小颗粒内外热结合型煤复合干馏方法技术

本发明专利技术属于煤化工领域，涉及用于制取煤焦油、页岩油、半焦、干馏气，具体为一种小颗粒内外热结合型煤复合干馏装置。其特点是：干馏炉体内中间部位自上而下的设有所述的干馏气集气腔、中间直接冷却器；干馏气集气腔一侧安装干馏油气引出管。由所述的干馏气集气腔、薄层干馏腔、管式燃烧器、辐射加热腔、气体热载体出口、组成低温干馏段，低温干馏段是内热与外热结合干馏技术，外热由管式燃烧器内置燃烧，依靠辐射热加热原料；内热是经辐射加热腔下部上来的循环干馏气，经管式燃烧器外侧加热至550至900℃，经气体热载体出口进入薄层干馏腔，对煤进行加热热解，通过内外热结合克服外热温度梯度大，干馏传热时间长处理量小。薄层干馏技术，降低干馏厚度，减少料层阻力方式，适应处理原料粒径范围在0.1～30mm的煤、油页岩等原料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于煤化工领域，涉及用于制取煤焦油、页岩油、半焦、干馏气，具体为一种小颗粒内外热结合型煤复合干馏装置。其特点是：干馏炉体内中间部位自上而下的设有所述的干馏气集气腔、中间直接冷却器；干馏气集气腔一侧安装干馏油气引出管。由所述的干馏气集气腔、薄层干馏腔、管式燃烧器、辐射加热腔、气体热载体出口、组成低温干馏段，低温干馏段是内热与外热结合干馏技术，外热由管式燃烧器内置燃烧，依靠辐射热加热原料；内热是经辐射加热腔下部上来的循环干馏气，经管式燃烧器外侧加热至550至900℃，经气体热载体出口进入薄层干馏腔，对煤进行加热热解，通过内外热结合克服外热温度梯度大，干馏传热时间长处理量小。薄层干馏技术，降低干馏厚度，减少料层阻力方式，适应处理原料粒径范围在0.1～30mm的煤、油页岩等原料。【专利说明】
本专利技术属于煤化工领域，涉及用于制取煤焦油、页岩油、半焦、干馏气，具体为一种 小颗粒内外热结合型煤复合干馏装置。
技术介绍
我国是富煤少油的能源结构，煤占一次能源消费约70%的比重。煤中又有55%左 右的褐煤(约13%)和次烟煤(约42%)，是高挥发份，高含水，富含有机质，燃烧效率低的低阶 煤(煤化程度低)。能源消费的主导地位决定实现煤炭高效洁净利用，是解决我国燃煤污染、 石油短缺，实现资源、能源、环境整体优化与可持续发展的重要途径。直接提取油气/化学 品是其高效清洁利用的必然选择。干馏热解是利用煤炭本身组成与结构特征生产替代油气 资源的温和转化过程。通过干馏热解生产的油属原料油，可经加氢产燃料油，亦可深加工生 产精细化工产品。干馏热解是化工原料重要的生产方式，与煤气化方式相比，提高了煤中氢 的利用率，同直接液化相比，大大降低投资和技术难度。一般对干馏装置的选择有下列的要 求：能适应原料的性能(粒度、含油率、含水率、热崩、热值等）与处理量的变化。具有相对高 的干馏气热值、原料利用率、低污水废气废渣排放等要求。 中温干馏工艺 以不粘煤，弱粘煤25-120mm块煤为原料，采用中温干馏炉干馏技术，在大同、陕北、内 蒙、东北、新疆等地广泛采用。按中温干馏炉对煤种干馏的加热方式，可以分为三类： 外热式中温干馏炉。煤料干馏过程所需要的热量，通过回炉煤气在燃烧室燃烧后，将热 量由炉壁传入，煤料是在隔绝空气的条件下，以热传导为主的传热方式进行干馏炭化。 这类炉型其主要特点是，干馏所得的炭化煤气可燃组分含量高，气体质量好，热值 高，一般可达到330(T3700kcal/m3,半焦产品质量稳定。 内热式中温干馏炉。煤料干馏过程所需要的热量由高温烟气直接进入炭化室内与 煤料进行接触加热。以对流热传导为主的传热方式进行干馏炭化。 其特点：由于大量烟气进入炭化室，强化了对煤料的加热速率，炭化时间短，单位 容积的炭化产焦能力大。但其所产的煤气，由于含有大量的N2及C02(约6(Γ65%)，热值低， 一般为110(Tl300k Cal/m3。煤半焦产品质量良好，但由于烟气中存在剩余氧气，会在炭化室 内与燃料燃烧，使表面附着灰份，影响质量，并损失煤料，产焦率低。 内外回热结合型中温干馏炉。这类炉型是在外加热式中温干馏炉基础上同时采用 经冷凝冷却回收焦油后的煤气，部分进入炭化室底部的冷却段，对将出炉体的提质煤进行 冷却，充分利用提质煤的显热，将引入炭化室内的煤气升温，进入干馏段。既增加了炭化室 干馏内部的热量，而且强化了对流传热的效果，使该中温干馏气化炉兼有外热式中温干馏 炉所产生的高热值、气体质量好的煤气和内热式中温干馏炉所具有的加速炭化，提高单位 容积产焦能力的特点。 