煤炭分级利用的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了煤炭分级利用的系统和方法，系统包括：分级装置，具有煤炭入口、粗煤出口、细煤出口和粉煤出口；燃烧装置，具有粉煤入口和燃烧烟气出口；气化装置，具有细煤入口、气化剂入口和高温煤气出口；热解装置，具有粗煤入口、高温热解油气出口和半焦出口，半焦出口与气化装置和燃烧装置中的至少一个相连；热回收单元，具有高温煤气入口、燃烧烟气入口、高温热解油气入口、低温水入口、空气入口、低温煤气出口、低温烟气出口、低温热解油气出口、高温空气出口和过热蒸汽出口，高温空气出口与气化剂入口相连；热利用装置，其与过热蒸汽出口相连。采用该系统可以实现煤炭的综合利用效益。

【技术实现步骤摘要】
煤炭分级利用的系统和方法
本专利技术属于煤化工
，具体而言，本专利技术涉及一种煤炭分级利用的系统和方法。
技术介绍
煤在燃烧、热解和气化等高值化利用过程中，对煤的粒径有严格的要求，比如，燃煤供热或发电时一般会用粒径不小于30mm的煤炭；煤炭热解时为防止焦油内灰分较高需用粗煤(块煤)，且尽量没有粒径较小煤组分，尤其是粉煤；而粉煤炉的原料的粒径一般在0.02mm。但是，煤炭在开采、运输和预处理等过程中，由于机械磨损等原因，会形成粒径不同的混合成分。一般而言，煤炭的粒径越大，适用性越强，用途越广，反之，粒径越小，适用性较差，用途受限，比如，大粒径块煤既可直接用于燃煤供热或发电或者用于热解等，也可破碎后作为粉煤气化用煤或粉煤锅炉用煤使用等，其粒径性品质较高；而小粒径煤除了用于粉煤气化或粉煤燃烧等方面外，很难适用于块煤燃烧或热解，其粒径性品质较高。因此，若能将煤炭根据粒径不同分级利用，实现不同品质煤区别利用，对提高煤的综合利用效果具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种煤炭分级利用的系统和方法，采用该系统可以实现煤炭的综合利用效益。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种煤炭分级利用的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：分级装置，所述分级装置具有煤炭入口、粗煤出口、细煤出口和粉煤出口；燃烧装置，所述燃烧装置具有粉煤入口和燃烧烟气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；气化装置，所述气化装置具有细煤入口、气化剂入口和高温煤气出口，所述细煤入口与所述细煤出口相连；热解装置，所述热解装置具有粗煤入口、高温热解油气出口和半焦出口，所述粗煤入口与所述粗煤出口相连，所述半焦出口与所述气化装置和燃烧装置中的至少一个相连；热回收单元，所述热回收单元具有高温煤气入口、燃烧烟气入口、高温热解油气入口、低温水入口、空气入口、低温煤气出口、低温烟气出口、低温热解油气出口、高温空气出口和过热蒸汽出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述燃烧烟气入口与所述燃烧烟气出口相连，所述高温热解油气入口与所述高温热解油气出口相连，所述高温空气出口与所述气化剂入口相连；热利用装置，所述热利用装置与所述过热蒸汽出口相连。根据本专利技术实施例的煤炭分级利用的系统通过对煤炭根据粒径进行分级处理，得到粗煤、细煤和煤粉，然后将粗煤供给至热解装置中进行热解生产热解油气和半焦，将细煤供给至气化装置中进行气化处理得到高温煤气，将煤粉供给至燃烧装置中进行燃烧供热，较以往直接将不同粒径的煤炭集中进行热解或/和气化处理相比，本申请中可以显著提高所得热解油气和高温煤气的品质，同时通过将气化装置得到的高温煤气、燃烧装置中得到的燃烧烟气以及热解装置中产生的高温热解油气供给至热回收单元中进行回收余热，并将回收的余热供给至热利用装置中进行使用，可以有效避免能源浪费，提高了资源利用率。由此，本申请的系统通过使煤炭根据粒径不同分级利用，提高了煤炭综合利用效益，并实现了产品的高值化多联产，提高了产品的品质。