气体载热体褐煤悬浮热解装置，是将褐煤送入锤式干燥机粉碎和干燥，干燥温度低于４００℃，在１１０－１３０℃温度下进入悬浮热解炉，生产半焦和焦油煤气混合气体，经第一热解旋风分离器分离后，焦油煤气混合气体进入油气冷却气，冷却后排出，半焦进入停留槽，热解反应后经三级熄焦系统熄焦后，半焦进入半焦冷却器冷却后送入堆场。熄焦气进入氧源加热器冷却氧源气体后作为冷却介质进入油气冷却器冷却焦油煤气混合气体。本发明专利技术与传统工艺相比，节省占地、投资少、减少劳动力，且传热均匀、速度快，焦油和煤气产出率高。改善了半焦产品的易燃特性，便于安全储藏运输。具有降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率，节约冷却用水等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用褐煤经热解制备半焦、焦油和煤气的方法，可应用于煤 炭、煤化工、能源和动力等行业。
技术介绍
我国煤炭资源虽然比较丰富，但优质煤炭资源仅占一半左右，其余为褐煤 等煤炭资源。褐煤等年轻煤种因水分高、灰分高、挥发分高、热值低，常被当作低质燃料动力煤；加上易氧化和自燃，不宜长途运输，也就成为难以异地加 工利用的煤资源。褐煤是高挥发分煤种，其分子结构可以看作无烟煤与油气分子的结合体， 采取热解的加工方法把褐煤中的油气成分分离出来(类似于油页岩加工利用)， 可以缓解我国石油供求矛盾。从综合利用的角度，褐煤不应作为低质资源，也 不宜直接作为燃料和动力煤，应先对褐煤进行加工分离，取得半焦、焦油和煤 气，再进一步加工利用。我国褐煤主要成分见表一表一 我国褐煤主要成份<table>table see original document page 4</column></row><table>褐煤含有大量的水分，通常按以下三种形式存在-(1) 外水为表面水，含量10 30%。(2) 内水为毛细孔中所含的水，含量5 20%。(3) 结晶水 一般以含水硫酸钙、高岭土、其它粘土质矿物等化合物形式存在。外水易于去除，内水在50(TC下仍有残留，结晶水要在50(TC时才大部分脱 除。干燥后其热值由每公斤15MJ提高到20MJ以上；重量减轻25%以上。褐煤在隔缺氧条件下加热产生热分解，挥发出煤气、焦油气，剩下的固体含炭量升高，热值增加，称作半焦。在500 60(TC热解可以得到挥发份含量适 宜、热值较高的半焦。褐煤半焦属于提质煤，为一种清洁燃料，用于电石、铁合金、炼铁(钢)、 合成氨、活性炭、碳素制品等行业。焦油用于制取石脑油、燃料油，或作为化 工原料生产合成化纤、医药、粘合剂等。煤气用于动力、发电、制取甲醇或天 然气。现有的褐煤热解工艺1、 日立公司开发的二段加热提质工艺，采用的干燥机是一种回转炉式装置， 它由燃烧炉产生的热烟气和干馏装置的排出气间接加热，原煤经过干燥机(温度100 150。C)后连续供给干馏装置，它系立式重力移动床，温度300 40(TC， 由另一个燃烧炉产生的热烟气间接加热。燃烧炉的热烟气是烧煤油产生的，但 工业化工厂将用燃烧装置所取代。干馏后煤经冷却5(TC左右，变成疏水性，然 后在焦油涂敷装置中进行焦油处理，提质煤降低了自燃的可能性。2、 三菱重工公司开发的流化床工艺，是以流化床加热底煤阶煤的提质工艺， 其特点是在80 150'C温度下在对原料煤干燥，然后在250 40(TC温度下快速加 热和在30 7(TC温度下快速冷却，得到提质煤。3、 北京煤化所多段回转炉工艺，原料煤经送料器送入回转炉干燥炉，在此 与调整至300。C以下的热烟道气直接换热并蒸发大部分含湿水分；干燥煤通过星 形给料器进入回转热解炉中燃烧，热量通过炉壁传给炉内的煤料，热解温度可 控制在550 750°C;热解后半焦通过星形给料器进入半焦冷却回转炉，在炉内 用水熄灭；冷却后的半焦运往贮存库房。由回转热解炉排出的热解煤起、焦油蒸汽、水蒸汽的混合气体于除尘器中 在较高温下除去大部分携带的粉尘，在预冷器中初步冷却，然后进入列管冷凝 冷却器进一步冷却，并经反复分离焦油和冷凝水后进入鼓风机；加压后的煤气 可返回热解系统作为燃料气，也可外供作为民用饮事煤气或工业燃气。燃烧炉排出的热烟道气由管道导入干燥炉中作为煤的干燥介质，由于烟道 气温度较高，可通过换热气(与冷空气)换热或混入低温烟道气调整温度；干 燥炉排出的废气经旋风除尘器、引风机后排放，引风机后的部分废气作为循环 气导入干燥炉进气管以调整烟道气温度。4、 澳大利亚联邦科学与工业研究院(CSIRO)流化床热解器 每小时处理20kg煤的快速热解装置。该装置由加煤器、砂子流化床反应器、产品回收系统3个主要部分组成。加煤器(直径0.51m、高1.63m)可容纳20kg流态干煤，经过计量的氮气 流使煤流态化，调节排放的氮气可改变加煤器压力，煤粒通过两条交替处于自 动开启或关闭清扫的管线进入反应器并保证供煤过程稳定进行。反应器可分为3段，最下段为砂子流化床，内径0.15m，高1.22m;上两段 为气流段，每一段都为0.91m。反应器内加热元件允许操作温度高达IOO(TC。 气体在流化段中停留0.4 1.0s，在两段气流段共停留0.2 0.4s。煤粒通过用水冷却的管理喷入流化床层，床层由0.3 1.0mm大小的砂粒组成。