碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法。该热解系统包括热解器、粒度分级器、分料仓、旋风分离器、小料斗、大料斗和出料管；热解器、分料仓、小料斗和大料斗密封连接，小料斗和大料斗连接在分料仓的下方；将粒度分级器连接在热解器的出口并设置在分料仓内；将旋风分离器设置在分料仓内，用于将热解器排出的热解气分离得到固体颗粒和净化的热解气。所述装置包括上述热解系统，采用所述方法得到焦油的产率高、质量高，煤气中有效成分高且热值高，半焦收率提高，整体能效高,而且装置可以长周期运行。

【技术实现步骤摘要】
碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法
本专利技术涉及一种碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法，具体地，涉及一种碎煤热解的热解系统，包括该热解系统的碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置和在该装置上进行碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的方法。
技术介绍
目前国内拥有大量廉价碎煤资源，急待高效、清洁转化利用，尽管国内外已经开展了相关研究工作多年，但是至今尚没有一种成熟技术可供利用。目前，碎煤热解技术以固体热载体为主，大多采用移动床或流化床热解反应器。通过大量的调研和分析表明，目前制约固体热载体碎煤热解技术实现工业化应用的主要技术问题有1)如何控制和降低热解系统中粉尘生成量，降低焦油中粉尘含量，提高系统长周期运转性能；2)如何实现热载体与煤的高效均匀混合，保证热解温度均匀，提高热解焦油产率。CN101608125B公开了一种煤热解提质方法，该方法包括以下步骤：(a)将粒度≤30mm的原料煤送入回转干燥器中，使其与热烟道气并流接触、直接换热；与此同时，所述原料煤在回转干燥器中与来自热解器的热半焦间接换热，从而实现原料煤的干燥；(b)干燥后的原料煤与来自加热回转窑的高温半焦混合后送入热解器中，所述煤料与高温半焦直接换热并发生热解，生成热半焦、焦油蒸汽和煤气，最终热解温度为500℃-700℃；(c)所生成的热半焦一部分送至加热回转窑进行升温处理，其余的热半焦送至回转干燥器用于与原料煤间接换热。该方法的不足在于：热解过程产生的热解气要运送到热解器以外的除尘装置中进行除尘，不可避免由于环境温度的降低，热解气中的焦油蒸汽冷凝，既影响管线的通畅又使焦油产率降低；热解器为移动床热解器，难以保证干燥煤与半焦热载体均匀混合，单台装置处理能力受限，生产效率低；回转干燥器中用热半焦与原料煤直接逆流接触换热、热烟气与原料煤并流接触换热以完成原料煤的干燥和热半焦的冷却，双套筒回转干燥器的制造复杂而且操作时不易控制；另外，以自产煤气作为系统的热源，将高价值的煤气直接烧掉，降低了系统的经济性。CN103074095A公开了一种煤热解系统，其包括：干燥回转窑用以干燥原料煤，获得干燥物料；热解回转窑用以热解由干燥回转窑形成的干燥物料获取热半焦；加热回转窑用以将由热解回转窑形成的第一部分热半焦加热回流；冷却装置用以冷却由热解回转窑形成的第二部分热半焦，获得产品半焦。该方法的不足是：从热解回转窑排出的热解气没有经过分离其中的粉尘，就进入尾气处理系统，使得到的焦油中粉尘含量高，降低了焦油的质量；以自产煤气作为系统的热源，将高价值的煤气直接烧掉，降低了系统的经济性；另外，回转窑干燥过程采用并流直接接触干燥，煤的干燥温度较低，这会导致半焦热载体用量的增加，相应系统负荷增加。由此可见，现有技术存在焦油产品中粉尘含量高，煤气产品浪费的问题，另外焦油易在管道内冷凝影响装置的长周期平稳运行。