一种煤粉的流化床干馏方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤粉的流化床干馏方法及装置。干馏方法包括如下步骤：A.煤粉原料在煤粉原料预热管(12)内吸收气化燃烧器(11)内燃烧反应生成的热量进行预热；B.预热后的煤粉原料在床层式流化床干馏反应器(9)内进行干馏反应，生成油气和煤粉半焦，煤粉半焦在汽提器(18)内被汽提出夹带的油气；C.汽提后的煤粉半焦进入气化燃烧器，与氧气进行燃烧反应；D.经过步骤C部分燃烧的煤粉半焦在提升管气化反应器(2)内与水蒸汽进行水煤气反应；E.步骤D生成的煤气和高温煤灰进入煤灰煤气分离器(1)进行气固分离。本发明专利技术公开了用于实现上述方法的煤粉流化床干馏装置。本发明专利技术可用于多种煤粉的干馏加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤粉干馏
，涉及一种煤粉的流化床干馏方法及装置。
技术介绍
我国快速增长的原油需求拉动了原油进口量的快速增长，对外依存度不断提高，对我国的能源安全保障带来了很大的隐患。油气资源的缺乏和需求提升，使很多石油化工原料的成本也居高不下。煤化工与石油化工具有相互替代性，发展新型煤化工可以作为石油化工很好的补充，很有必要。煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程；主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。 煤干馏技术是煤化工的重要过程之一。煤低温干馏可以提取低温焦油，并生产半焦和低温焦炉煤气。焦油产率较高，成分以烷烃为主，能进一步加工出高级液态燃料(例如汽油、柴油等车用燃料)和化工原料；半焦可用作固体燃料或气化原料，煤气则是良好的燃料和化学合成原料。煤干馏技术可分为移动床干馏、流化床干馏等。其中煤粉的流化床干馏是将块状的煤粉碎为细粉(粒径≤3mm)，与高温固体热载体(煤灰)或高温气体热载体在流化状态下直接接触传热并发生热分解反应的过程；具有热强度高、干馏速度快、油气停留时间短、气固可快速分离等特征，是一种较好的煤炭加工利用方式。 中国专利CN101328415A公开了一种活塞式流化床低温干馏工艺方法，可以用于煤粉的干馏。该工艺方法利用提升管流化催化裂化装置原理，以提升管反应器为干馏反应器，以催化剂再生器为高温水煤气发生器，以高温水煤气为干馏原料的流化介质和热载体。将干馏原料输送到提升管流化床反应器中进行干馏反应，反应后油气进行分离得到干馏产品。干馏半焦进入水煤气发生器，干馏半焦中的碳、空气中的氧和水蒸汽进行氧化及水煤气反应，得到水煤气。该工艺方法主要存在以下不足：(1)采用高温水煤气(约620～900℃)作为干馏过程的流化介质和热载体，需要用气体压缩机将高温水煤气从水煤气发生器输送到提升管干馏反应器。输送高温水煤气会对气体压缩机提出更高的材质要求；另外气体压缩机始终处于高苛刻运转状态，将影响到干馏装置的长周期运转。(2)压缩空气和水蒸汽同时进入高温水煤气发生器的底部，在同一区域与干馏半焦同时进行燃烧反应和水煤气反应，造成两种反应之间相互影响；燃烧和水煤气反应不能充分进行，会造成从干馏半焦生成水煤气的产率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤粉的流化床干馏方法及装置，以解决现有的煤粉流化床干馏技术所存在的需要使用气体压缩机输送干馏过程所需的高温流化介质和气体热载体、燃烧反应和水煤气反应在同一区域同时进行而相互影响的问题。 为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种煤粉的流化床干馏方法，其特征在于：该方法依次包括如下步骤： A.粉碎后的煤粉原料经煤粉原料进料管进入煤粉原料预热管的下部，在由提升气体喷管通入的提升气体的作用下沿煤粉原料预热管上行，吸收汽提后的煤粉半焦在气化燃烧器内进行燃烧反应生成的热量进行预热，预热后的煤粉原料经煤粉原料提升管进入床层式流化床干馏反应器； B.煤粉原料在床层式流化床干馏反应器内的干馏密相段床层中进行干馏反应，生成油气和煤粉半焦，油气经设于床层式流化床干馏反应器内的第一组旋风分离器分离出煤粉半焦后由床层式流化床干馏反应器顶部的油气出口管流出，干馏密相段床层中的煤粉半焦向下流动，进入设于床层式流化床干馏反应器下方的汽提器，向汽提器内通入汽提水蒸汽，汽提出煤粉半焦夹带的油气； C.