤熱解物汙染的廢氣(約佔60～50％)。顯然，煤的熱解物被富集於第一部分的多餘廢氣中，故其熱值相應提高一倍多。這部分100～130℃多餘廢氣中含有大量水蒸汽，再經間接冷卻到40～45℃將廢氣中過飽和水蒸汽冷凝排出，使多餘廢氣體積減少40％，從而使其熱值再提高50～60％。在本工藝中，使用的煤料，應符合粘結指數G≥20或膠質層厚度y≥5mm的煤質要求。在多餘廢氣中摻入維溫及熱型煤熱燜過程獲得的高熱值煤氣使之成為低熱值煤氣作為燃氣使用或供燃燒後排放。
此外，雙廢氣循環的粉煤加熱工藝與單廢氣循環的粉煤加熱工藝相比，系統阻力小亦為一優點，減少了工程投資。


圖1為雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝流程圖。
下面結合工藝流程圖詳細敘述實施例。如圖1所示，本發明的工藝是，煤粉經過煤鬥13、螺旋給料機14、乾燥管1、旋風分離器5、1級預熱管2、旋風分離器6、2級預熱管3、旋風分離器7、快速加熱管4、旋風分離器8、維溫機15、對輥壓球機16壓制型煤、熱燜罐19的熱壓成型工藝。將四根直立管中的煤粉乾燥管1和加熱管4，串聯成一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統，1級預熱管2和2級預熱管3串聯成另一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統。
在1級預熱管2和2級預熱管3加熱系統內，預熱煤粉的熱源是煤氣。煤氣與空氣送入燃燒爐17燃燒成高溫廢氣，經系統內的循環廢氣調到550～650℃，廢氣作為氣體載熱體進入2級預熱管3，將送入管內的由2級直立管預熱後的煤粉進行二次載流預熱，預熱煤溫控制在比煤料的軟化溫度低20～40℃。這部分未熱解的預熱煤經旋風分離器7分離後，通過格子鎖氣給料機9，送入加熱管4。旋風分離器7出口的熱廢氣進入1級預熱管2，將送入管內的煤粉經預熱管2後經旋風分離器6，分離並通過格子鎖氣給料機9的預熱煤送入2級預熱管3，其出口的廢氣帶出的細煤粉經旋風分離器10分離，並經格子鎖氣給料機9也進入煤粉加熱管4。旋風分離器10出口的廢氣進入間接冷卻器12冷卻到100～150℃後，抽入廢氣循環風機20，大部分廢氣經管a送入燃燒爐17去調控熱廢氣溫度；另一部分是系統內的多餘廢氣，因其中無煤的熱解物質經管A送入煙囪排放。
在煤粉乾燥管1和加熱管4系統內，加熱及乾燥煤粉的熱源也是煤氣。煤氣與空氣送入燃燒爐18燃燒成高溫廢氣，經系統內的循環廢氣調到550～600℃的廢氣，作為氣體載熱體進入加熱管4，將送入管內的預熱煤載流加熱，快速加熱後的煤粉溫度為430～460℃，已有煤的熱分解出初焦油氣及可燃氣體混入熱廢氣中。加熱到終溫的煤粉在旋風分離器8分離下來通過格子鎖氣排料機9送入維溫機15，經維溫1～4分鐘後進入對輥壓球機16壓成型煤連續地送入熱燜罐19，熱燜2～4小時，排出後，冷卻之即得型煤。如型煤送入炭化爐炭化即得型焦。旋風分離器8出口的熱廢氣則送入煤粉乾燥管1作為熱源，將螺旋給煤機14送入的溼煤快速乾燥，經旋風分離器5及11將乾燥煤分離下來，經格子鎖氣排料機9送入1級預熱管2。旋風分離器11出來的廢氣抽入廢氣循環風機22，大部分作為循環廢氣經b管入燃燒爐18調溫完成廢氣循環。另一部分多餘廢氣經冷卻器21及B管送出。
由於煤粉加熱管4是將煤粉加熱到塑性溫度區間，高於其軟化溫度，煤粉已開始激烈熱分解，有相當數量的熱解煤氣及初焦油氣混入廢氣中，在煤粉乾燥管1內由於廢氣溫度驟降，初焦油氣凝成焦油霧大部分被煤粉及煤塵捕集而除去，使循環廢氣中焦油霧含量降到對系統的運行不為害的程度。但由管B排出的廢氣中含有可燃氣體的CH4、H2、CO、NH3烴類氣體以及少量焦油霧等汙染物，是不能直接排放的。
在使用煤的煤質和數量相同的條件下，就工藝過程中多餘廢氣量而言，單廢氣循環的粉煤加熱工藝和本工藝即雙廢氣循環的粉煤加熱工藝是基本上相當的，所不同的是單廢氣循環的粉煤加熱工藝的多餘廢氣量全部被汙染而且熱值低，要達到標排放的處理費用相當大。而本工藝則將多餘廢氣總量分為兩部分一部分基本上無煤熱解產物的汙染，而另一部分(＜50％)多餘廢氣量富集了煤的熱解產物於其中，使其熱值高出一倍多，那就易於處理了。