为了生产高质量的焦油，并获得有效成分高的煤气产品，提高装置的长周期运转性能，需要减少碎煤热解过程中产生的粉尘量，对热解气进行有效的高温除尘，同时需要提高碎煤生产半焦、焦油和煤气过程的能效的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述缺陷，提供碎煤热解的热解系统和碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置及方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种碎煤热解的热解系统，该热解系统1设有干燥煤入口、半焦热载体入口、热解气出口、小粒度热半焦出口和大粒度半焦出口；其中，该热解系统1包括热解器101、粒度分级器102、分料仓103、旋风分离器104、小料斗105、大料斗106和出料管107；热解器101、分料仓103、小料斗105和大料斗106密封连接，小料斗105和大料斗106连接在分料仓103的下方，并分别与热解系统1的小粒度热半焦出口和大粒度热半焦出口连接；将粒度分级器102连接在热解器101的出口并设置在分料仓103内，用于将热解器101排出的热半焦筛分为小粒度热半焦和大粒度热半焦，并分别装入小料斗105和大料斗106；将旋风分离器104设置在分料仓103内，用于将热解器101排出的热解气分离得到固体颗粒和净化的热解气，所述净化的热解气从热解系统1的热解气出口排出；将出料管107连接旋风分离器104的颗粒出口和小料斗105，用于将所述固体颗粒与小粒度热半焦混合。本专利技术还提供一种碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置，该装置包括：回转窑干燥器2、热解系统1、回转窑加热器3、焦油回收装置4和半焦冷却装置5，其中，热解系统1为本专利技术提供的碎煤热解的热解系统；回转窑干燥器2设置有原料煤入口、干燥煤出口、热风入口和尾气出口，热解系统1设置有干燥煤入口、半焦热载体入口、热解气出口、小粒度热半焦出口和大粒度热半焦出口，回转窑加热器3设置有高温烟气入口、热烟气出口、大粒度热半焦入口和半焦热载体出口，焦油回收装置4设置有热解气入口、煤气出口和焦油出口，半焦冷却装置5设置有小粒度热半焦入口和半焦出口；回转窑干燥器2的干燥煤出口与热解系统1的干燥煤入口连接，回转窑加热器3的半焦热载体出口与热解系统1的半焦热载体入口连接，热解系统1的热解气出口与焦油回收装置4的热解气入口连接，热解系统1的小粒度热半焦出口与半焦冷却装置5的热半焦入口连接，热解系统1的大粒度热半焦出口与回转窑加热器3的热半焦入口连接。本专利技术还提供了一种碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的方法，该方法包括：(A)在干燥条件下，将粒度为25mm以下的原料煤进行干燥，得到干燥煤；(B)在热解条件下，将所述干燥煤和半焦热载体在热解系统1内直接接触进行热解，且于所述热解系统1内，将热解产生的固态产物不经过任何形式的降温而直接筛分得到小粒度热半焦、大粒度热半焦，在所述固态产物产生的高温热场中，将热解产生的气态产物经除尘得到净化的热解气；其中，所述小粒度热半焦进行冷却得到半焦；所述半焦热载体通过将所述大粒度热半焦进行加热得到；(C)在焦油回收条件下，将所述净化的热解气进行冷凝分离得到煤气和焦油。本专利技术提供的碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的热解系统、装置及方法中，通过将热半焦进行筛分，只将大粒度热半焦加热成为半焦热载体，可以避免小粒度热半焦易碎而增加粉尘的产生量；热解气在热解系统内设置的旋风分离器的作用下，可以保证热解气在热半焦提供的高温热场下进行除尘，不仅有效地实现除尘，回收热解气中的颗粒与小粒度热半焦一起作为半焦产品，提高半焦收率；而且避免了热解气中的焦油冷凝，可以减少对管线的堵塞，有利于装置的长周期运行，同时也提高了焦油产品的产率和品质。本专利技术生产的煤气产品中有效成分高且热值高。此外，本专利技术提供的干燥过程中，将热风与原料煤逆流直接接触，也可以帮助将原料煤中的粉尘除去，避免带入热解产物中。本专利技术中，将大粒度热半焦通过机械提升器转移也可以减少热半焦的碰撞产生粉尘，可以减少半焦热载体中的粉尘量，最终也可以帮助减少热解气中粉尘，减少进入焦油产品的粉尘量，提高焦油产品的质量。另一方面，本专利技术利用余热锅炉和热风炉将干燥过程和加热过程产生的尾气或烟气再利用，热风与原料煤逆流接触干燥，以及利用热半焦的高温热场保证热解气高温除尘，也可以有效地提高了本方法和装置的整体能效。