一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统技术方案

一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统，立式预热器与入料螺旋连接，入料螺旋与热解窑连接，热解窑一路和预热器连接，一路和热风供热炉连接，热风供热炉与热解窑连接；热解窑与沉降箱连接，沉降箱与高温过滤装置连接；热解窑与半焦气化炉连接，半焦气化炉与旋风分离器连接，旋风分离器与余热锅炉连接，旋风分离器与半焦气化炉连接，余热锅炉与汽包通过管连接；低阶粉煤先由预热器预热至200～300℃，之后进入多管加热回转式热解窑受热热解，热解气进入后续过滤及冷却处理装置。本发明专利技术可实现粉煤热解与半焦直接气化一体化处理，同时有效利用热态半焦直接制取燃料气或原料气，高效地利用了半焦的余热，省去了繁杂低效的半焦余热回收过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤化工
，特别涉及一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统。
技术介绍
煤的低温热解是实现低阶煤综合高效利用最为经济合理的技术途径，通过热解可获取热解气、焦油及高热值的半焦。对目前市场上产量较大，又不易直接销售的低阶粉煤，采用低温热解方法，充分实现其经济价值，意义更大。然而，目前现有的煤炭低温热解系统，还大多限于仅能处理块煤的小规模生产工艺系统，环保及经济性能均较差。能处理粉煤的一些低温热解装置，如外热式多段回转炉及固体热载体热解工艺等，也因为存在不能实现规模化，工艺系统不完善和易堵塞等问题而无法推广。此外，上述装置还均缺乏高效的半焦处理系统，产生的高温半焦需要冷却，再用于制取高炉喷吹煤粉或用于发电。半焦余热虽然采取了回收措施，但回收效率低，能量浪费严重。查询已有的低阶煤热解工艺专利，也有可进行粉煤热解的回转式热解工艺系统，但均属于没有配置外置式预热器及流化床半焦直接气化的工艺系统。
技术实现思路
为了克服上述现有热解工艺技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统，针对目前市场上数量巨大且难以处理的低阶粉煤，本专利技术可实现粉煤热解与半焦直接气化一体化处理，可提供热解气，同时有效利用热态半焦直接制取燃料气或原料气，更加高效地利用了半焦的余热，省去了繁杂低效的半焦余热回收过程。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统，包括立式预热器1，立式预热器I的排料口与入料螺旋2进口连接，入料螺旋2出口与多管加热回转式的热解窑3连接。热解窑3的排风口分为两路，一路和预热器I的进风口连接，一路和热风供热炉4的进风口连接，而热风供热炉4的出风口与热解窑3的进风口连接；热解窑3的热解气出口与沉降箱5入口连接，沉降箱5出口与高温过滤装置6入口连接；热解窑3的半焦出口与半焦气化炉7进料口连接，半焦气化炉7上部气体出口与旋风分离器8入口连接，旋风分离器8的上部出口与余热锅炉9连接，旋风分离器8的下部排粉口与半焦气化炉7下部料口连接，余热锅炉9与汽包10通过下降管及上升管连接。所述立式预热器I采用间壁换热。所述热解窑3为多管加热回转式，回转筒体内部安装有多组加热管并支承在两个支承托轮上，通过传动系统使其回转转动；回转筒体的进料端和出料端具有高度差。所述高温过滤装置6采用滤管结构。所述气化炉7采用流态化工作原理，热态小颗粒半焦无需破碎，直接进入气化炉，在气化剂的作用下实现气化，气化剂为空气水蒸汽，或者采用氧气。所述余热锅炉9为立式结构，采用间壁管式换热管和自然水循环工作原理，冷却水由余热锅炉底部进入换热管内，通过管壁与管外流动的气体换热，生成的蒸汽进入汽包。所述立式预热器1、3热解窑、高温过滤装置6、气化炉7、余热锅炉9及连接管路均采用保温结构，保温材料为硅酸铝或性能类似的材料。本系统和现有类似系统比较，本专利技术的有益效果是:a、热解装置由预热器和热解窑串联组合而成，系统构成简单，工艺结构合理。热解方法采用了间接加热式多管加热风循环热解原理，产生的气体有效成分含量高，经济价值大。b、新工艺可适用于规模化生产，单台年处理能力可达100万吨，适宜于进行规模化的热解及气化复合工艺线建设，流程紧凑，经济性好。C、高温半焦直接进行气化，充分利用了半焦余热，避免了常规半焦余热回收过程中的热损失，提高了工艺系统的热效率，也实现了半焦的高效综合利用。d、新工艺系统为实现煤、油、气、化的多联产工艺创造了条件。【附图说明】附图为本专利技术的结构流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进一步进行说明。