一种循环流化床热灰分配装置及循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种循环流化床热灰分配装置及循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，包括沿热灰前进方向依次设置的循环流化床、旋风除尘器、固体热载体干馏机，所述循环流化床烟气出口连接旋风除尘器进口，旋风除尘器灰尘出口连接热灰分配装置的接收口，所述热灰分配装置的循环出口通过返料装置连接循环流化床密相区；主要解决了工艺过程中循环灰的调节分配问题以及循环流化床锅炉系统与回转窑干馏系统之间存在的相互干扰问题，提高了工艺过程的稳定性，不仅可利用循环流化床锅炉热灰的热量进行固体热载体内热式干馏，还可有效利用锅炉热烟气中的热量进行气体热载体外热式干馏，多余的热烟气经余热回收还可副产蒸汽和中压蒸汽，系统的安全性较高，能量利用率较高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于能源化工
，具体涉及一种循环流化床热灰分配装置及将循环流化床燃烧和回转窑热解相结合将煤、油页岩等含碳物料进行低温干馏的工艺系统。
技术介绍
煤低温干馏是煤的干馏方法之一，具体是指在较低的加热终温（500~600℃）并隔绝空气的条件下，使煤受热分解为半焦、低温煤焦油、煤气和热解水的过程。按加热方式的不同，工业上低温干馏的方法主要分为外热式、内热式及内外混合式三种。按热载体形式的不同，可分为气体热载体、固体热载体和气-固热载体三种。就加热方式而言，外热式干馏技术热载体和煤不直接接触，热效率低，且存在传热不均衡现象。而内热式干馏技术热载体和原料直接接触，热效率高，传热均衡，原料升温迅速，热解时间短，焦油二次裂解少，油收率高。但在干馏过程中，由于大量热载体的导入，存在设备运行负荷大，干馏效率低的缺点。就热载体形式而言，气体热载体干馏具有内热式和外热式两种工艺。内热式气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧产生的热烟气直接引入热解炉中，但热解的同时使热解煤气大幅度稀释，无法获得品质较高的煤气产品，且系统除尘负荷较大。固体热载体干馏以物料之间直接混合为换热方式，换热效率高，煤气品质好，受到了领域内的极大关注。一般来说，气体热载体适用于外热式低温干馏，固体热载体适用于内热式低温干馏。目前，固体热载体热解技术又可分为系统内热载体和外来热载体两种，顾名思义，系统内热载体技术以工艺中产生的物质作为热载体，常用的有循环灰和半焦，而外来热载体技术所需的热载体由系统外提供，常用的有高温陶瓷球。相比之下，采用系统内热解产物作为热载体时，可以充分利用系统产生的高温热量，不需要额外添加固固分离装置，系统设备简单，投资少，能量利用效率高，并且不用担心热载体的损耗问题。另外，采用系统内热载体对热解煤种的适应性也更强，具有较好的实用性。以系统内固体热载体为热源的干馏技术通常又可分为以流化床为基础的干馏技术和以移动床为基础的干馏技术等。其中，流化床技术作为一种高效洁净的煤燃烧技术，具有其独特的优点。首先，流化床锅炉燃烧温度为900℃左右，氮氧化物排放量低。在燃烧的同时可实现炉内脱硫，脱硫的运行费用低且效率高。其次，流化床锅炉对不同煤种的适应范围广，尤其对低热值劣质煤同样具有很好的适应性。另外，流化床锅炉产生的灰渣含碳量低，无灰渣污染，且燃烧负荷的可调节弹性大，已在电站锅炉、工业锅炉、废弃物处理等领域得到广泛应用。在干馏炉方面，现有干馏炉按照炉型分为固定床干馏炉、流化床干馏炉、回转窑干馏炉和气燃式干馏炉四大类。其中，回转窑干馏炉，原料尺寸的适应性强，适应不同种类的含碳物料。窑体的回转可使含碳物料充分混合并不断破碎，传热传质效率高，热解充分。仅通过回转窑转速和倾角便可灵活调节含碳物料在窑内的停留时间、混合强度及处理量，热解反应程度容易控制，具有广阔的应用前景。此外，回转窑可适应多种加热方式，具有很好的嵌入性，可与气体热载体法和固体热载体法联合开发干馏工艺。本专利通过将循环流化床锅炉和回转窑干馏系统相结合，利用锅炉产生的热灰和热烟气作为热载体进行低温干馏，既包括了气体热载体外热式的干馏技术，同时又包括了固体热载体内热式的干馏技术，并且在内热式固体热载体干馏当中，采用系统本身的热灰作为系统内热载体使用，将低温干馏领域多种优势干馏方法有机结合，充分挖掘各技术优势，同时引入蒸汽、发电多联产工艺，在煤、油页岩等含碳物料的清洁利用领域具有广阔的发展前景。专利CN102533296A公开了一种油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺，将回转窑干馏炉与循环流化床有机结合，油页岩颗粒与来自循环流化床锅炉的热循环灰及部分循环流化床锅炉底灰混合送入回转窑干馏制取页岩油和干馏煤气。现有相关技术存在的缺陷（1）现有技术页岩灰收集槽通过卸料阀实现热灰的分配。