在汽提器内汽提后的煤粉半焦经煤粉半焦输送管进入气化燃烧器，与经燃烧气体分布器通入气化燃烧器内的氧气进行燃烧反应，燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽携带着经过部分燃烧的煤粉半焦向上流动，进入提升管气化反应器； D.在提升管气化反应器内，进入提升管气化反应器内的经过部分燃烧的煤粉半焦与雾化水蒸汽和通入提升管气化反应器内的气化水蒸汽沿提升管气化反应器上行进行水煤气反应，生成的煤气和高温煤灰进入煤灰煤气分离器； E.在煤灰煤气分离器内，煤气和高温煤灰在第二组旋风分离器内进行气固分离，分离出的煤气由煤灰煤气分离器顶部的煤气出口管流出。 用于实现上述干馏方法的煤粉的流化床干馏装置，设有流化床干馏反应器、干馏半焦燃烧与气化反应器，流化床干馏反应器设有煤粉原料进料管，其特征在于：干馏反应器为床层式流化床干馏反应器，其内设有第一组旋风分离器，顶部设有油气集气室、油气出口管，下方与其同轴设置有汽提器，汽提器内设有汽提挡板，底部设有汽提蒸汽分布器，干馏半焦燃烧与气化反应器包括气化燃烧器和提升管气化反应器，气化燃烧器位于提升管气化反应器的下方，气化燃烧器的壳体包括下部的圆筒形筒体和上部的圆台面形筒体，圆筒形筒体的侧面与汽提器的底部封头之间设有煤粉半焦输送管，气化燃烧器内与其同轴设置有煤粉原料预热管，煤粉原料预热管的下部由气化燃烧器的底部伸出，所述的煤粉原料进料管设于煤粉原料预热管的下部，煤粉原料预热管的底部设有提升气体喷管，煤粉原料预热管的顶部出口与连接管相连，连接管由气化燃烧器伸出，其顶部出口与煤粉原料提升管的底部入口相连，煤粉原料提升管的顶部出口与水平管段相连，水平管段的出口位于床层式流化床干馏反应器的稀相段，气化燃烧器的底部设有燃烧气体分布器，燃烧气体分布器与进气管相连，进气管带有氧气入口和雾化水蒸汽入口，提升管气化反应器为横截面呈圆形的垂直管，其底部入口与气化燃烧器的顶部出口相连，下部设有气化水蒸汽入口管，床层式流化床干馏反应器的上方设有煤灰煤气分离器，其内设有第二组旋风分离器，提升管气化反应器的顶部出口通过一段水平管与第二组旋风分离器相连，煤灰煤气分离器的顶部设有煤气集气室、煤气出口管，底部设有流化气体分布器。 采用本专利技术，具有如下的有益效果：(1)本专利技术的干馏过程使用床层式流化床干馏反应器，煤粉原料在煤粉原料预热管内吸收汽提后的煤粉半焦在气化燃烧器内进行燃烧反应生成的热量进行预热，而不使用气体热载体。煤粉原料干馏生成的油气和水蒸汽，以及在汽提器内汽提煤粉半焦后的汽提水蒸汽和汽提出的油气，都可以使床层式流化床干馏反应器内的干馏密相段床层处于充气流化状态，所以不需要专门提供流化介质。总之，本专利技术不需要使用气体压缩机输送高温流化介质和热载体以用于干馏过程，不存在对气体压缩机提出更高材质要求的问题以及使气体压缩机始终处于高苛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤粉的流化床干馏方法，其特征在于：该方法依次包括如下步骤：A.粉碎后的煤粉原料(150)经煤粉原料进料管(15)进入煤粉原料预热管(12)的下部，在由提升气体喷管(14)通入的提升气体(140)的作用下沿煤粉原料预热管(12)上行，吸收汽提后的煤粉半焦在气化燃烧器(11)内进行燃烧反应生成的热量进行预热，预热后的煤粉原料(150)经煤粉原料提升管(10)进入床层式流化床干馏反应器(9)；B.煤粉原料(150)在床层式流化床干馏反应器(9)内的干馏密相段床层中进行干馏反应，生成油气和煤粉半焦，油气经设于床层式流化床干馏反应器(9)内的第一组旋风分离器(8)分离出煤粉半焦后由床层式流化床干馏反应器(9)顶部的油气出口管(7)流出，干馏密相段床层中的煤粉半焦向下流动，进入设于床层式流化床干馏反应器(9)下方的汽提器(18)，向汽提器(18)内通入汽提水蒸汽(170)，汽提出煤粉半焦夹带的油气；C.在汽提器(18)内汽提后的煤粉半焦经煤粉半焦输送管(16)进入气化燃烧器(11)，与经燃烧气体分布器(13)通入气化燃烧器(11)内的氧气(132)进行燃烧反应，燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽(133)携带着经过部分燃烧的煤粉半焦向上流动，进入提升管气化反应器(2)；D.在提升管气化反应器(2)内，进入提升管气化反应器(2)内的经过部分燃烧的煤粉半焦与雾化水蒸汽(133)和通入提升管气化反应器(2)内的气化水蒸汽(202)沿提升管气化反应器(2)上行进行水煤气反应，生成的煤气和高温煤灰进入煤灰煤气分离器(1)；E.在煤灰煤气分离器(1)内，煤气和高温煤灰在第二组旋风分离器(24)内进行气固分离，分离出的煤气由煤灰煤气分离器(1)顶部的煤气出口管(26)流出。...