流化床内气体由两部分通入， 一部分为液化石油气和空气在燃烧室内形成， 必要时再将冷氮气通入以调节燃烧气的温度；另一部分为通过电加热器预热到 一定温度的氮气，必要时将乙炔一空气燃烧器的燃烧产品气吹入，使之进一步 加热。气体总流量为0.0041 0.012m3/s (标准温度和压力)，热气通过反应器 底部的分布板进入流化床。离开反应器的气体通过保持在约35(TC的高效旋风分离器，使大量半焦分离 出来但并无焦油冷凝，其后气体经过冷却器进入约8(TC的电捕焦油器，分离出 来的焦油回收收集。20kg/h热解器获得的半焦成分、焦油产率和烃类气体产率与lg/h台架试验 完全一致。在热解反应器中，由于瞬时加热条件下的快速热解和短暂的停留时间(小 于0.5s)，比慢速热解显著地提高焦油产率。5、 美国多思科煤热解工艺粉碎好的干煤在提升管内用来自瓷球加热器的热烟道气预热；预热煤在热 解转炉中和热的瓷球接触，受热并发生分解，产生半焦和烃蒸气；半焦在回转 筛中与瓷球分离并排出；瓷球与半焦分离后进入提升器被提升、加热。加热器 燃料为该工艺自产的煤气或燃料油，热瓷球加热后循环使用。使用怀俄明褐煤的工厂设计流程图7-13。由于煤中原来含水很高，在进入 热解炉前要进行干燥。干燥器为气流床，原料煤在干燥的同时被预热至29(TC。 干燥器用煤加热。设计单系列热解装置最大处理能力为1.3万t/d。6、 鲁奇一鲁尔盖斯低温干馏法鲁奇一鲁尔盖斯低温干馏法(L-R法)是固体热载体内热式的典型方法。原 料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国 多尔斯滕建有一套处理能力为10t/h煤的中间试验装置，使用的热载体是固体颗粒(小瓷球、砂子或半焦)。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小，煤气热值较高，可达20.5 40.6MJ/m3。L-R法工艺流程是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在 混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热 分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中 烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回 混合器，如此循环。从混合器逸出的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类， 得到热值较高的煤气。Encoal公司的LFC工艺，是将经粉碎的原煤被送入回转干燥器，被热气体加 热，离开干燥器的固体被直接送入回转窑热解器。热循环气流将煤的温度提高 至一定温度，所有剩余的自由水分均被脱除，并发生了化学反应，挥发性气体 释放出来。在离开热解器后，固体在淬冷盘中被迅速冷却以终止气化反应。淬 冷盘中的固体接着进入钝化环节，在振动流本文档来自技高网...
【技术保护点】
气体载热体褐煤悬浮热解装置，包括悬浮热解炉锤式干燥机（１）、干燥热发生器燃烧室（２）、第一热解旋风分离器（４）、第二热解旋风分离器（６）、停留槽（７）、第一熄焦旋风分离器（９）、第二熄焦旋风分离器（１０）、第三熄焦旋风分离器（１１）、半焦冷却器（１２）、氧源加热器（１３）和油气冷却器（１４），其特征在于：锤式干燥机（１）出料口经立管（３）与第一热解旋风分离器（４）连接，干燥热发生器燃烧室（２）的出烟口经管路（１５）与锤式干燥机（１）的烟气入口连接，管路（１５）通过支管（１６）与油气冷却器（１４）的熄焦气体出口连接；第一热解旋风分离器（４）通过管路（１７）与悬浮热解炉（５）的入料口连接，悬浮热解炉（５）上端出料口与第二热解旋风分离器（６）的进料口连接，第二热解旋风分离器（６）的下端出料口经管路（３０）与停留槽（７）的入料口连接，第二热解旋风分离器（６）的上端气体出口经管路（１８）与油气冷却器（１４）连接；停留槽（７）的气体出口经联通管（１９）与悬浮热解炉（５）连接，停留槽（７）的另一个入料口经管路（２０）与油气冷却器（１４）的下端出料口连接，停留槽（７）的下端出料口经下料管（８）和管路（２１）与第一熄焦旋风分离器（１０）进料口连接，第一熄焦旋风分离器（１０）下端出料口经管路（２３）和管路（２７）与第二熄焦旋风分离器（９）的入料口连接，第二熄焦旋风分离器（９）的下端出料口经管路（２９）和熄焦气体入口管（２２）与第三熄焦旋风分离器（１１）的入料口连接，第三熄焦旋风分离器（１１）经管路（２４）与半焦冷却器（１２）的入料口连接，氧源加热器（１３）内置的气体换热器的熄焦气体入口经管路（２５）与第一熄焦旋风分离器（１０）的熄焦气体出口连接，氧源加热器（１３）的熄焦气体出口经管路（２６）与油气冷却器（１４）内置的气体换热器进气口连接，氧源加热器（１３）的含氧气体出口经管路（１７）与悬浮热解炉连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵骏，程云驰，周宇江，邹成，徐立波，苏勇，
申请(专利权)人：刘鹤群，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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