一种煤热解提质一体化成套系统技术方案

本发明专利技术涉及一种煤热解提质一体化系统，沿工艺路线依次连接设有所述干燥热解单元、提质煤冷却单元和增湿出料单元，通过设置所述干燥热解单元中煤干燥和煤热解反应在同一个回转筒体内完成，有效减少设备投资，提高工艺可靠性；通过设置所述提质煤冷却单元中利用冷空气对布料列管内的物料进行间接冷却，设备简单，安全性好，废水废气产率低，换热后获得的热空气进行热量回收再利用；通过设置所述增湿出料单元中在利用螺旋输送机对提质煤进行输送的过程中，采用所述喷淋器对提质煤进行喷水增湿，操作简单可靠，且可根据工艺需要调节喷水量，产品质量好，工艺环保。

【技术实现步骤摘要】
一种煤热解提质一体化成套系统
本专利技术涉及一种煤热解提质一体化成套系统，属于煤热解提质的

技术介绍
我国是一个煤炭资源丰富、而石油及天然气资源相对匮乏的国家，近年来随着我国北方地区大气环境的日益恶化，为减少煤炭直接燃烧对环境的影响，同时提高煤炭资源的利用率，国内外越来越多的机构及学者开始研究煤炭分质利用技术，即将原料煤进行中低温热解，得到高价值的煤气、煤焦油和提质煤的一种煤炭利用方法。目前，国内所采用的煤炭热解提质工艺，多采用三套独立系统串联来实现，即干燥炉、炭化反应炉和冷却(熄焦)炉串联形成热解提质工艺核心部分。中国专利文献CN102250633A公开了一种用外热式回转炉进行褐煤提质的方法，具体步骤包括；(1)将原料褐煤送入回转干燥炉，使原料褐煤温度在100～300℃的环境下进行干燥和脱吸20～40分钟，除去褐煤中的水分以及吸附在煤的毛孔中的气体；(2)干燥和脱吸后的煤进入回转炭化炉热解提质，在物料温度450～700℃下热裂解40min～120min，热裂解提质后得到半焦和含有焦油的高温粗煤气，回转炭化炉的操作压力在微正压与微负压之间，具体数值为±500mmH2O；(3)通过热解提质后产生的半焦由回转炭化炉的炉尾排出，送入回转冷却炉熄焦冷却，冷却后的半焦再送入筛焦装置筛分得到不同粒径的成品半焦；(4)通过热裂解提质后产生的含焦油的高温粗煤气由回转炭化炉导气管导出，进入焦油煤气分离纯化装置，进行吸收和纯化，得到高品质焦油成品和高热值煤气成品；其中一部分成品煤气和空气送入燃烧炉燃烧，燃烧后的热烟气送入回转炭化反应炉夹套内作为物料自身热裂解的热源，加热完物料后具有一定热值的热烟气由高温风机送到回转干燥炉干燥原煤。然而，上述工艺流程中，回转干燥炉与回转炭化反应炉之间、回转炭化反应炉与回转冷却炉之间均需要专门设置衔接装置，且三套炉体系统之间需要严格密封，但对于高温固体物料的密封始终是技术难点，因此，上述工艺存在设备数量多、装置庞大、布置复杂、工艺可靠性低、能耗高等缺点，此外，由于原料煤中含有大量粉尘，极易造成设备管道堵塞，且后续油气产品除尘工作量大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种结构简单、高效节能、环境友好的煤热解提质一体化成套系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种煤热解提质一体化成套系统，其沿工艺路线依次连接设有干燥热解单元、提质煤冷却单元和增湿出料单元；所述干燥热解单元，包括横向设置的回转筒体以及套设于所述回转筒体侧壁外侧的外夹套，所述回转筒体与所述外夹套之间形成烟气通道；所述回转筒体的前端设有进料口，所述回转筒体的后端设有出料口；沿工艺路线方向所述回转筒体依次包括干燥段、反应段和保温段，在所述干燥段和反应段分界处设有料封区，所述料封区设有中心内筒和环设于所述中心内筒外侧的螺旋，所述中心内筒与所述回转筒体为同轴设置，沿竖直方向所述中心内筒的顶端高度低于所述回转筒体内的物料高度；在所述反应段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根反应段加热管，所述反应段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述反应段加热管的两端固定于所述回转筒体上，在所述保温段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根保温段加热管，所述保温段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