【技术特征摘要】
1.一种煤粉的流化床干馏方法，其特征在于：该方法依次包括如下步骤：
A.粉碎后的煤粉原料(150)经煤粉原料进料管(15)进入煤粉原料预热管(12)
的下部，在由提升气体喷管(14)通入的提升气体(140)的作用下沿煤粉原料预热
管(12)上行，吸收汽提后的煤粉半焦在气化燃烧器(11)内进行燃烧反应生成的
热量进行预热，预热后的煤粉原料(150)经煤粉原料提升管(10)进入床层式流化
床干馏反应器(9)；
B.煤粉原料(150)在床层式流化床干馏反应器(9)内的干馏密相段床层中进
行干馏反应，生成油气和煤粉半焦，油气经设于床层式流化床干馏反应器(9)内
的第一组旋风分离器(8)分离出煤粉半焦后由床层式流化床干馏反应器(9)顶部
的油气出口管(7)流出，干馏密相段床层中的煤粉半焦向下流动，进入设于床层
式流化床干馏反应器(9)下方的汽提器(18)，向汽提器(18)内通入汽提水蒸汽
(170)，汽提出煤粉半焦夹带的油气；
C.在汽提器(18)内汽提后的煤粉半焦经煤粉半焦输送管(16)进入气化燃烧
器(11)，与经燃烧气体分布器(13)通入气化燃烧器(11)内的氧气(132)进行燃烧
反应，燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽(133)携带着经过部分
燃烧的煤粉半焦向上流动，进入提升管气化反应器(2)；
D.在提升管气化反应器(2)内，进入提升管气化反应器(2)内的经过部分燃
烧的煤粉半焦与雾化水蒸汽(133)和通入提升管气化反应器(2)内的气化水蒸汽
(202)沿提升管气化反应器(2)上行进行水煤气反应，生成的煤气和高温煤灰进
入煤灰煤气分离器(1)；
E.在煤灰煤气分离器(1)内，煤气和高温煤灰在第二组旋风分离器(24)内进
行气固分离，分离出的煤气由煤灰煤气分离器(1)顶部的煤气出口管(26)流出。
2.根据权利要求1所述的干馏方法，其特征在于：步骤A中，煤粉原料(150)
在煤粉原料预热管(12)内预热后的温度为450～550℃。
3.根据权利要求2所述的干馏方法，其特征在于：步骤B中，煤粉原料(150)
在干馏密相段床层中的干馏反应时间为2～10min，干馏密相段床层的温度为
450～550℃，床层式流化床干馏反应器(9)顶部的操作压力为0.1～0.4MPa，床
层式流化床干馏反应器(9)稀相段的气体线速为0.2～1.2m/s，在汽提器(18)内
被汽提出夹带油气的煤粉半焦，其炭含量为65％～85％。
4.根据权利要求3所述的干馏方法，其特征在于：步骤C中，煤粉半焦在气
化燃烧器(11)内进行燃烧的时间为3～5min，燃烧温度为800～900℃，气化燃烧
器(11)顶部的操作压力为0.15～0.5MPa，煤粉半焦经过部分燃烧后，被烧去
40％～60％的炭。
5.根据权利要求4所述的干馏方法，其特征在于：步骤D中，经过部分燃烧
的煤粉半焦在提升管气化反应器(2)内与雾化水蒸汽(133)和气化水蒸汽(202)
进行水煤气反应的时间为3～10s，提升管气化反应器(2)顶部出口的温度比底部
入口的温度低30～60℃，提升管...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊麦跃，汤海涛，王文柯，陈曼桥，张亚西，武立宪，陈章淼，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41