本工藝處理多餘廢氣的技術措施是將由風機22排入管道B的100～130℃多餘廢氣，經間接冷卻器21冷卻到40～45℃，使廢氣中的過飽和水蒸汽冷凝成水，而使廢氣量又減少35～40％，使廢氣的熱值再提高約60％。如經處理後的廢氣熱值仍達不到燃燒要求的，則將由管道C導出的高熱值維溫煤氣(5500～6000kcal/Nm3)或經淨化後的維溫煤氣摻入其中，提高其熱值使成為低熱值煤氣。
權利要求
1.雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝，它是煤粉經過煤鬥、螺旋給料機、乾燥管、旋風分離器、1級預熱管、旋風分離器、2級預熱管、旋風分離器、快速加熱管、維溫機、對輥壓球機壓制型煤、熱燜罐的熱壓成型工藝，其特徵在於將四根直立管中的煤粉乾燥管和加熱管，串聯成一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統，1級預熱管和2級預熱管串聯成另一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統。
2.根據權利要求1所述的雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝，其特徵在於在1級預熱管2和2級預熱管3加熱系統內，預熱煤粉的熱源是煤氣；煤氣與空氣送入燃燒爐17燃燒成高溫廢氣，經系統內的循環廢氣調到550～650℃，廢氣作為氣體載熱體進入2級預熱管3，將送入管內的由2級直立管預熱後的煤粉進行二次載流預熱，預熱煤溫控制在比煤料的軟化溫度低20～40℃；這部分未熱解的預熱煤經旋風分離器7分離後，通過格子鎖氣給料機9，送入加熱管4旋風分離器7出口的熱廢氣進入1級預熱管2，將送入管內的煤粉經預熱管2後經旋風分離器6，分離並通過格子鎖氣給料機9的預熱煤送入2級預熱管3，其出口的廢氣帶出的細煤粉經旋風分離器10分離，並經格子鎖氣給料機9也進入煤粉加熱管4，旋風分離器10出口的廢氣進入間接冷卻器12，冷卻到100～150℃後，抽入廢氣循環風機20，大部分廢氣經管a送入燃燒爐17去調控熱廢氣溫度；另一部分是系統內的多餘廢氣，因其中無煤的熱解物質經管A送入煙囪排放。
3.根據權利要求1所述的雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝，其特徵在於在煤粉乾燥管1和加熱管4系統內，加熱及乾燥煤粉的熱源也是煤氣；煤氣與空氣送入燃燒爐18燃燒成高溫廢氣，經系統內的循環廢氣調到550～600℃的廢氣，作為氣體載熱體進入加熱管4，將送入管內的預熱煤載流加熱，快速加熱後的煤粉溫度為430～460℃，已有煤的熱分解出初焦油氣及可燃氣體混入熱廢氣中；加熱到終溫的煤粉在旋風分離器8分離下來通過格子鎖氣排料機9送入維溫機15，經維溫1～4分鐘後進入對輥壓球機16壓成型煤連續地送入熱燜罐19，熱燜2～4小時，排出後，冷卻之即得型煤；旋風分離器8出口的熱廢氣則送入煤粉乾燥管1作為熱源，將螺旋給煤機14送入的溼煤快速乾燥，經旋風分離器5及11將乾燥煤分離下來，經格子鎖氣排料機9送入1級預熱管2；旋風分離器11出來的廢氣抽入廢氣循環風機22，大部分作為循環廢氣經b管入燃燒爐18調溫完成廢氣循環；另一部分多餘廢氣經冷卻器21及B管送出。
全文摘要
本發明公開了雙廢氣循環直立管加熱的粉煤熱壓成型工藝,其特徵是,將四根直立管中的煤粉乾燥管和加熱管,串聯成一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統,1級預熱管和2級預熱管串聯成另一個單獨的廢氣循環的粉煤加熱系統。雙廢氣循環的粉煤加熱工藝與單廢氣循環的粉煤加熱工藝相比,廢氣可以無汙染的排放,系統阻力小,減少了工程投資。
文檔編號C10L5/00GK1339555SQ0011079
公開日2002年3月13日 申請日期2000年8月18日 優先權日2000年8月18日
發明者李竹君 申請人:李竹君