述保温段加热管的两端固定于所述回转筒体上，沿工艺路线方向所述外夹套上依次设有干燥烟气出口、干燥烟气进口、加热烟气出口、加热烟气进口和保温烟气出口；所述干燥烟气进口与所述中心内筒通过一个连接管连通设置；所述反应段加热管的两端分别与所述加热烟气出口和所述加热烟气进口连通；所述保温段加热管的两端分别与所述加热烟气进口和所述保温烟气出口连通；所述提质煤冷却单元，包括纵向设置的筒体以及位于所述筒体内部的沿竖直方向平行设置的若干个布料列管，所述筒体的顶部与所述干燥热解单元的出料口连通设置，所述筒体的上部设有热空气出口，下部设有冷空气进口和水蒸气排出口；所述增湿出料单元，与所述筒体的底部连通设置，所述增湿出料单元包括螺旋输送机和喷淋器，所述喷淋器位于所述螺旋输送机的上方以对所述螺旋输送机的输送物料进行喷淋处理。在所述加热烟气进口处、位于所述外夹套的内侧设置两个烟气分流器，所述烟气分流器为人字形分流板。与所述回转筒体的进料口连通设置进料器，所述进料器为溜管或螺旋进料器。与所述回转筒体的前端连通设有排灰箱，所述排灰箱的底部设有排灰口，所述排灰箱的侧壁上设有气体出口；与所述回转筒体的后端连通设有出料箱，所述出料箱的底部设有出料口，所述出料箱的顶部设有导气口。沿所述回转筒体的中心轴向，所述干燥段、反应段和保温段的长度占回转筒体总长的百分比依次为40％～45％、40％～45％、10％～20％。沿所述回转筒体的中心轴向，所述反应段加热管的长度小于或等于所述反应段长度，所述保温段加热管的长度小于或等于所述保温段的长度。沿竖直方向，所述回转筒体内的物料高度比所述中心内筒的底端高出100～200mm。在所述筒体内部且位于所述布料列管的上方设有物料分布器。所述布料列管的直径为DN200～DN400，所述布料列管的长度与所述筒体的长度之比为0.8:1～1:1。与所述提质煤冷却单元还连接设置重量感应装置或者料位感应装置。本专利技术所述的煤热解提质一体化成套系统，工艺流程如下：(1)原料煤进入所述干燥热解单元，先在所述干燥段利用热烟气对原料煤通过间接加热和直接加热的组合方式进行干燥处理，将原料煤的含水量降至到0.5％以下得到干燥煤；在对原料煤进行干燥的同时，与原料煤直接接触的烟气将原料煤中细微煤粉带走并除去；之后，在所述反应段利用热烟气对所述干燥煤进行逆流式间接加热，所述干燥煤被加热到350～600℃进行热解反应，反应生成焦油气、煤气和提质煤，所述提质煤进入所述保温段后利用热烟气进行并流式加热，保温一段时间使所述提质煤中的挥发分析出；并将所述焦油气和煤气导出，得到高温提质煤进入所述提质煤冷却单元；(2)在所述提质煤冷却单元，利用冷空气对所述高温提质煤进行间接换热冷却，将所述高温提质煤的温度降低至200℃以内，换热后获得的热空气进行热量回收；(3)冷却降温后的提质煤进入所述增湿出料单元，在出料的过程中利用喷淋器对所述提质煤进行喷水增湿，同时对提质煤进行进一步降温，所述提质煤从出料口排出时，即为具有一定含水量且温度为70℃左右的提质煤成品。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术所述的煤热解提质一体化成套系统，沿工艺路线依次连接设有所述干燥热解单元、提质煤冷却单元和增湿出料单元，首先，通过设置所述干燥热解单元中煤干燥和煤热解反应在同一个回转筒体内完成，避免现有技术中由于需在干燥设备与热解反应设备之间专门设置衔接设备，导致系统密封性差的问题，同时还能有效减少设备投资，提高了工艺可靠性，且本专利技术在进行原料煤干燥处理时，能够同时除去细微煤粉，有利于后续工艺操作，确保煤热解反应能够长期稳定运行，有效解决现有技术中煤热解工艺中粉尘易造成设备管道堵塞且后续油气产品除尘工作量大的问题；其次，通过设置所述提质煤冷却单元中利用冷空气对布料列管内的物料进行间接冷却，设备简单，安全性好，废水废气产率低，换热后获得的热空气进行热量回收再利用；最后，通过设置所述增湿出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤热解提质一体化成套系统，其特征在于，沿工艺路线依次至少连接设有干燥热解单元、提质煤冷却单元和增湿出料单元；所述干燥热解单元，包括横向设置的回转筒体以及套设于所述回转筒体侧壁外侧的外夹套，