The depth of gas solid separation method of pyrolysis products of the present invention relates to a powder containing hydrocarbon elements, suitable for processing fine coal pyrolysis products of R10P and R10P S10 separated by separation section arranged on the settlement using the cyclone separator in a gas separation for S10PV and a separate char S10PS, S10PV into the separation section S30 with S30E implementation of the heating cavity separator following gravity gas-solid flow to isolated gas S30UV, S30DV gas discharge and semi coke discharging S30DS consisting of S30DSV, S30DSV S40E S40V is separated into the separator gas and semi coke S40DS fluidized bed burning process of heat exchanger tube from high temperature purification the gas can be injected into the cavity after heating to prevent flow of tar mist separating raw gas or gas products; S30UV and S40V respectively, and the gas liquid separation gas combined processing.
【技术实现步骤摘要】
含碳氢元素的粉料的热解反应产物的深度气固分离方法
本专利技术涉及含碳氢元素的粉料的热解反应产物的深度气固分离方法,适合于粉煤热解产物R10P的加工,R10P通过布置于沉降器内的使用旋风分离器的分离段S10分离为一段分离煤气S10PV和一段分离半焦S10PS,S10PV进入分离段S30的带有伴热腔体的分离器S30E执行顺重力场的气固同向流型分离得到煤气S30UV、下泄气S30DV和半焦S30DS组成的下卸料S30DSV,S30DSV进入分离器S40E分离为煤气S40V和半焦S40DS,流化床烧焦过程的换热管排出的高温净化煤气经过伴热腔体后可注入分离原料气或产品气中防止气流出现焦油雾滴;S30UV、S40V分别进行气、液分离且所得煤气联合加工。
技术介绍
本专利技术所述含碳氢元素的粉料,指的是在本专利技术所述热解反应过程可以产生含油蒸汽的含有碳元素、氢元素的粉料,比如挥发分含量高的低变质煤粉。现代化大型煤矿比如低变质煤矿通常采用机械化综采技术以提高采煤效率、降低成本,其煤炭采出品中的粉煤产率约为60~70%,成为主体产品,因此粉煤的深度转化和综合利用技术必将占据现代低变质煤炭利用技术的主体地位,粉煤加工的一个分支领域是“粉煤分质分级利用”,其中粉煤热解被视为有经济竞争力的技术途径。本专利技术所述粉煤FM即R10FS,通常为干燥后脱水粉煤,其水分重量通常低于10%、一般低于7%、较佳者低于5%。本专利技术所述粉煤FM即R10FS,其粒度通常为0.00001~6毫米、一般为0.0001~3.5毫米、较佳者为0.001~2毫米。本专利技术所述粉煤热解过程,指的是以多 ...
【技术保护点】
含碳氢元素的粉料的热解反应产物的深度气固分离方法,其特征在于包含以下步骤:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS通过热解反应器R10E完成热解反应R10R转化为一级热解反应气固产物R10P;(2)在气固分离段S10,一级热解反应气固产物R10P通过使用旋风分离器的分离系统分离为一段分离煤气S10PV和一段分离半焦S10PL;气固分离段S10使用的旋风分离器,布置于步骤(3)所述的沉降器R20E内的上部空间中,沉降器R20E内的上部空间的高温环境构成气固分离段S10使用的旋风分离器的外部高温环境;气固分离段S10,至少包含2级串联操作的旋风分离步骤S101、S102;一段分离半焦S10PL包括气固分离段S10各级排出的半焦;气固分离段S10的最后一级旋风分离器排出的煤气用作一段分离煤气S10PV;在S101,一级热解反应气固产物R10P进入粗旋S101分离为粗旋煤气S101V和粗旋半焦S101S;在S102,粗旋煤气S101V通过管道进入一级主旋S102分离为一级主旋煤气S102V和一级主旋半焦S102S;一段分离半焦S10PL包含粗旋半焦S101S和一级主旋半焦S1 ...
