低阶煤提质设备制造技术

技术编号:9072187 阅读:199 留言:0更新日期:2013-08-22 06:52
本实用新型专利技术提供一种低阶煤提质设备,其包括热风炉、干燥器、裂解器、旋风分离器、裹覆反应器和熄焦钝化器。根据本实用新型专利技术,能够同步实现热解半焦钝化与煤焦油轻质化,并且生产的低阶煤半焦燃烧特性优于普通提质过程所产半焦,着火点低、热值高、燃烧稳定性好,另外,强度大,长途运输不自燃。并且产品液体油中沥青质含量极低,附加值大,产品价格高,后续深加工方便、经济。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型低阶煤提质设备,特别涉及褐煤热解半焦钝化与煤焦油轻质化耦合的低阶煤提质设备。
技术介绍
我国褐煤储量丰富,2010年褐煤产量超过3亿吨,占全国煤炭产量的10%。褐煤的高效加工利用已成为我国煤炭能源领域高度关注的问题。由于褐煤成煤期短,其水量、氧含量和挥发份高,全水分高达20-60%。一方面导致热值低,不适于直接燃烧;另一方 面造成化学反应性过高,在空气中极易风化和破碎,不适于远距离运输和长期储存。因此,褐煤提质是褐煤利用的关键环节。为了满足不同用途对煤炭品质的要求,褐煤提质加工技术分为脱水提质、成型提质和热解提质,其中热解提质可以同时获取半焦、煤焦油和煤气三种初级产品,被认为是褐煤综合利用的有效方法。褐煤热解提质研究已有近30年的历史。褐煤提质工艺技术根据加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式;根据加热介质的不同有固体热载体法和气体热载体法两种;根据固体物料在反应器内的运行状况可分为旋转床、固定床、流化床、气流床、及滚动床(回转炉/窑)技术等。国外褐煤热解提质成套工艺技术的典型代表主要有美国油页岩公司(The OilShale Corporation)开发的Toscoal回转炉热解工艺;美国壳牌采矿(Shell MiningCompany)公司和美国SGI公司合作开发的LFC (Liquid From Coal)工艺;西部能源公司开发的ACCP (Advanced Coal Conversion Process)热解工艺;澳大利亚联邦科学与工业研究院(CSIRO)开发的流化床快速热解工艺;德国Lurgi GmbH和美国Ruhrgas AG联合开发的Lurg1-Ruhrgas (L-R)固体热载体低温热解工艺;及德国Lurgi GmbH开发的Lurg1-Spuelgas (L-S)工艺等。国内研究煤炭热解技术的单位众多,比较典型的适用于褐煤热解提质的技术有中国煤炭科学研究总院北京煤化工分院开发的多段回转炉(MRF)热解工艺;大连理工大学郭树才等人研究开发的褐煤固体热载体法干馏(DG)工艺;神华煤制油化工研究院正在开发的低阶煤热解工艺;中科院山西煤化所和中科院过程工程研究所的“煤拔头工艺”(BT工艺)等。褐煤热解提质工艺的技术优劣取决于煤气、煤焦油和半焦的品质,上述各种工艺旨在提升半焦品质的同时获得煤焦油或煤气。从热解温度角度对比上述各工艺可以看出:除ACCP技术外,其它技术的热解温度均超过500°C,所得半焦产品简单钝化处理后不易自燃,吸湿性也得到显著改善。从加热的速度上来比较,CSIRO采用的流化床技术既有气固传热也有固固传热,热解速度快,液体产量要显著高于其它提质技术,但品质和可加工性较差。原Encoal工艺采用喷水激冷熄焦,一方面造成用水量大、另一方面造成半焦激冷崩裂而粉化。国内唯一投产的规模化褐煤提质项目是大唐锡林浩特的LFC褐煤提质工艺,属于中低温干馏褐煤提质工艺,处理能力30万吨/年。但该项目生产的提质褐煤碎渣比例大、远距离运输困难,产品主要供周边地区工业锅炉使用。总体来看,目前国内外的褐煤提质技术大部分处于试验研究和工业验证阶段,尚无大规模工程化应用的先例和经验。大部分技术存在工艺系统复杂、系统运行可靠性低、褐煤提质成本高、环境污染重等问题。其主要原因包括:I)由于煤固体物料的特有属性,在实际工程化中,煤粉(尘)的形成和控制是实验室甚至半工业试验台规模无法验证的;2)褐煤热解温度低,各种热交换或反应均为相对低温的过程,由此导致传热温差小,低品位热量的利用困难,过程效率低;3)对褐煤半焦钝化的机理、工艺操作条件及工程化放大的研究尚无开展,使整套工艺在成熟度和商业推广上受限。
技术实现思路