首先，由于锅炉的燃烧状况是存在波动的，循环灰的灰量也存在波动，即页岩灰收集槽的进灰量是存在波动的。其次，由于灰温存在波动，干馏机的进灰量需要相应的调节，才能保证干馏产品品质的稳定性。再次，换热器中进锅炉空气温度影响锅炉的燃烧状况，其温度也需由灰量和灰温来调节。最后，返料装置中的返料量影响锅炉的燃烧状况。综上可以看出，由于页岩灰收集槽中入灰量和出灰量存在多种不确定性，单纯用一个料仓来调节，工艺稳定性较差，若料仓中热灰过少，影响干馏机等设备的稳定运行。料位过高将影响旋风的正常运行，进而影响锅炉的稳定燃烧。而在实际的生产过程中，料仓内的料位应保持稳定，不能存在一直变化的趋势。（2）干馏系统的热解半焦直接由半焦收集槽或者气固分离装置通入锅炉中，一方面没有调节下料量的装置，干馏机下料量的波动将会对锅炉的燃烧产生扰动。同时，锅炉系统和干馏系统的气相没有严格的隔开。在实际生产中，必须保证干馏装置及下游煤气净化系统为微负压操作，利用煤气净化系统下游的煤气风机将煤气送出装置外。而工艺中干馏机和锅炉气相联通，将导致下游煤气风机负荷增大，同时影响煤气品质和系统安全性。（3）高温热灰和热解原料煤在混合器中混合，再通过绞龙送入回转窑热解。由于热灰温度过高，在接触的瞬间就开始热解，产生大量荒煤气，而混合器下游又是绞龙，无论混合器还是绞龙，空间狭小，气相压力较大，导致生成煤气向上游串气，并在阀门等有气相漏点处外泄并冷凝出焦油。一方面，不利于装置的稳定生产，影响卸料阀等设备的正常工作，严重可能会产生堵料。另一方面，工艺的安全性稳定性较低。（4）锅炉没有设置单独的热载体和燃煤进料系统，当开车及锅炉燃烧情况需要调节时必须由干馏机进料系统调节，不利于干馏系统的稳定运行，同时由于不能单方面的调节锅炉系统或者干馏系统的进料量，整套装置的稳定性较差，调节的反馈时间长，尤其会导致开车难度较大。
技术实现思路
针对煤、油页岩等含碳物料的低温干馏过程所存在的技术问题，本技术提出了一种循环流化床热灰分配装置及循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统。本技术采用以下技术方案：作为本技术的一个方面，一种循环流化床热灰分配装置，包括输送器和一容纳飞灰的腔体，所述腔体包括接收腔、循环腔、输送腔，所述接收腔和输送腔连通且中心线重合，所述循环腔通过循环进口连通接收腔和/或输送腔，所述接收腔包括用于接收飞灰的接收口，所述循环腔包括用于向流化床输送飞灰的循环出口，所述输送腔包括用于向输送器输送飞灰的输送口，循环进口与循环出口的中心线与接收口和输送口的中心线的夹角β为锐角。优选的，为了便于腔体的设计，也便于安装，易于热灰在腔体内的流动，所述接收腔任意处的横截面面积相同、所述输送腔任意处的横截面面积相同、所述循环腔任意处的横截面面积相同。优选的，为了缓存更多的热灰，保证热灰的缓存量，保证固体热载体干馏机的进灰量，所述输送腔，其具有一横截面面积大于输送腔本体横截面面积的第一缓存仓，所述第一缓存仓可沿输送腔本体的部分或全部延伸。优选的，为了适应设备实际的安装及生产使用需要，所述接收腔、输送腔、循环腔的横截面为圆形、椭圆形、四边形、多边形的任意一种或几种。优选的，为了使累积到循环进口处的热灰更便于进入循环腔，所述循环腔，其靠近循环进口处的横截面积逐渐大于远离循环进口处的横截面积。作为本技术的另一个方面，包括沿热灰前进方向依次设置的循环流化床、旋风除尘器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床热灰分配装置，包括第一输送器（19）和一容纳飞灰的腔体（120），其特征在于：所述腔体（120）包括接收腔（110）、循环腔（112）、输送腔（111），所述接收腔（110）和输送腔（111）连通且中心线重合，所述循环腔（112）通过循环进口（104）连通接收腔（110）和/或输送腔（111），所述接收腔（110）包括用于接收飞灰的接收口（101），所述循环腔（112）包括用于向流化床输送飞灰的循环出口（102），所述输送腔（111）包括用于向第一输送器（19）输送飞灰的输送口（103），所述循环进口（104）与循环出口（102）的中心线与接收口（101）和输送口（103）的中心线的夹角β为锐角。

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床热灰分配装置，包括第一输送器（19）和一容纳飞灰的腔体（120），其特征在于：所述腔体（120）包括接收腔（110）、循环腔（112）、输送腔（111），所述接收腔（110）和输送腔（111）连通且中心线重合，所述循环腔（112）通过循环进口（104）连通接收腔（110）和/或输送腔（111），所述接收腔（110）包括用于接收飞灰的接收口（101），所述循环腔（112）包括用于向流化床输送飞灰的循环出口（102），所述输送腔（111）包括用于向第一输送器（19）输送飞灰的输送口（103），所述循环进口（104）与循环出口（102）的中心线与接收口（101）和输送口（103）的中心线的夹角β为锐角。