【技术特征摘要】
1.含碳氢元素的粉料的热解反应产物的深度气固分离方法,其特征在于包含以下步骤:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS通过热解反应器R10E完成热解反应R10R转化为一级热解反应气固产物R10P;(2)在气固分离段S10,一级热解反应气固产物R10P通过使用旋风分离器的分离系统分离为一段分离煤气S10PV和一段分离半焦S10PL;气固分离段S10使用的旋风分离器,布置于步骤(3)所述的沉降器R20E内的上部空间中,沉降器R20E内的上部空间的高温环境构成气固分离段S10使用的旋风分离器的外部高温环境;气固分离段S10,至少包含2级串联操作的旋风分离步骤S101、S102;一段分离半焦S10PL包括气固分离段S10各级排出的半焦;气固分离段S10的最后一级旋风分离器排出的煤气用作一段分离煤气S10PV;在S101,一级热解反应气固产物R10P进入粗旋S101分离为粗旋煤气S101V和粗旋半焦S101S;在S102,粗旋煤气S101V通过管道进入一级主旋S102分离为一级主旋煤气S102V和一级主旋半焦S102S;一段分离半焦S10PL包含粗旋半焦S101S和一级主旋半焦S102S;(3)在二级热解反应过程R20,使用二级热解反应器R20E或沉降器R20E,至少一部分一段分离半焦S10PL进入二级热解反应过程R20的反应空间,主体流向是自上而下流动,进行第二热解反应R20R;二级热解半焦R20PS排出二级热解反应过程R20;(4)在气固分离过程S20,离开二级热解反应过程R20的固体粉料主体床层后的含尘二级热解煤气R20EPV,通过使用旋风分离器的分离系统S20分离为排出气固分离过程S20的二级热解煤气R20PV和返回二级热解反应空间的回流半焦S20PS;(5)在管道PP中,一段分离煤气S10PV通过管道PP进入步骤(6)所述气固分离步骤S30;(6)在深度脱尘段SX,设置气固分离步骤S30,一段分离煤气S10PV进入设置多根旋风分离管的多管并联分离器S30E,采用排放下泄气的操作方式,分离为煤气S30UV和气固下卸料S30DSV,气固下卸料S30DSV包含半焦S30DS和下泄气S30DV;气固分离步骤S30,使用的气固分离器S30E为设置伴热腔的多管并联分离系统,高温伴热气VT100,流经伴热腔体V35向S30E内部介质供热。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(6)在深度脱尘段SX,设置气固分离步骤S30,使用的气固分离器S30E为设置伴热腔的多管并联分离系统,高温伴热气VT100,流经伴热腔体V35向S30E内部介质供热;气固分离步骤S30,使用的气固分离器S30E的结构是:设置至少一个导流叶片式旋风分离管的多管并联操作的立式分离设备,使用的旋风分离管XF301为垂直安装的上进料下出料结构,S30E内部空间至少包括自上而下设置的进料气体分布室V32、半焦收集室V33、脱尘气集气室V34,旋风分离管XF301的入口与气体分布室V32联通,旋风分离管XF301的脱尘气体排放口与脱尘气集气室V34联通,旋风分离管XF301的排焦口与半焦收集室V33联通;一段分离煤气S10PV气体穿过S30E的总体流向是自上而下,气体穿过旋风分离管XF301进行气固分离过程的流动特征是顺重力场的气固同向流型,S30E的工作步骤如下:①在分布室V32,一段分离煤气S10PV,进入S30E上部的分布室V32向下流动,进行气体分布;②在旋风分离管XF301中,来自分布室V32的一段分离煤气S10PV,沿着重力方向加速经进气口1进入设置导流叶片的旋风分离管XF301中;脱尘煤气S30UV从各单根旋风分离管XF301中下部导气管轴向引出流入脱尘煤气收集室V34,在旋风分离管XF301的导气管中,煤气主体流向为沿着重力方向的自上而下流动;进入和排出旋风分离管XF301的煤气的气流方向一致且与地球的重力方向一致;回收的半焦颗粒随少量煤气从位于各单根旋风分离管XF301下部侧壁的细长槽口7以切线方向引出流入半焦收集室V33;③在脱尘气集气室V34中,脱尘煤气自脱尘气集气室V34下部设置的排气口K302排出S30E;④在半焦收集室V33,由下泄半焦粉尘S30DS和下泄气S30DV组成的气固混合料S30DSV经半焦导管P310的开口K303排出V33即排出S30E。3.根据权利要求2所述方法,其特征在于:(6)在深度脱尘段SX,设置气固分离步骤S30,使用的气固分离器S30E为设置伴热腔的多管并联分离系统,高温伴热气VT100自上部进入伴热腔体V35向下流动并向S30E内部介质供热,自伴热腔体V35下部排出的高温伴热气VT100,在分离器S30E的壳体VE30内的下部空间与脱尘煤气S30UV混合后排出S30E。