为了克服上述缺点,在本申请中,借鉴重质油加工中两级分化(延迟焦化)的理念和炼钢焦炭强度提升的思路,提出热解煤焦油钝化半焦和半焦原位缓慢冷却的低阶煤提质设备,不仅提高了半焦强度、降低半焦表观化学,而且热解煤焦油原位轻质化,达到半焦钝化和煤焦油轻质化的双重目的,一举两得。本技术还提供一种低阶煤提质设备,其包括热风炉、干燥器、裂解器、旋风分离器、裹覆反应器和熄焦钝化器,其中,热风炉,对上述干燥器与上述裂解器提供不同温度的气体热载体;干燥器,接收作为原料煤的低阶煤,与上述热风炉管道连接,通过上述热风炉提供的第一气体热载体将低阶煤层加热,进行干燥,得到干燥后的低阶煤并产生副产气体,并将上述副产气体通向上述裹覆反应器与上述熄焦钝化器;裂解器,设置于上述干燥器的下方,上述干燥后的低阶煤在重力作用下进入上述裂解器,通过上述热风炉提供的第二气体热载体使经干燥后的煤层进行热解反应,得到含尘气体与热半焦,上述含尘气体进入上述旋风分离器后分离得·到固相物质的粉煤和气相物质,气相物质的一部分经燃烧后补充成为上述热风炉中的上述第一气体热载体或者第二气体热载体,气相物质的另一部分经初步冷却后成为裂解气;裹覆反应器,设置于上述裂解器的下方,上述热半焦在重力作用下进入上述裹覆反应器后,利用管道将上述气体冷载体和上述裂解气输入到上述裹覆反应器,由气体冷载体逐步冷却上述热半焦与上述裂解气,上述裂解气中的重组分析出并裹覆在逐步冷却的热半焦表面,随后,上述热半焦被上述副产气体进一步冷却,得到裹覆半焦和混合气体;和熄焦钝化器,使得进一步冷却后的上述热半焦与温度调节后的上述副产气体直接接触,重新吸附水分,达到自然饱和水状态。在上述低阶煤提质设备中,优选还包括与上述干燥器相连接的气体处理系统,上述副产气体在经过上述气体处理系统处理后通向上述裹覆反应器与上述熄焦钝化器。在上述低阶煤提质设备中,优选还包括连接在上述旋风分离器和上述裹覆反应器之间的换热器,上述气相物质的上述另一部分经过上述换热器的初步冷却后成为裂解气。在上述低阶煤提质设备中,优选还包括与上述裹覆反应器相连的电捕集器,上述混合气体经上述电捕集器分离出液体油。在上述低阶煤提质设备中,优选还包括与上述裹覆反应器相连的空气分离系统,从空气中分离出作为上述气体冷载体的氮气。在上述低阶煤提质设备中,优选上述裹覆反应器分为前段与后段,上述气体冷载体和上述裂解气通入上述前段,上述副产气体通入上述后段。根据本技术,能够同步实现热解半焦钝化与煤焦油轻质化,并且生产的低阶煤半焦燃烧特性优于普通提质过程所产半焦,着火点低、热值高、燃烧稳定性好,另外,强度大,长途运输不自燃。并且产品液体油中浙青质含量极低,附加值大,产品价格高,后续深加工方便、经济。附图说明图1为本技术的低阶煤提质设备示意图。符号说明11:干燥器12:热风炉13:裂解器14:旋风分离器15:裹覆反应器16: 电捕集器17:熄焦钝化器21:气体处理系统22:空气分离系统23:换热器具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明。在本实施方式中,以褐煤为例,揭示低阶煤提质方法及其设备。如图1所示,作为原料的褐煤经加料管道进入干燥器11,同时,热风炉12将气体热载体供向干燥器11,气体热载体对干燥器11中的褐煤进行加热。其中,热风炉12以氧气及作为补充燃料的燃料油、天然气或液化气等为原料,氧气与补充燃料反应,生成以CO2和气态邮为主要组分的气体热载体,例如CO2的体积百分比约为50%本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种低阶煤提质设备,其特征在于,包括热风炉、干燥器、裂解器、旋风分离器、裹覆反应器和熄焦钝化器,其中,?热风炉,对所述干燥器与所述裂解器提供不同温度的气体热载体;?干燥器,接收作为原料煤的低阶煤,与所述热风炉管道连接,通过所述热风炉提供的第一气体热载体将低阶煤层加热进行干燥,得到干燥后的低阶煤并产生副产气体,并将所述副产气体通向所述裹覆反应器与所述熄焦钝化器;?裂解器,设置于所述干燥器的下方,所述干燥后的低阶煤在重力作用下进入所述裂解器,通过所述热风炉提供的第二气体热载体使经干燥后的煤层进行热解反应,得到含尘气体与热半焦,所述含尘气体进入所述旋风分离器后分离得到固相物质的粉煤和气相物质,气相物质的一部分经燃烧后补充成为所述热风炉中的所述第一气体热载体或者第二气体热载体,气相物质的另一部分经初步冷却后成为裂解气;?裹覆反应器,设置于所述裂解器的下方,所述热半焦在重力作用下进入所述裹覆反应器后,利用管道将所述气体冷载体和所述裂解气输入到所述裹覆反应器,由气体冷载体逐步冷却所述热半焦与所述裂解气,所述裂解气中的重组分析出并裹覆在逐步冷却的热半焦表面,随后,所述热半焦被所述副产气体进一步冷却,得到裹覆半焦和混合气体;和?熄焦钝化器,使得进一步冷却后的所述裹覆半焦与温度调节后的所述副产气体直接接触,重新吸附水分,达到自然饱和水状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张宇闵健李卫华王志超张彤燕田红霞司索姜媛媛张安荣
申请(专利权)人:国电龙源电力技术工程有限责任公司
类型:实用新型
国别省市:

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