另外，根据本专利技术上述实施例的煤炭分级利用的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述热回收单元包括：第一空气冷换热器，所述空气入口和所述高温热解油气入口设置在所述第一空气冷换热器上，所述第一空气冷换热器上还设置有降温热解油气出口和第一加热空气出口；第一水冷换热器，所述低温水入口和所述低温热解油气出口设置在所述第一水冷换热器上，所述第一水冷换热器上还设置有降温热解油气入口和第一加热水出口，所述降温热解油气入口与所述降温热解油气出口相连；第二空气冷换热器，所述高温煤气入口和所述高温空气出口设置在所述第二空气冷换热器上，所述第二空气冷换热器上还设置有第一加热空气入口和降温煤气出口，所述第一加热空气出口与所述第一加热空气出口相连；第二水冷换热器，所述低温煤气出口设置在所述第二水冷换热器上，所述第二水冷换热器上还设置有第一加热水入口和第二加热水出口，所述第一加热水入口与所述第一加热水出口相连；第三蒸汽过热器，所述燃烧烟气入口和所述过热蒸汽出口设置在所述第三蒸汽过热器上，所述第三蒸汽过热器上还设置有降温烟气出口和第二加热水入口，所述第二加热水入口与所述第二加热水出口相连；第三水冷换热器，所述低温水入口和所述低温烟气出口设置在所述第三水冷换热器上，所述第三水冷换热器上还设置有降温烟气入口和第三加热水出口，所述降温烟气入口与所述降温烟气出口相连，所述第三加热水出口与所述第一加热水入口相连。由此，可以显著提高系统热利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述热回收单元包括：一级空气冷换热器，所述空气入口和所述高温热解油气入口设置在所述一级空气冷换热器上，所述一级空气冷换热器上还设置有降温热解油气出口和第一加热空气出口；一级水冷换热器，所述低温水入口和所述降温热解油气出口设置在所述一级水冷换热器上，所述一级水冷换热器上还设置有降温热解油气入口和第一加热水出口，所述降温热解油气入口与所述降温热解油气出口相连；二级空气冷换热器，所述高温煤气入口和所述高温空气出口设置在所述二级空气冷换热器上，所述二级空气冷换热器上还设置有第一加热空气入口和降温煤气出口，所述第一加热空气入口与所述第一加热空气出口相连；二级水冷换热器，所述低温煤气出口设置在所述二级水冷换热器上，所述二级水冷换热器上还设置有降温煤气入口、第一加热水入口和第二加热水出口，所述降温煤气入口与所述降温煤气出口相连，所述第一加热水入口与所述第一加热水出口相连；三级蒸汽过热器，所述燃烧烟气入口和所述过热蒸汽出口设置在所述三级蒸汽过热器上，所述三级蒸汽过热器上还设置有降温烟气出口和第二加热水入口，所述第二加热水入口与所述第二加热水出口相连，所述过热蒸汽出口与所述气化剂入口相连；三级水冷换热器，所述低温水入口和所述低温烟气出口设置在所述三级水冷换热器上，所述三级水冷换热器上还设置有降温烟气入口和第三加热水出口，所述降温烟气入口与所述降温烟气出口相连，所述第三加热水出口与所述第一加热水入口相连。由此，可以显著提高系统热利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述分级装置包括依次相连的风选器和气固分离器。在本专利技术的一些实施例中，所述气化装置为流化床气化装置。在本专利技术的一些实施例中，所述燃烧装置为流化床粉煤燃烧装置。在本专利技术的一些实施例中，所述热解装置为间壁换热式热解装置。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种采用上述的系统实施煤炭分级利用的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将煤炭供给至所述分级装置中进行分级处理，以便得到粗煤、细煤和粉煤；(2)将所述粉煤供给至所述燃烧装置中进行燃烧，以便得到燃烧烟气；(3)将所述细煤和气化剂供给至所述气化装置中进行气化处理，以便得到高温煤气；(4)将所述粗煤供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到高温热解油气和半焦，并将所述半焦供给至所述燃烧装置和所述气化装置中的至少之一；(5)将所述燃烧烟气、所述高温煤气和所述高温热解油气供给至所述热回收单元中与低温水和空气进行换热，以便得到低温煤气、低温烟气、低温热解油气、高温空气和过热蒸汽，并将所述高温空气供给至步骤(3)中作为所述气化剂；(6)将所述过热蒸汽供给至所述热利用装置中。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭分级利用的系统，其特征在于，包括：分级装置，所述分级装置具有煤炭入口、粗煤出口、细煤出口和粉煤出口；燃烧装置，所述燃烧装置具有粉煤入口和燃烧烟气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；气化装置，所述气化装置具有细煤入口、气化剂入口和高温煤气出口，所述细煤入口与所述细煤出口相连；热解装置，所述热解装置具有粗煤入口、高温热解油气出口和半焦出口，所述粗煤入口与所述粗煤出口相连，所述半焦出口与所述气化装置和燃烧装置中的至少一个相