2.根据权利要求1所述的一种循环流化床热灰分配装置，其特征在于：所述接收腔（110）任意处的横截面面积相同，所述输送腔（111）任意处的横截面面积相同，所述循环腔（112）任意处的横截面面积相同。3.根据权利要求1所述的一种循环流化床热灰分配装置，其特征在于：所述输送腔（111），其具有一横截面面积大于输送腔（111）本体横截面面积的第一缓存仓（14），所述第一缓存仓（14）可沿输送腔（111）本体的部分或全部延伸。4.根据权利要求1或3所述的一种循环流化床热灰分配装置，其特征在于：所述循环腔（112），其靠近循环进口（104）处的横截面积逐渐大于远离循环进口（104）处的横截面积。5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种循环流化床热灰分配装置，其特征在于：所述接收腔（110）、输送腔（111）、循环腔（112）的横截面为圆形、椭圆形、四边形、多边形的任意一种或几种。6.根据权利要求4所述的一种循环流化床热灰分配装置，其特征在于：所述接收腔（110）、输送腔（111）、循环腔（112）的横截面为圆形、椭圆形、四边形、多边形的任意一种或几种。7.一种循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：包括沿热灰前进方向依次设置的循环流化床（7）、旋风除尘器（13）、固体热载体干馏机（27），所述循环流化床（7）烟气出口连接旋风除尘器（13）进口，所述旋风除尘器（13）灰尘出口连接热灰分配装置的接收口（101），所述热灰分配装置的循环出口（102）通过返料装置（26）连接循环流化床（7）密相区；所述热灰分配装置的第一输送器（19）与固体热载体干馏机（27）的进料端连接；第一给料机（23）将待干馏的含碳物料送入固体热载体干馏机（27）内与热灰混合热解；所述固体热载体干馏机（27）的固体出料端与循环流化床（7）密相区连接；所述热灰分配装置为权利要求1至5所述循环流化床热灰分配装置的任意一种。8.根据权利要求7所述的一种循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述固体热载体干馏机（27）的固体出料端通过依次连接的第五缓存仓（18）和第五输送器（20）与循环流化床（7）密相区连接。9.根据权利要求8所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述固体热载体干馏机（27）的热解油气出口连接第一除尘装置（28）。10.根据权利要求9所述的一种循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述第一除尘装置（28）为金属膜除尘器或洗涤除尘器。11.根据权利要求7-10任一权利要求所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述第一给料机（23）的上游设有储存含碳物料的第二缓存仓（15）。12.根据权利要求7-10任一权利要求所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述旋风除尘器（13）烟气出口连接气体热载体干馏机（31），第二给料机（30）将待干馏的含碳物料送入气体热载体干馏机（31）内热解；所述气体热载体干馏机（31）的固体出料端一路与循环流化床（7）密相区连接，另一路得到如焦炭等固体热解产品。13.根据权利要求11所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述旋风除尘器（13）烟气出口连接气体热载体干馏机（31），第二给料机（30）将待干馏的含碳物料送入气体热载体干馏机（31）内热解；所述气体热载体干馏机（31）的固体出料端一路与循环流化床（7）密相区连接，另一路得到如焦炭等固体热解产品。14.根据权利要求12所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述气体热载体干馏机（31）的固体出料端通过依次连接的第四缓存仓（17）和输送器（37）与循环流化床（7）密相区连接。15.根据权利要求12所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述第二给料机（30）的上游设有储存含碳物料的第三缓存仓（16）。16.根据权利要求15所述的循环流化床燃烧与回转窑热解相结合的干馏系统，其特征在于：所述气体热载体干馏机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴静，姜荣泉，曹守凯，吴翠兰，汲伟，曹明见，郭瑞刚，焦明泉，张海滨，
申请(专利权)人：山东科院天力节能工程有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37