4.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(6)在深度脱尘段SX,设置分离步骤S30、分离步骤S40;在气固分离步骤S30,一段分离煤气S10PV进入带有伴热腔体V35的设置多根旋风分离管的多管并联分离器S30E,采用排放下泄气的操作方式,分离为煤气S30UV和气固下卸料S30DSV,气固下卸料S30DSV包含半焦S30DS和下泄气S30DV;高温伴热气VT100,流经伴热腔体V35向S30E内部介质供热;在分离步骤S40,气固下卸料S30DSV进入设置旋风分离管的分离系统S40,采用排放下泄气的操作方式,分离为煤气S40UV和气固下卸料S40DSV,气固下卸料S40DSV包含半焦S40DS和下泄气S40DV;在半焦储罐V402,气固下卸料S40DSV分离为煤气S40DV和半焦S40DS。5.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(6)在深度脱尘段SX,在气固分离步骤S30,一段分离煤气S10PV进入设置多根导流叶片式旋风分离管的多管并联分离系统。6.根据权利要求4所述方法,其特征在于:(6)在深度脱尘过程SX,设置串联操作的旋风分离步骤S30、S40;在分离步骤S30,一段分离煤气S10PV进入设置多根导流叶片式旋风分离管的多管并联分离系统;在分离步骤S40,气固下卸料S30DSV进入设置导流叶片式旋风分离管的分离系统;分离步骤S30使用的分离器S30E与分离步骤S40使用的分离器S40E,其布置方式为上、下纵向布置,S30E位于S40E之上;气固下卸料S40DSV进入半焦储罐V402的过程,由重锤阀或翼阀控制。7.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(2)在气固分离段S10,包含3级串联操作的旋风分离步骤S101、S102、S103;在S103,一级主旋煤气S102V通过管道进入二级主旋S103分离为二级主旋煤气S103V和二级主旋半焦S103S;一段分离半焦S10PL包含粗旋半焦S101S、一级主旋半焦S102S和二级主旋半焦S103S;最后一级旋风分离器排出的煤气即二级主旋煤气S103V用作一段分离煤气S10PV。8.根据权利要求7所述方法,其特征在于:(2)在气固分离段S10,包含4级串联操作的旋风分离步骤S101、S102、S103、S104;在S104,二级主旋煤气S103V通过管道进入三级主旋S104分离为三级主旋煤气S104V和三级主旋半焦S104S;一段分离半焦S10PL包含粗旋半焦S101S、一级主旋半焦S102S、二级主旋半焦S103S和三级主旋半焦S104S;最后一级旋风分离器排出的煤气即三级主旋煤气S104V用作一段分离煤气S10PV。9.根据权利要求1所述方法,其特征在于:分离步骤S30排出的煤气S30UV,进入分离回收步骤S700进行气、液分离。10.根据权利要求1所述方法,其特征在于:分离步骤S30排出的煤气S30UV,进入分离回收步骤S700进行气、油、水分离。11.根据权利要求1所述方法,其特征在于:分离步骤S30排出的煤气S30UV,进入分离回收步骤S700使用洗涤分馏塔ST700进行气、液分离。12.根据权利要求4所述方法,其特征在于:分离步骤S40排出的煤气S40UV,进入分离回收步骤S800进行气、液分离。13.根据权利要求4所述方法,其特征在于:分离步骤S40排出的煤气S40UV,进入分离回收步骤S800进行气、油、水分离。14.根据权利要求4所述方法,其特征在于:分离步骤S40排出的煤气S40UV,进入分离回收步骤S800使用洗涤分馏塔ST800进行气、液分离。15.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS的粒径为0~6毫米,含碳氢元素的粉料R10FS选自下列物料中的一种或几种:①低变质粉煤;②高变质粉煤;③油母页岩粉;④其它在热解过程能够产生含油蒸汽的固体粉料。16.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS的粒径为0~2毫米。17.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)一级热解反应过程R10的操作压力为:0.1~6.0MPa,以绝对压力计。18.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS为粉煤;一级热解反应过程R10的反应产物出口温度即一级热解反应过程终端反应温度为350~700℃。19.