所述回转筒体与所述外夹套之间形成烟气通道；所述回转筒体的前端设有进料口，所述回转筒体的后端设有出料口；沿工艺路线方向所述回转筒体依次包括干燥段、反应段和保温段，在所述干燥段和反应段分界处设有料封区，所述料封区设有中心内筒和环设于所述中心内筒外侧的螺旋，所述中心内筒与所述回转筒体为同轴设置，沿竖直方向所述中心内筒的顶端高度低于所述回转筒体内的物料高度；在所述反应段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根反应段加热管，所述反应段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述反应段加热管的两端固定于所述回转筒体上，在所述保温段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根保温段加热管，所述保温段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述保温段加热管的两端固定于所述回转筒体上，沿工艺路线方向所述外夹套上依次设有干燥烟气出口、干燥烟气进口、加热烟气出口、加热烟气进口和保温烟气出口；所述干燥烟气进口与所述中心内筒通过一个连接管连通设置；所述反应段加热管的两端分别与所述加热烟气出口和所述加热烟气进口连通；所述保温段加热管的两端分别与所述加热烟气进口和所述保温烟气出口连通；所述提质煤冷却单元，包括纵向设置的筒体以及位于所述筒体内部的沿竖直方向平行设置的若干个布料列管，所述筒体的顶部与所述干燥热解单元的出料口连通设置，所述筒体的上部设有热空气出口，下部设有冷空气进口和水蒸气排出口；所述增湿出料单元，与所述筒体的底部连通设置，所述增湿出料单元包括螺旋输送机和喷淋器，所述喷淋器位于所述螺旋输送机的上方以对所述螺旋输送机的输送物料进行喷淋处理。...

【技术特征摘要】
1.一种煤热解提质一体化成套系统，其特征在于，沿工艺路线依次至少连接设有干燥热解单元、提质煤冷却单元和增湿出料单元；所述干燥热解单元，包括横向设置的回转筒体以及套设于所述回转筒体侧壁外侧的外夹套，所述回转筒体与所述外夹套之间形成烟气通道；所述回转筒体的前端设有进料口，所述回转筒体的后端设有出料口；沿工艺路线方向所述回转筒体依次包括干燥段、反应段和保温段，在所述干燥段和反应段分界处设有料封区，所述料封区设有中心内筒和环设于所述中心内筒外侧的螺旋，所述中心内筒与所述回转筒体为同轴设置，沿竖直方向所述中心内筒的顶端高度低于所述回转筒体内的物料高度；在所述反应段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根反应段加热管，所述反应段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述反应段加热管的两端固定于所述回转筒体上，在所述保温段的内部且沿所述回转筒体的轴向设有若干根保温段加热管，所述保温段加热管沿所述回转筒体的内壁圆周均匀分布且所述保温段加热管的两端固定于所述回转筒体上，沿工艺路线方向所述外夹套上依次设有干燥烟气出口、干燥烟气进口、加热烟气出口、加热烟气进口和保温烟气出口；所述干燥烟气进口与所述中心内筒通过一个连接管连通设置；所述反应段加热管的两端分别与所述加热烟气出口和所述加热烟气进口连通；所述保温段加热管的两端分别与所述加热烟气进口和所述保温烟气出口连通；所述提质煤冷却单元，包括纵向设置的筒体以及位于所述筒体内部的沿竖直方向平行设置的若干个布料列管，所述筒体的顶部与所述干燥热解单元的出料口连通设置，所述筒体的上部设有热空气出口，下部设有冷空气进口和水蒸气排出口；所述增湿出料单元，与所述筒体的底部连通设置，所述增湿出料单元包括螺旋输送机和喷淋器，所述喷淋器位于所述螺旋输送机的上方以对所述螺旋输送机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文，王守峰，李万善，刘新，张朝蓉，江昊沛，
申请(专利权)人：陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，华陆工程科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61