干馏气循环气体热载体的干馏炉 此类是气体热载体的内热式炉型，加热的热载体是循环干馏气，干馏油气经净化后，送 干馏气加热炉加热，加热700°C左右的气体热载体，经风道送干馏炉中部，通过布风结构均 匀进入干馏原料中，进行干馏。优点是由于循环气中富含氢气、硫化氢等，油质相对有轻质 化的现象，并且油收率较高。 基维特炉： 为直立圆筒形的气燃式干馏炉（结构如图）。炉上半部中间和炉中部两侧有长方形燃 烧室，由烧嘴通入空气和干馏循环气进行燃烧，生成的热烟气作为热载体进入炉上部的两 个干馏室加热页岩，干馏室呈薄层长方形，有利于气体分布和减少阻力，生成的油蒸气径向 导出，减少了再冷凝步骤，也有利于炉型放大。油页岩块径25?100mm，热效率约73%，日 处理lkt油页岩的干馏炉已投入生产。 经国家专利局光盘查询检索到的中科院过程所的干馏技术是：煤低温定向热解 制油气技术，其干馏反应器是外热式加热，采用集气腔的方式收集油气，具体的专利内容如 下：专利号：201110098415. 3.，一种含碳物质热解的强化方法及装置。专利号： 201210069945. X，一种用于宽粒径分布煤的干馏装置及方法。该技术采用内构件 结构，加强传热的效果，达到强化热解的功能，增加单位的处理量。干馏气热值高。 外热式的干馏炉，热量由炉壁传入，煤料是在隔绝空气的条件下，以热传导为主的 传热方式进行干馏炭化。这样要达到干馏完全的效果，煤中间与炉壁的温差较大，干馏的温 度场是有梯度的，否则没有传热的推动力，同时固体传热慢，最主要的缺点是处理量小。 内热式的气体量较大，带尘量因此较多。同时气体输送动力消耗大。不适用处理 小粒径的原料，干馏气循环气体热载体类干馏炉主要是巴西的佩特洛瑟克斯炉，中国成大 集团的全循环炉。尤其佩特洛瑟克斯炉，缺点是为克服加热炉积炭，干馏气净化系统庞大， 气体循环量大动力消耗也大。相对的投资高。 内外回热结合型中温干馏气化炉：主要是考伯斯炉类的直立式炉型，该类炉的缺 点是在做干馏时，尤其小粒径的原料间隙小，气体阻力大，不能利用末或小粒径的原料。 对于处理大粒径的原料，不管采用那种方式，都是热量从外向内传热，由于粒径 大，首先是传热时间长，干馏时间长，处理量相对小。更重要的是由于高温区始终在外层，并 且比原料的最佳干馏终温要高很多才能向内传热，当原料中心温度达到最佳干馏温度时， 焦油从中心区热解焦油，向外释放时必须经过高温区，焦油产生二次裂解，焦油油质变重， 油量减少，热解气增加。这也是为什么一般的块干馏是中温干馏，而不能是低温干馏的重要 原因。 内构件强化热解技术： 该技术是较新的技术，特点是强化传热，要求在结构上加较多的传热件，耐高温金属耗 量大，成本高；由于是靠金属的间接加热，内构件将原料分成不同的间隔，原料的传热有较 大的改善，但依然是不均匀的；同时结构复杂对原料的阻碍和粘结性要求高，使得原料的使 用范围变小；金属结构复杂高温下金属变形对设备的影响较多。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用末和小颗粒的原料干馏，提高原料的利用率；充分利用干馏 的半焦热量，降低干馏的能耗采用低温燃烧技术，减少气体燃料燃烧时产生的氮氧化物排 放，实现绿色能源新工艺；提高焦油产率及油质轻化，副产高热值燃气，提高原料氢的利用 率；找到一种投资少，经济性好的干馏、热解、提质煤与油页岩利用的龙头工艺。本专利技术的目 的是这样实现的：它可以是由单个或若干个单体干馏炉体组合而成，干馏炉体包含加料仓、 加料机、干燥段、低温干馏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小颗粒内外热结合型煤复合干馏装置，它可以是由单个或若干个单体干馏炉体组合而成，干馏炉体包含加料仓、加料机、干燥段、低温干馏段、中温干馏段、中温半焦气体直接冷却段、低温半焦水冷室、下料机、下料管、干馏气集气腔、薄层干馏腔、管式燃烧器、辐射加热腔、气体热载体出口、气体热载体上入口、中间直接冷却气喷口、气体热载体下入口、冷却水管、燃料气预热器、管式燃烧器的鳍片、干馏炉体，干馏炉体上端部设有加料仓、加料机，下端部设有下料机、下料管，其特征在于：干馏炉体内的两侧设有相同的所述的管式燃烧器、辐射加热腔、气体热载体出口、气体热载体上入口、气体热载体下入口、冷却水管，干馏炉体内中间部位自上而下的设有所述的干馏气集气腔、中间直接冷却器；干馏气集气腔一侧安装干馏油气引出管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋佰盈，
申请(专利权)人：宋佰盈，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23