一種煤低溫乾餾系統和方法
2023-08-04 14:47:31
一種煤低溫乾餾系統和方法
【專利摘要】本發明提供了一種煤低溫乾餾系統和方法，包括旋轉床乾餾單元，荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元，所述旋轉床乾餾單元依次連接荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元。本發明縮短了油氣在爐內停留時間，減少二次裂解反應，提高了焦油的產率。
【專利說明】一種煤低溫乾餾系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及乾餾技術，特別是涉及一種煤炭的低溫乾餾技術。
【背景技術】
[0002]目前，煤乾餾是指煤在隔絕空氣條件下加熱，受熱分解生成焦炭(半焦)、煤焦油、煤氣和熱解水的過程。煤的低溫乾餾是指採用較低的加熱終溫使煤發生熱解反應，一般認為低溫乾餾終溫為500-700°C。
[0003]煤的低溫乾餾按加熱方式分為內熱式和外熱式。傳統的乾餾爐多為外熱式，外熱式乾餾爐熱效率低，物料受熱不均勻，揮發產物二次裂解很嚴重。內熱式乾餾爐藉助熱載體與煤直接接觸把熱量直接傳給煤料，使煤發生熱解反應，具有加熱快、效率高、加熱均勻等特點。內熱式低溫乾餾雖克服了外熱式的不足和缺點，但內熱式乾餾多為高溫煙氣作熱載體，與煤換熱後的煙氣隨煤熱解產物一同採出乾餾爐混合在煤氣中，降低了煤氣的熱值和品質。其中專利CN101885973A中採用了乾餾淨煤氣作為熱載體，淨煤氣在乾餾爐外部經間壁換熱器加熱到450-900°C後，通入乾餾爐與煤直接接觸發生熱解反應，此工藝煤氣純度與外熱式工藝相當，熱值高，煤料受熱快速、均勻。但此工藝高溫淨煤氣是通過外部間壁換熱器加熱得到，與高溫煙氣作為熱載體相比，系統熱效率低。
[0004]一種輻射管和循環氣流綜合加熱的移動床乾餾爐(CN101712878B)介紹了乾餾爐採用輻射管方式加熱和循環氣流傳熱方式熱解，燃料煙氣走輻射管內，輻射管輻射加熱煤層，實現了煙氣與熱解煤氣的隔離，對流氣從爐膛的一端移出，從另一端移入，輸送的對流氣為含有熱解水、焦油和煤氣的混合介質，輸送對流氣的動設備為風機。此工藝採用含水、焦油、氣的粗煤氣作為循環對流氣，在循環管道和設備內存在粉塵、焦油冷凝等風險，對循環動設備要求苛刻，同時高溫蘭炭的餘熱沒有充分利用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是解決現有煤低溫乾餾技術中存在的部分問題，提供一種煤低溫乾餾系統和方法。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]一種煤低溫乾餾系統，包括旋轉床乾餾單元，荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元，所述旋轉床乾餾單元依次連接荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元，所述旋轉床乾餾單元的出焦口與煤氣幹熄焦單元的進焦口連接，所述旋轉床乾餾單元的氣體入口與煤氣幹熄焦單元的煤氣出口連接，所述煤氣幹熄焦單元採用滾筒幹熄焦裝置。
[0008]優選地，所述旋轉床乾餾單元設置有隔絕煙氣輻射管、布料板和布氣裝置。
[0009]優選地，所述隔絕煙氣輻射管設置在料層的上部、下部或上下部。
[0010]優選地，所述滾筒幹熄焦裝置的數量為1-5級，所述滾筒內設置有換熱構件。
[0011 ] 優選地，所述煤氣對流單元包括淨煤氣裝置和對流風機。
[0012]一種利用所述的系統對煤進行低溫乾餾的方法，其特徵在於，包括以下步驟:
[0013](I)破碎的原料煤進入旋轉床乾餾單元進行乾餾，蘭炭由爐側出料，高溫油、氣、熱解水由爐頂採出；