一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统，包括立式预热器1、入料螺旋2、热解窑3、热风供热炉4、沉降箱5、高温过滤装置6、半焦气化炉7、旋风分离器8、余热锅炉9和汽包10 ；立式预热器I的排料口与入料螺旋2进口连接，入料螺旋2出口与多管加热回转式的热解窑3连接。热解窑3的排风口分为两路，一路和预热器I的进风口连接，一路和热风供热炉4的进风口连接，而热风供热炉4的出风口与热解窑3的进风口连接；热解窑3的热解气出口与沉降箱5入口连接，沉降箱5出口与高温过滤装置6入口连接；热解窑3的半焦出口与半焦气化炉7进料口连接，半焦气化炉7上部气体出口与旋风分离器8入口连接，旋风分离器8的上部出口与余热锅炉9连接，旋风分离器8的下部排粉口与半焦气化炉7下部料口连接，余热锅炉9与汽包10通过下降管及上升管连接。所述立式预热器I采用间壁换热，工作时，粉煤经由壳体上部进入，热风则由进气管进入，通过间壁传导，热介质在和粉煤的换热过程中，温度不断下降，粉煤温度则不断升尚O所述热解窑3为多管加热回转式，回转筒体内部安装有多组加热管并支承在两个支承托轮上，通过传动系统使其回转转动；回转筒体的进料端和出料端具有高度差，以实现筒体内料流移动。所述高温过滤装置6采用滤管结构，含尘气体由管外经滤管表面进入管内并实现过滤，管壁沉集的粉尘定期由脉冲喷吹气体进行清除。所述气化炉7采用流态化工作原理，热态小颗粒半焦无需破碎，直接进入气化炉，在气化剂的作用下实现气化，气化剂为空气水蒸汽，或者采用氧气。所述余热锅炉9为立式结构，采用间壁管式换热管和自然水循环工作原理，冷却水由余热锅炉底部进入换热管内，通过管壁与管外流动的气体换热，生成的蒸汽进入汽包。所述立式预热器1、3热解窑、高温过滤装置6、气化炉7、余热锅炉9及连接管路均采用保温结构，保温材料为硅酸铝或性能类似的材料。本专利技术的工作流程步骤如下:工作时，粒径小于1mm的粉煤，由上料系统送入预热器I上部，自上而下流经多个薄壁换热腔之间的间隙。来自热解窑3尾端的经混风降温至300?400°C左右的热风则由进气管进入，通过进气管将热风均匀分配至各个换热腔，粉煤由上向下运动过程中和换热腔外表面接触，通过间壁传导，粉煤温度逐渐升高至200?300°C，进而实现脱水及升温。脱除的水蒸汽逐渐上升并由上部排出。热风在和粉煤的换热过程中，温度不断下降，并最终达到约100°C，在后部排风机的作用下，经由排气管排出。预热后的粉煤通过螺旋喂料器2进入热解窑3筒体内，并在筒体的旋转过程中，借助筒体的倾斜实现由入料端向出料端的移动。由热风炉4系统提供的温度为700?800 °C的热风均匀进入到筒体内部的多组加热管内，并在向另一端流动的过程中，通过管壁传导和辐射，将进入热解窑3筒体，且位于加热管外的粉煤进一步加热至400?550°C，以此实现粉煤的热解。经由多组加热管的热风，通过管壁传导及辐射使管外粉煤升温热解，自身降温至500?600°C左右后由热解窑3的进料端排出。部分热风经混风降温后进入立式间壁粉煤预热器1，用于预热粉煤。其余部分热风则经循环风机回到热风炉4进入热风循环系统。粉煤热解后形成的热态半焦直接进入流化床半焦气化炉7进行气化。进入气化炉的半焦在由气化炉底部进入的空气和蒸汽的作用下形成流化态，并在高温下实现气化，产生的气体由气化炉上部进入旋风分离器8，分离出的半焦颗粒再回到气化炉中继续气化。分离气体之后进入余热锅炉9经余热回收降温后由下部排出，在此过程中产生的蒸汽汇聚于汽包10中，并可作为气化炉的气化剂。粉煤热解产生的热解气进入沉降箱5，先使大颗粒沉降，降低气体含尘浓度，然后再进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低阶粉煤热解与半焦气化复合工艺系统，其特征在于，包括立式预热器(1)，立式预热器(1)的排料口与入料螺旋(2)进口连接，入料螺旋(2)出口与多管加热回转式的热解窑(3)连接，热解窑(3)的排风口分为两路，一路和预热器(1)的进风口连接，一路和热风供热炉(4)的进风口连接，而热风供热炉(4)的出风口与热解窑(3)的进风口连接；热解窑(3)的热解气出口与沉降箱(5)入口连接，沉降箱(5)出口与高温过滤装置(6)入口连接；热解窑(3)的半焦出口与半焦气化炉(7)进料口连接，半焦气化炉(7)上部气体出口与旋风分离器(8)入口连接，旋风分离器(8)的上部出口与余热锅炉(9)连接，旋风分离器(8)的下部排粉口与半焦气化炉(7)下部料口连接，余热锅炉(9)与汽包(10)通过下降管及上升管连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉良，史建鹏，葛延，马玄恒，王宇航，师浩浩，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61