一种煤热解提质装置,包括该装置包括:一个回转干燥器,用于接受和干燥粒度≤30mm的原料煤;所述回转干燥器还设有套筒结构,使得所述原料煤在与热烟道气直接换热的同时,与热半焦间接换热;一个热解器,所述热解器通过固体物料进料管线接受干燥后的原料煤和高温半焦的混合物,并使它们直接换热并发生热解;且所述热解器还设有高温烟道气伴热夹套;一个加热回转窑,用于接受来自热解器的热半焦并对其进行升温处理。本发明专利技术所提供的煤热解提质装置较好的操作灵活性,所生产的半焦和焦油的质量好,并妥善解决了焦油粉尘堵塞和焦油含尘量大等技术难题,能量梯级利用,系统热效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤热解提质装置,更具体地说,是一种尤其适用于 低煤化度煤热解提质工艺过程的装置。
技术介绍
低煤化度煤是指褐煤及变质程度较低的烟煤。其中,低变质烟煤包括长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤等,其总量占我国煤炭储量50%以上, 煤质特点为挥发分较高、低温热解焦油产率较高、化学反应活性好、 具有较高的综合开发利用价值。热解(或干馏)就是一种常用的煤炭加 工利用技术。自上一世纪70年代以来,煤热解提质技术的开发普遍受到 关注,研究者相继开发了多种工艺。加拿大UMATAC工业工艺技术公司开发了 ATP(即热半焦混合加热 油砂热解回转窑)技术用于褐煤热解。该技术设备结构比较复杂、控制 难度较大;其仅采用间接换热以冷煤预热,不能保证褐煤的干燥程度, 而且热烟道气与灰渣的 一起排出不利于热量回收,而采用直接燃烧灰渣 残炭提供热量的方式用于褐煤热解,将会影响半焦质量等。法国马利诺热分解中心(简称CPM)于80年代开发了多段热解工艺, 该工艺分为干燥、热解和冷却三部分。首先,利用温度为250。C的热烟道 气在一个双螺旋混合机中干燥湿煤,然后把干燥煤送入内热式回转炉中热解,并借助煤热解产生的有机挥发物在炉内燃烧进行加热,最后,热 解后的颗粒焦由热解炉进入另 一回转炉中喷水降温,成品焦降温后排出。 其最高热解温度可控制在800°C-1200°C,焦炭挥发分为2%-5%。该工艺 的不足之处在于热解段为内热式回转炉,煤在热解过程中产生的焦油等 贵重化合物均不能回收和加工利用。另外,干燥段的双螺旋混合机为密 相输料,不适用于高水分原料煤的干燥脱水。CN 1066459A公开了 一种多段回转炉气体热载体内外热式低中温快速热解工艺(简称MRF工艺)。该工艺将煤炭干燥、热解和半焦冷却工 序分别在三个回转炉中进行,干燥段采用烟道气内热式,热解段采用外 加热式,半焦冷却采用内冷式。该工艺特点是适应较宽范围的原料煤粒 度,半焦粒度为3mm-20min,其工艺条件控制灵活,可以实现温度为 600。C-800。C以上热解,外热式热解有利于回收煤气和焦油。不过,该工 艺存在热利用率偏低、煤炭热解除尘效果差、焦油质量差等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的煤热解提质装置,以克服现有 技术中存在的热利用率低、热解除尘效果差、焦油质量低等缺陷。 本专利技术所提供的煤热解提质装置包括-一个回转干燥器,用于接受和干燥粒度《30mm的原料煤,使所述原料煤在所述回转干燥器中与热烟道气并流接触、直接换热;所述回转干燥器还设有套筒结构,使得所述原料煤在与热烟道气直接换热的同时, 与热半焦间接换热;-一个热解器,所述热解器通过固体物料进料管线接受干燥后的原料煤和高温半焦的混合物,并使它们直接换热并发生热解,生成热半焦、焦油蒸汽和煤气,且所述热解器还设有高温烟道气伴热夹套;-一个加热回转窑,所述加热回转窑接受来自所述热解器的热半焦,并采用已点燃的可燃性气体为热源,使已点燃的可燃性气体与所述热半 焦逆流接触、直接换热,以生成温度为700。C-900。C的高温半焦。优选地,本专利技术所提供的煤热解提质装置还包括 -一套主要由旋风除尘器和过滤除尘器串连而成的组合除尘装置,且所述过滤除尘器内设有热半焦床层;所述组合除尘装置接受来自所述热解器的主要含焦油蒸汽和煤气的混合气体,并在使所述焦油蒸汽不冷凝的条件下对所述混合气体进行除尘;- 一个煤气净化装置,所述煤气净化装置接受除尘后的含焦油蒸汽和煤气的混合气体,以脱除煤气中的焦油。进一 步优选地,本专利技术所提供的煤热解提质装置进一 步包括 -一个燃烧器,所述燃烧器用于接受和点燃脱除焦油后的煤气,并将所形成的高温气体输送至加热回转窑作为热源。下面进一步说明本专利技术所提供的煤热解提质装置,以帮助本领域技 术人员更好地理解本专利技术。