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碎煤热解的热解系统，该热解系统(1)设有干燥煤入口、半焦热载体入口、热解气出口、小粒度热半焦出口和大粒度半焦出口；其特征在于，该热解系统(1)包括热解器(101)、粒度分级器(102)、分料仓(103)、旋风分离器(104)、小料斗(105)、大料斗(106)和出料管(107)；热解器(101)、分料仓(103)、小料斗(105)和大料斗(106)密封连接，小料斗(105)和大料斗(106)连接在分料仓(103)的下方，并分别与热解系统(1)的小粒度热半焦出口和大粒度热半焦出口连接；将粒度分级器(102)连接在热解器(101)的出口并设置在分料仓(103)内，用于将热解器(101)排出的热半焦筛分为小粒度热半焦和大粒度热半焦，并分别装入小料斗(105)和大料斗(106)；将旋风分离器(104)设置在分料仓(103)内，用于将热解器(101)排出的热解气分离得到固体颗粒和净化的热解气，所述净化的热解气从热解系统(1)的热解气出口排出；将出料管(107)连接旋风分离器(104)的颗粒出口和小料斗(105)，用于将所述固体颗粒与小粒度热半焦混合。

【技术特征摘要】
1.一种碎煤热解的热解系统，该热解系统(1)设有干燥煤入口、半焦热载体入口、热解气出口、小粒度热半焦出口和大粒度半焦出口；其特征在于，该热解系统(1)包括热解器(101)、粒度分级器(102)、分料仓(103)、旋风分离器(104)、小料斗(105)、大料斗(106)和出料管(107)；热解器(101)、分料仓(103)、小料斗(105)和大料斗(106)密封连接，小料斗(105)和大料斗(106)连接在分料仓(103)的下方，并分别与热解系统(1)的小粒度热半焦出口和大粒度热半焦出口连接；将粒度分级器(102)连接在热解器(101)的出口并设置在分料仓(103)内，用于将热解器(101)排出的热半焦筛分为小粒度热半焦和大粒度热半焦，并分别装入小料斗(105)和大料斗(106)；将旋风分离器(104)设置在分料仓(103)内，用于将热解器(101)排出的热解气分离得到固体颗粒和净化的热解气，所述净化的热解气从热解系统(1)的热解气出口排出；将出料管(107)连接旋风分离器(104)的颗粒出口和小料斗(105)，用于将所述固体颗粒与小粒度热半焦混合。2.根据权利要求1所述的系统，其中，热解器(101)为回转窑热解器，粒度分级器(102)为回转窑筛分器，所述回转窑筛分器由所述回转窑热解器的转动机构带动转动。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，将旋风分离器(104)设置在粒度分级器(102)的出口上方。4.一种碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的装置，该装置包括：热解系统(1)、回转窑干燥器(2)、回转窑加热器(3)、焦油回收装置(4)和半焦冷却装置(5)，其特征在于，热解系统(1)为权利要求1-3中任意一项所述的碎煤热解的热解系统；回转窑干燥器(2)设置有原料煤入口、干燥煤出口、热风入口和尾气出口，热解系统(1)设置有干燥煤入口、半焦热载体入口、热解气出口、小粒度热半焦出口和大粒度热半焦出口，回转窑加热器(3)设置有高温烟气入口、热烟气出口、大粒度热半焦入口和半焦热载体出口，焦油回收装置(4)设置有热解气入口、煤气出口和焦油出口，半焦冷却装置(5)设置有小粒度热半焦入口和半焦出口；回转窑干燥器(2)的干燥煤出口与热解系统(1)的干燥煤入口连接，回转窑加热器(3)的半焦热载体出口与热解系统(1)的半焦热载体入口连接，热解系统(1)的热解气出口与焦油回收装置(4)的热解气入口连接，热解系统(1)的小粒度热半焦出口与半焦冷却装置(5)的热半焦入口连接，热解系统(1)的大粒度热半焦出口与回转窑加热器(3)的热半焦入口连接。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述装置还包括：尾气除尘装置(6)、余热锅炉(7)、热风炉(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科，翁力，门卓武，李初福，陈爱国，王向辉，刘书贤，高鹏，许明，李晓峰，张晓方，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11