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS为粉煤;一级热解反应过程R10的反应产物出口温度即一级热解反应过程终端反应温度为400~600℃。20.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(1)在一级热解反应过程R10,含碳氢元素的粉料R10FS为粉煤;一级热解反应过程R10的反应产物出口温度即一级热解反应过程终端反应温度为420~500℃。21.根据权利要求2所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,一段分离煤气S10PV与分离器S30E排出的高温伴热气VT100混合为混合气XV后进入步骤(6)所述气固分离步骤S30,XV的操作温度高于物流XV自身的露点温度。22.根据权利要求21所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,一段分离煤气S10PV与分离器S30E排出的高温伴热气VT100混合为混合气XV后进入步骤(6)所述气固分离步骤S30,XV的操作温度高于物流XV自身的露点温度,XV的操作温度高于XV自身露点温度至少1~10℃。23.根据权利要求21所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,高温伴热气VT100的温度,高于一段分离煤气S10PV的温度50~300℃。24.根据权利要求21所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,高温伴热气VT100的标准状态体积流量为一段分离煤气S10PV的标准状态体积流量的5~25%,混合气XV操作温度高于一段分离煤气S10PV操作温度至少5~20℃。25.根据权利要求21所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,高温伴热气VT100中碳四及其以上烃组分的体积浓度不大于0.05%。26.根据权利要求21所述方法,其特征在于:(5)在管道PP中,至少一部分高温伴热气VT100来自煤气S30UV的脱油处理后煤气,构成循环物流。27.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(3)在二级热解反应过程R20,至少一部分一段分离半焦S10PL进入二级热解反应过程R20的反应空间,主体流向是自上而下流动,与自下而上流动的气提气V22V接触产生升温效应进行第二热解反应R20R;二级热解半焦R20PS排出二级热解反应过程R20;(4)在气固分离过程S20,离开固体粉料主体床层后的含尘二级热解煤气R20EPV,通过至少使用2级串联操作的旋风分离器的气固分离系统S20完成气固分离,所得脱尘二级热解煤气R20PV排出气固分离过程S20,S20与S10至少部分共用。28.根据权利要求27所述方法,其特征在于:(3)在二级热解反应过程R20,二级热解反应过程R20的气固流动状态表现为散式流化床。29.根据权利要求1所述方法,其特征在于:(7)在流化烧焦反应过程R50,基于二级热解半焦R20PS的半焦进入流化烧焦反应空间,与自下而上流动的含氧气体接触,发生流化床烧焦反应R50R,产生高温氧化半焦R50PS和烟气YQ,烟气YQ自上部空间排出流化烧焦反应过程R50;高温氧化半焦R50PS排出流化烧焦反应过程R50。30.根据权利要求29所述方法,其特征在于:(7)在流化烧焦反应过程R50,流化烧焦反应空间的上部稀相段的器内含尘烟气R50E-YQ,经过布置于流化烧焦反应器R50E内上部空间的旋风分离系统S5脱尘分离为烟气YQ和回流半焦粉尘R50E-RS;烟气YQ离开旋风分离系统S5即排出流化烧焦反应器R50E。31.根据权利要求29所述方法,其特征在于:(7)在流化烧焦反应过程R50,流化烧焦反应空间的上部稀相段的器内含尘烟气R50E-YQ,经过布置于流化烧焦反应器内部的上部空间的旋风分离系统S5脱尘分离为烟气YQ和半焦粉尘R50E-RS;旋风分离系统S5的旋风分离器料腿排出的半焦粉尘R50E-RS返回流化烧焦反应空间循环加工。32.根据权利要求29所述方法,其特征在于:(7)在流化烧焦反应过程R50,至少一部分高温氧化半焦R50PS作为第一固体热载体R10KS使用。33.根据权利要求29所述方法,其特征在于:(6)在流化烧焦反应过程R50,设置外取热器R50-OUT-HX,排出流化烧焦反应过程R50的热氧化半焦进入外取热器R50-OUT-HX与取热介质间接换热降低温度后,排出外取热器R30-OUT-HX。34.根据权利要求29所述方法,其特征在于...
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