在本专利技术所涉及的煤热解提质装置中,对于所处理的原料煤的产地、 品质并无特别要求,但所述原料煤最好采用低煤化度煤,例如,褐煤、 长焰煤、不粘煤、弱粘煤或气煤等。本专利技术所述回转干燥器具有套筒结构。在回转干燥器中,所述原料 煤在与热烟道气并流接触、直接换热的同时,还与来自热解器的热半焦 以并流的方式进行间接换热,原料煤和热烟道气流经回转干燥器的内套 筒,热半焦流经内套筒和外筒之间所形成的环形空间。优选地,经过所述回转干燥器后,原料煤被加热至110°C-150°C、原料煤中的水分降至 2%-6%;相应地,所述半焦可被冷却至180°C-300°C;进一步优选地,所 述低煤化度原料煤被加热至110°C-130°C、原料煤中的水分降至2%-4%、 半焦一皮冷却至180°C-220°C。在进入热解器之前,优选地,所述干燥后的原料煤与高温半焦的混 合先在混料器中进行,例如,可采用螺旋混料器等本领域常用的混合设 备。所述千燥后的原料煤与高温半焦按照重量比为1: 2-8的比例进行混 合,优选的混合比例为1: 3-7,进一步优选的混合比例为1: 4-6。在本专利技术中,所述热解器可选用任何本领域常用的热解装置,优选 移动床热解器。所述最终热解温度优选为550°C-650°C,进一步优选为 590°C-610°C。为了使煤热解提质工艺过程中所生成的高温烟气的热量得 到充分的回收和利用,本专利技术所述热解器还设有高温烟气的伴热夹套, 从而更好地维持热解器内的温度。优选地,加热回转窑接受热解器所生成的热半焦的大约60重量%-90 重量%,并对这部分热半焦进行升温处理;而其余的热半焦送至回转干燥 器用于与原料煤间接换热;进一步优选地,热解器中所生成的热半焦的 大约65重量% -85重量%送至加热回转窑进行升温处理,而其余的热半 焦送至回转干燥器用于与原料煤间接换热。热解器中所生成的包含焦油蒸汽和煤气的混合气体送入一组合除尘 装置中进行除尘。其中,所述组合除尘装置主要由旋风除尘器和过滤除尘器组成;所述旋风除尘器可以是单级的,也可以是两级串联的;所述 过滤除尘器包括一壳体,所述壳体内设有热半焦床层,所述壳体两侧分 别设有煤气入口和煤气出口 ,所述壳体上部和下部分别设有热半焦入口 和热半焦出口;所述旋风除尘器的出口与所述过滤除尘器入口相连通,且在除尘过程中,该组合除尘装置控制在使煤气中的焦油不冷凝的热态 环境中。所述组合除尘装置在设置和操作方面的具体要求请参见中国专 利申请200910076432丄。除尘后的含焦油蒸汽和煤气的混合气体送入煤气净化装置中进行净 化,以脱除煤气中的焦油。优选地,所述煤气净化装置主要由喷洒弯管 和横管冷却器组成。所述含焦油蒸汽的煤气先经由喷洒弯管中喷出的喷 洒液喷淋冷激,冷激后所得饱和煤气再经横管冷却器进行冷却。由喷洒 弯管喷出的喷洒液可采用任何本领域常用的冷激介质,例如,循环氨水 或冷却水;所述横管冷却器可采用冷却水作为冷却介质,冷却水进入横 管冷却器的管程,煤气进入其壳程。所得到的焦油以油水分离的方式回 收。脱除焦油后的煤气送入燃烧器进行燃烧,优选进行不完全燃烧,所 生成的高温气体(包括高温烟气和尚未完全燃烧的煤气)输送至半焦加热 回转窑作为热源。在本专利技术中,对于所述的燃烧器的构造无特殊要求, 可选用任何本领域常用的燃烧装置。在加热回转窑中,来自热解器的热 半焦与所述高温气体逆流接触、直接换热,所生成的高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤热解提质装置,其特征在于:该装置包括: -一个回转干燥器,用于接受和干燥粒度≤30mm的原料煤,使所述原料煤在所述回转干燥器中与热烟道气并流接触、直接换热;所述回转干燥器还设有套筒结构,使得所述原料煤在与热烟道气直接换热的同时, 与热半焦间接换热; -一个热解器,所述热解器通过固体物料进料管线接受干燥后的原料煤和高温半焦的混合物,并使它们直接换热并发生热解,生成热半焦、焦油蒸汽和煤气,且所述热解器设有伴热夹套; -一个加热回转窑,所述加热回转窑接受来自所 述热解器的热半焦,并以已点燃的燃料为热源,使已点燃的燃料及其与含氧气体所形成的高温烟气与所述热半焦逆流接触、直接换热,以生成温度为700℃-900℃的高温半焦。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:郭治,杜铭华,杜万斗,霍卫东,张翠清,麻林,仝胜录,王晓雷,
申请(专利权)人:神华集团有限责任公司,中国神华煤制油化工有限公司,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。