连；热回收单元，所述热回收单元具有高温煤气入口、燃烧烟气入口、高温热解油气入口、低温水入口、空气入口、低温煤气出口、低温烟气出口、低温热解油气出口、高温空气出口和过热蒸汽出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述燃烧烟气入口与所述燃烧烟气出口相连，所述高温热解油气入口与所述高温热解油气出口相连，所述高温空气出口与所述气化剂入口相连；热利用装置，所述热利用装置与所述过热蒸汽出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种煤炭分级利用的系统，其特征在于，包括：分级装置，所述分级装置具有煤炭入口、粗煤出口、细煤出口和粉煤出口；燃烧装置，所述燃烧装置具有粉煤入口和燃烧烟气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；气化装置，所述气化装置具有细煤入口、气化剂入口和高温煤气出口，所述细煤入口与所述细煤出口相连；热解装置，所述热解装置具有粗煤入口、高温热解油气出口和半焦出口，所述粗煤入口与所述粗煤出口相连，所述半焦出口与所述气化装置和燃烧装置中的至少一个相连；热回收单元，所述热回收单元具有高温煤气入口、燃烧烟气入口、高温热解油气入口、低温水入口、空气入口、低温煤气出口、低温烟气出口、低温热解油气出口、高温空气出口和过热蒸汽出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述燃烧烟气入口与所述燃烧烟气出口相连，所述高温热解油气入口与所述高温热解油气出口相连，所述高温空气出口与所述气化剂入口相连；热利用装置，所述热利用装置与所述过热蒸汽出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热回收单元包括：第一空气冷换热器，所述空气入口和所述高温热解油气入口设置在所述第一空气冷换热器上，所述第一空气冷换热器上还设置有降温热解油气出口和第一加热空气出口；第一水冷换热器，所述低温水入口和所述低温热解油气出口设置在所述第一水冷换热器上，所述第一水冷换热器上还设置有降温热解油气入口和第一加热水出口，所述降温热解油气入口与所述降温热解油气出口相连；第二空气冷换热器，所述高温煤气入口和所述高温空气出口设置在所述第二空气冷换热器上，所述第二空气冷换热器上还设置有第一加热空气入口和降温煤气出口，所述第一加热空气出口与所述第一加热空气出口相连；第二水冷换热器，所述低温煤气出口设置在所述第二水冷换热器上，所述第二水冷换热器上还设置有第一加热水入口和第二加热水出口，所述第一加热水入口与所述第一加热水出口相连；第三蒸汽过热器，所述燃烧烟气入口和所述过热蒸汽出口设置在所述第三蒸汽过热器上，所述第三蒸汽过热器上还设置有降温烟气出口和第二加热水入口，所述第二加热水入口与所述第二加热水出口相连；第三水冷换热器，所述低温水入口和所述低温烟气出口设置在所述第三水冷换热器上，所述第三水冷换热器上还设置有降温烟气入口和第三加热水出口，所述降温烟气入口与所述降温烟气出口相连，所述第三加热水出口与所述第一加热水入口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热回收单元包括：一级空气冷换热器，所述空气入口和所述高温热解油气入口设置在所述一级空气冷换热器上，所述一级空气冷换热器上还设置有降温热解油气出口和第一加热空气出口；一级水冷换热器，所述低温水入口和所述降温热解油气出口设置在所述一级水冷换热器上，所述一级水冷换热器上还设置有降温热解油气入口和第一加热水出口，所述降温热解油气入口与所述降温热解油气出口相连；二级空气冷换热器，所述高温煤气入口和所述高温空气出口设置在所述二级空气冷换热器上，所述二级空气冷换热器上还设置有第一加热空气入口和降温煤气出口，所述第一加热空气入口与所述第一加热空气出口相连；二级水冷换热器，所述低温煤气出口设置在所述二级水冷换热器上，所述二级水冷换热器上还设置有降温煤气入口、第一加热水入口和第二加热水出口，所述降温煤气入口与所述降温煤气出口相连，所述第一加热水入口与所述第一加热水出口相连；三级蒸汽过热器，所述燃烧烟气入口和所述过热蒸汽出口设置在所述三级蒸汽过热器上，所述三级蒸汽过热器上还设置有降温烟气出口和第二加热水入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘周恩，苏二强，吴黎阳，余海鹏，史雪君，黄伟，孙宝林，史东军，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11