本发明专利技术公开了一种循环流化床锅炉两级煤热解装置和煤热解方法，所述热解装置包括呈倒梯形台形状的热解室，所述热解室由分隔墙分隔成并列设置的低温热解室和高温热解室；所述低温热解室上部设置有低温热解室进灰口、进煤口和低温热解气出口，底部设有低温热解流化气室；所述高温热解室顶部或侧墙上部设有高温热解气出口、高温热解室进灰口以及混合出料口，底部设有高温热解流化气室和灰焦分离流化气室；灰焦分离流化气室上部设有半焦出料口；分隔墙在下部设有高位连通口和低位连通口以及相对应的可调挡板。本发明专利技术既能实现煤的充分热解，又能提高控制性能，保障生产出适应不同需求的多种热解产物，提高煤热解利用的综合效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤热解
，具体涉及一种与循环流化床锅炉配套使用的两级煤热解装置和煤热解方法。
技术介绍
相比较原煤而言，煤中的挥发份或焦炭大多有更高的利用价值，采用煤热解(煤拔头)工艺将煤分解为热解气、焦油和焦炭或半焦(有的也称为兰炭)，是实现煤的分级利用的有效途径。根据不同的热解产物需求，存在许多不同的热解工艺。有的热解就是利用煤燃烧的热将煤中的挥发份析出，仅仅为了直接得到焦炭或半焦，用于冶金、化工领域或环保锅炉；以煤基能源化工为主的热解工艺，主要为了生产焦油和加氢制燃料油，通常热解产生的热解气和部分半焦直接燃烧以供热解热需要。以燃烧发电利用为主的多联产热解工艺，一般生产出焦油作为主产品，副产品半焦和热解气直接燃烧供产蒸汽发电；另外一种煤热解是以提高发电效率为目的，热解过程以产生热解气为主，除热解产生的半焦通过燃烧产生蒸汽发电外，产生的热解气还可通过燃气蒸汽联合循环发电来提高整体的煤发电效率。相比较其它热解工艺的传热方式，煤在流化床床层内加热热解的传热能力更强。采用循环流化床锅炉循环灰作为热载体，在外置流化床煤热解反应器进行煤热解，可以将热解系统和燃烧系统有机结合起来，不仅热解效率高，热解产物半焦或分离焦油后的热解气也可直接进入流化床锅炉燃烧，减少了复杂的给煤系统和半焦或热解气处理程序，工艺系统和设备较为简单，建设占地也大为减小。传统流化床煤热解工艺都是以产生更多低温优质焦油为主要目的，以获得较好的煤利用综合效益。该类工艺要求热解温度不能太高，通常控制在450?600°C之间。如果利用高循环倍率循环流化床锅炉的循环灰作为热载体，为了控制流化床热解反应器内热解反应在合适的低温下进行，该热解工艺需要设置灰分流装置，以控制只将少部分高温循环灰进入流化床热解反应器，剩余的大部分循环灰直接返回流化床锅炉。该热解工艺循环灰与被热解煤是同步流动的，最初循环灰与煤的传热温差很大，随后逐渐降低到很小，不仅简单顺流换热的传热平均温差较低(传热效率低)，煤的实际热解温度也较难控制。另外，煤热解温度先很高后较低的过程与最佳的热解工艺正好相反，造成小颗粒物料加热快，热解温度过高，大颗粒物料加热慢，热解不充分，产油率和产气率均较低。对于绝大多数煤种，如果要快速、充分利用煤的挥发份，需要在较高的温度下才能完成煤的充分热解，提高热解产率。但是煤炭直接高温热解的工艺较难控制热解产物，通常热解产物中的低温焦油比例低，热解气比例高；热解气中甲烷含量少，而氢含量多，这种热解产物较难满足实际需要，经济利用价值较低。中国专利技术专利CN103031135B提出一种流化床分级煤热解工艺，该工艺可充分利用循环灰的热量提高煤热解产物整体产率，但该工艺还存在一些局限。首先，该工艺主要以产生的热解气用于燃气蒸汽联合循环发电来提高整体的煤发电效率为目的，因而注重热解产物中热解气比例的提高和热解气成分满足燃气轮机的要求，对于热解产物的成分控制能力有限，也不适宜多种不同用途的热解以及同时提供多种热解产品。其次，该热解工艺将全部高温循环灰都进入低温热解室，通过控制低温热解室流化风量来控制高温循环灰上升到热解室的高度，从而控制低温热解室的热解温度，控制调节难度较大，不仅控制精度不高，控制稳定性也较差。再次，该低温热解室与高温热解室在下部整体相通，煤粒由进料口运动到出料口的距离较短，大颗粒物料的换热和煤热解时间难以保障。再次，原煤颗粒粒径分布较广，大多在I?8mm，远远大于粒径大多在0.09?0.5mm的循环灰粒径。该热解反应器内煤和灰采用完全均匀混合、同步运行和输送，为了确保大颗粒煤在热解室有足够的停留时间进行充分热解，该热解反应器的体积需要较大，流化气量也较大，能耗很高。另外，低温热解过程是煤热解的最主要过程，但受完全混合的热平衡限制，该低温热解室的循环灰流量小，而灰的温降大，造成与煤的平均传热温差小，传热和热解效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种与循环流化床锅炉配套使用的两级煤热解装置和煤热解方法，通过采用更易控制的两级流化床煤热解工艺，既能实现煤的充分热解，又能提高控制性能，保障生产出适应不同需求的多种热解产物，提高煤热解利用的综合效益。为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案:一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，所述热解装置包括热解室，所述热解室由分隔墙7分隔成并列设置的低温热解室6和高温热解室5 ;所述热解室与分隔墙7相对的两个侧墙为倾斜设置；在热解室底部，与分隔墙7相连接的两个侧墙之间的间距大于倾斜侧墙与分隔墙7之间的间距；所述低温热解室6设置有低温热解室进灰口 11、进煤口 18和低温热解气出口 12 ；所述低温热解室进灰口 11和进煤口 18位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的一端，所述低温热解气出口 12位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的中部；其中，低温热解室进灰口 11和进煤口 18之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，使温度较高的循环灰首先与低温热解室密相区的大量物料混合换热降温，密相区混合物料再与进入的煤换热，可保证煤热解温度不会太高而影响低温热解产物的质量；所述低温热解室6底部设有低温热解流化气室3，低温热解流化气通过低温热解流化气室3上部的布风装置进入低温热解室6 ;所述高温热解室5顶部或上部侧面设有高温热解气出口 9和高温热解室进灰口10 ;所述高温热解室进灰口 10位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部与低温热解室进灰口 11相对的一端，所述高温热解气出口 9位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部的中部；所述高温热解室5上部的侧墙靠近低温热解室进灰口 11的一端设有混合出料口8 ;所述混合出料口 8的标高低于高温热解气出口 9和低温热解气出口 12 ；所述高温热解室5底部靠近高温热解室进灰口 10的一端设有高温热解流化气室2，高温热解流化气通过高温热解流化气室2上部的布风装置进入高温热解室5 ;所述高温热解室5底部远离高温热解室进灰口 10的一端设有灰焦分离流化气室1，用于灰焦分离的流化气体从灰焦分离流化气室I通过灰焦分离流化气室I上部的布风装置进入高温热解室5 ;所述灰焦分离流化气室I上部的布风装置的上方、高温热解室5下部的侧墙远离高温热解室进灰口 10的一侧设有半焦出料口 4 ;所述分隔墙7在下部靠近高温热解室进灰口 10的一侧设有高位连通口 15和低位连通口 16 ;所述高位连通口 15和低位连通口 16将高温热解室5和低温热解室6连通；所述高位连通口 15位于低位连通口 16上部，所述高位连通口 15设有可调节高位连通口 15开度的高位连通口可调挡板14，所述低位连通口 16设有可调节低位连通口 16开度的低位连通口可调挡板17;所述低温热解流化气室3上部的布风装置的上表面高于或等于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；所述灰焦分离流化气室I上部的布风装置的上表面低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；所述混合出料口 8的最低点高于高位连通口 15的顶点；所述半焦出料口 4的最低点低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面高度。作为本专利技术的一个改进，所述低位连通口 16为高度低、宽度宽的矮宽型，以强制最小流量的小颗粒物料经过热解室底部与大颗粒物料混合；所述高位连通口本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，所述热解装置包括热解室，所述热解室由分隔墙(7)分隔成并列设置的低温热解室(6)和高温热解室(5)；所述热解室与分隔墙(7)相对的两个侧墙为倾斜设置；在热解室底部，与分隔墙(7)相连接的两个侧墙之间的间距大于倾斜侧墙与分隔墙(7)之间的间距；所述低温热解室(6)设置有低温热解室进灰口(11)、进煤口(18)和低温热解气出口(12)；所述低温热解室进灰口(11)和进煤口(18)位于低温热解室(6)顶部或任一个侧墙上部的一端，所述低温热解气出口(12)位于低温热解室(6)顶部或任一个侧墙上部的中部；其中，低温热解室进灰口(11)和进煤口(18)之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热；所述低温热解室(6)底部设有低温热解流化气室(3)，低温热解流化气通过低温热解流化气室(3)上部的布风装置进入低温热解室(6)；所述高温热解室(5)设有高温热解气出口(9)和高温热解室进灰口(10)；所述高温热解室进灰口(10)位于高温热解室(5)顶部或任一个侧墙上部与低温热解室进灰口(11)相对的一端，所述高温热解气出口(9)位于高温热解室(5)顶部或任一个侧墙上部的中部；所述高温热解室(5)上部的侧墙靠近低温热解室进灰口(11)的一端设有混合出料口(8)；所述混合出料口(8)的标高低于高温热解气出口(9)和低温热解气出口(12)的标高；所述高温热解室(5)底部靠近高温热解室进灰口(10)的一端设有高温热解流化气室(2)，高温热解流化气通过高温热解流化气室(2)上部的布风装置进入高温热解室(5)；所述高温热解室(5)底部远离高温热解室进灰口(10)的一端设有灰焦分离流化气室(1)，用于灰焦分离的流化气体从灰焦分离流化气室(1)通过灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置进入高温热解室(5)；所述灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置的上方、高温热解室(5)下部的侧墙远离高温热解室进灰口(10)的一侧设有半焦出料口(4)；所述分隔墙(7)在下部靠近高温热解室进灰口(10)的一侧设有高位连通口(15)和低位连通口(16)；所述高位连通口(15)和低位连通口(16)将高温热解室(5)和低温热解室(6)连通；所述高位连通口(15)位于低位连通口(16)上部，所述高位连通口(15)设有可调节高位连通口(15)开度的高位连通口可调挡板(14)，所述低位连通口(16)设有可调节低位连通口(16)开度的低位连通口可调挡板(17)；所述低温热解流化气室(3)上部的布风装置的上表面高于或等于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面；所述灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置的上表面低于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面；所述混合出料口(8)的最低点高于高位连通口(15)的顶点；所述半焦出料口(4)的最低点低于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面高度。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝江平，李东雄，靳智平，闫润生，
申请(专利权)人：山西大学，北京中能创先技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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