[0014](2)採出的高溫油、氣、熱解水經過荒煤氣洗滌、焦油捕集單元進行煤氣淨化和焦油收集，收集得到的焦油和淨煤氣為油、氣產品；淨煤氣通過煤氣對流單元的對流風機進入煤氣幹熄焦單元，作為蘭炭的冷卻介質；
[0015](3)幹熄焦後的高溫煤氣進入旋轉床乾餾單元，通過布氣裝置自下向上均勻穿過乾餾煤層，煤在高溫煤氣對流換熱和輻射管輻射加熱的作用下完成乾餾過程；
[0016](4)乾餾後的蘭炭經過煤氣幹熄焦單元冷卻後獲得產品蘭炭。
[0017] 優選地，所述步驟I中的爐膛溫度為500_700°C。
[0018]優選地，所述步驟3中幹熄焦後的高溫煤氣從位於旋轉床乾餾爐料層下面的爐膛進入旋轉床幹懼單元。
[0019]優選地，所述步驟4中通過調節滾筒幹熄焦裝置的滾筒轉速和氣體流速控制煤氣與蘭炭的接觸時間，確保熄焦後蘭炭溫度< 85°C。
[0020]本發明的有益效果:
[0021](1)乾餾單元採用隔絕煙氣輻射管加熱旋轉床乾餾爐裝置，從料層下面爐膛引入的高溫循環煤氣，自下向上穿過煤層對流換熱同時可快速把乾餾油氣產物攜出乾餾爐，縮短油氣爐內停留時間，減少二次裂解反應，提高了焦油的產率，焦油產率可達到格金試驗的90%以上；
[0022](2)與傳統的隔絕煙氣輻射管加熱旋轉床乾餾爐裝置比較，該乾餾方法採用了以隔絕煙氣輻射管輻射加熱為主，以高溫循環煤氣穿過煤層對流換熱為輔，實現了料層受熱快速均勻，乾餾時間為30-80min，提高了單臺乾餾爐處理量，產能提高可達33% ；
[0023](3)採用一級或多級密相滾筒幹熄焦裝置實現淨煤氣直接換熱，滾筒內部有構件，通過調節滾筒轉速和氣體流速控制換熱時間，蘭炭顯熱回收效率高，可達85%以上；
[0024](4)採用隔絕煙氣輻射管加熱旋轉床乾餾、循環淨煤氣幹熄焦、高溫循環煤氣對流換熱工藝耦合，直接回收乾餾固體產品蘭炭顯熱用於為煤乾餾供熱，降低了乾餾系統能耗，平均乾餾噸煤節能15%以上；
[0025](5)採用淨煤氣循環對流換熱，乾餾產品氣中沒有外部雜質氣體稀釋，乾餾煤氣熱值高，煤氣熱值> 5000kcal/Nm3 ；
[0026](6)採用循環淨煤氣為煤熱解對流氣，降低風機動設備的選型難度；
[0027](7)採用降溫後的淨煤氣熄焦換熱，換熱後高溫淨煤氣對流熱解原煤，能夠回收的用於熱解單元的高溫蘭炭顯熱佔總燃氣能耗9%以上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是一種煤低溫乾餾系統流程圖；
[0029]1、旋轉床乾餾單元；2、荒煤氣洗滌、焦油捕集單元；3、煤氣對流單元；4、煤氣幹熄焦單元。
【具體實施方式】
[0030]為了更好地說明本發明，下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0031]如圖1所述本發明包括旋轉床乾餾單元1，荒煤氣洗滌、焦油捕集單元2，煤氣對流單元3和煤氣幹熄焦單元4，所述旋轉床乾餾單元I依次連接荒煤氣洗滌、焦油捕集單元2，煤氣對流單元3和煤氣幹熄焦單元4。
[0032]所述旋轉床乾餾單元I設置有隔絕煙氣輻射管、布料板和布氣裝置。所述隔絕煙氣輻射管設置在料層的上部、下部或上下部，以下部布置為最優，因為上部沒有輻射管會減少油氣的二次裂解反應。所述煤氣幹熄焦單元4採用滾筒幹熄焦裝置。所述滾筒幹熄焦裝置的數量為1-5級，確保熄焦後蘭炭溫度< 85°C，以3級熄焦為最優。所述滾筒內設置有換熱構件。所述煤氣對流單元包括淨煤氣裝置和對流風機。
[0033]實施例:
[0034]旋轉床乾餾單元採用隔絕煙氣輻射管加熱旋轉床乾餾爐，處理規模100萬噸/年，以熱解長焰煤為例。
[0035](I)破碎的原料煤進入旋轉床乾餾單元，乾餾條件為終溫650°C，布料厚度180mm，旋轉一周的反應時間90min，650°C蘭炭從爐側採出，650°C油氣從爐頂採出，爐頂採出高溫油、氣、水35.1萬噸/年。
[0036] (2)採出的高溫油、氣、水經過煤氣洗滌、焦油捕集單元進行煤氣淨化和收集焦油，煤氣和焦油溫度降至30°C，循環淨煤氣通過對流風機引入煤氣幹熄焦單元，作為蘭炭的冷卻介質，收集得到的焦油和淨煤氣為油、氣產品，獲得焦油產品10.8萬噸，煤氣產品14.24萬噸，並最終獲得蘭炭產品64.9萬噸。幹熄焦單元以3級熄焦為例，一級幹熄焦蘭炭入口溫度為650°C，蘭炭出口溫度為550°C，煤氣入口溫度為400°C，煤氣出口溫度為620°C;二級幹熄焦蘭炭入口溫度為550°C，蘭炭出口溫度為300°C，煤氣入口溫度為250°C，煤氣出口溫度為400°C ;三級幹熄焦蘭炭入口溫度為300°C，蘭炭出口溫度為≤85°C，煤氣入口溫度為25°C，煤氣出口溫度為250°C。
[0037](3)冷煤氣熄焦循環比為0.75，採用降溫後的淨煤氣熄焦換熱(煤氣幹熄焦單元熱回收效率達到60% )，換熱後高溫淨煤氣對流熱解原煤，能夠回收的用於熱解單元的高溫蘭炭顯熱佔總燃氣能耗13.6%。
[0038](4)幹熄焦後的高溫循環煤氣通過煤氣對流單元的對流風機的作用，由位於旋轉床乾餾爐的料層下面的爐膛進入，通過布氣裝置自下而上均勻穿過乾餾煤層，實現與煤層的對流換熱，同時快速把乾餾油氣產物攜出乾餾爐，煤在高溫循環煤氣對流換熱和輻射管輻射加熱的作用下完成煤乾餾過程。
[0039]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應該涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種煤低溫乾餾系統，其特徵在於，包括旋轉床乾餾單元，荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元，所述旋轉床乾餾單元依次連接荒煤氣洗滌、焦油捕集單元，煤氣對流單元和煤氣幹熄焦單元，所述旋轉床乾餾單元的出焦口與煤氣幹熄焦單元的進焦口連接，所述旋轉床乾餾單元的氣體入口與煤氣幹熄焦單元的煤氣出口連接，所述煤氣幹熄焦單元採用滾筒幹熄焦裝置。
2.根據權利要求1所述的煤低溫乾餾系統，其特徵在於，所述旋轉床乾餾單元設置有隔絕煙氣輻射管、布料板和布氣裝置。
3.根據權利要求2所述的煤低溫乾餾系統，其特徵在於，所述隔絕煙氣輻射管設置在料層的上部、下部或上下部。
4.根據權利要求1所述的煤低溫乾餾系統，其特徵在於，所述滾筒幹熄焦裝置的數量為1-5級,所述滾筒內設置有換熱構件。
5.一種利用權利要求1-4任一所述的系統對煤進行低溫乾餾的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)破碎的原料煤進入旋轉床乾餾單元進行乾餾，蘭炭由爐側出料，高溫油、氣、熱解水由爐頂採出； (2)採出的高溫油、氣、熱解水經過荒煤氣洗滌、焦油捕集單元進行煤氣淨化和焦油收集，收集得到的焦油和淨煤氣為油、氣產品；淨煤氣通過煤氣對流單元的對流風機進入煤氣幹熄焦單元，作為蘭炭的冷卻介質； (3)幹熄焦後的高溫煤氣進入旋轉床乾餾單元，通過布氣裝置自下向上均勻穿過乾餾煤層，煤在高溫煤氣對流換熱和輻射管輻射加熱的作用下完成乾餾過程； (4)乾餾後的蘭炭經過煤氣幹熄焦單元冷卻後獲得產品蘭炭。
6.根據權利要求5所述的煤低溫乾餾的方法，其特徵在於，所述步驟I中的爐膛溫度為500-700。。。
7.根據權利要求5所述的煤低溫乾餾的方法，其特徵在於，所述步驟3中幹熄焦後的高溫煤氣從位於旋轉床乾餾爐料層下面的爐膛進入旋轉床乾餾單元。
8.根據權利要求5所述的煤低溫乾餾的方法，其特徵在於，所述步驟4中通過調節滾筒幹熄焦裝置的滾筒轉速和氣體流速控制煤氣與蘭炭的接觸時間，確保熄焦後蘭炭溫度(85。。。
【文檔編號】C10B53/00GK104178186SQ201410455153
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】吳道洪, 郭啟海, 丁力 申請人:北京神霧環境能源科技集團股份有限公司