一种流化床煤焦粉冷却方法技术

本发明专利技术涉及一种流化床煤焦粉冷却方法，用于粉煤流化床热解干馏领域，采用加热其他介质方法使煤焦粉(也称粉焦)冷却到安全的包装温度，并实现煤焦粉余热的利用。该煤焦粉冷却方法采用上下两级串联分级冷却方式，煤焦粉依次流过一级冷却区和二级冷却区，在二级冷却区流出；冷却温度由流化介质量控制。

【技术实现步骤摘要】
一种流化床煤焦粉冷却方法
本专利技术属于粉煤流化床热解干馏领域，特别涉及一种流化床煤焦粉冷却方法。
技术介绍
煤炭干馏是在惰性气氛下，通过加热的方式将煤炭转化为半焦、煤焦油和煤气三态产品。根据加热温度的不同，煤炭干馏可分为低温干馏、中温干馏和高温干馏。加热温度在500～600℃为低温干馏，700～900℃为中温干馏，900～1100℃位高温干馏。目前，煤炭干馏技术较多，在加热温度和加热方式等方面存在较大差异。煤碳干馏产品主要由煤焦油和半焦。半焦是一种高固定碳、高发热量、低馏分、低挥发分的产品。粒度组成较复杂，10～8mm左右的粒煤，粒度较小的粉煤。干馏焦冷却也会因焦粉不同有不同的方法，粒度对粉煤冷却的影响主要通过传热和传质实现，煤粒大小直接影响煤的比表面积、密度、孔隙结构等，对煤粒的传热会产生很大的影响，因此流化床干馏仅适用于粒径较小的煤粉。但煤粉与大多数气固反应的催化剂颗粒相差甚远，这是因为无论是材料比重(密度)、颗粒形状，还是颗粒分布，和普通催化剂完全不一样，煤粉冷却不能按照常规的流态化进行。煤热解之后的煤焦粉(也称粉焦)温度很高，低温干馏温度500～600℃，但是煤焦粉可直接装袋的要求温度小于50℃，对冷却系统的设计提出了较大的挑战。另外，干馏后的煤焦粉通常含有焦油，低温后煤焦粉容易接团，影响输送和换热。所以，煤焦粉的冷却无论是传热方面还是温度方面都比常规化工过程的换热困难的多。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种流化床煤焦粉冷却方法，使干馏后的煤焦粉冷却到安全的包装温度，并实现煤焦粉余热的利用。本专利技术的目的在于提供一种流化床煤焦粉冷却方法，对煤焦粉采用温度分级冷却，煤焦粉首先进入一级冷却部分(又称一级冷却区)，加热循环水或流体冷却介质降低温度后靠重力流入二级冷却部分(又称二级冷却区)；煤焦粉冷却到要求的温度后，在二级冷却部分流出；一级冷却部分和二级冷却部分设置有循环水或流体冷却介质换热管，循环水或流体冷却介质在管内，煤焦粉在管外；一级冷却部分和二级冷却部分用气体流化介质使煤焦粉形成流态化条件控制煤焦粉的温度。本专利技术，煤焦粉先进入一级冷却部分，一级冷却部分设置气体流化介质，煤焦粉由流化介质流化，与一级冷却部分的第一循环水或流体冷却介质换热管进行换热，加热循环水降低温度后，煤焦粉进入二级冷却部分，煤焦粉二级冷却部分设置第二流化介质，低温煤焦粉由第二流化介质流化，与二级冷却部分的第二循环水或流体冷却介质换热管内的循环水或流体冷却介质进行换热，继续降温，达到冷却要求后流出二级冷却部分。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，所述一级冷却部分和二级冷却部分一体设置，分成上下两区，所述二级冷却部分直接设在一级冷却部分下部，经一级冷却的煤焦粉直接沉降到二级冷却部分。上述的流化床煤焦粉冷却方法，优选地，在一级冷却部分和二级冷却部分之间设置多通道隔板，该通道隔板上设置一个或多个煤焦粉下降通道和多个流化介质上升通道，使一级冷却部分的煤焦粉通过该隔板的煤焦粉下降通道流到下方的二级冷却部分，二级冷却部分的流化介质通过该隔板的上升通道进入一级冷却部分。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，一级冷却部分的第一循环水或流体冷却介质换热管采用以下方式设置：或者第一循环水或流体冷却介质换热管分组直接通过一级冷却部分壳体或顶部封头进出一级冷却部分；或者在一级冷却部分顶部设置一级管板或隔板，第一循环水或流体冷却介质换热管连接在该一级管板或隔板上，在一级管板或隔板上方的一级冷却部分壳体或顶部封头上设置循环水进出口；或者第一循环水或流体冷却介质换热管采用内外套管形式，在一级冷却部分顶部设置两个管板或隔板，分别为上管板或隔板和下管板或隔板，上管板或隔板以上的一级冷却部分壳体或顶部封头上设置循环水或冷却介质进口，上管板或隔板和下管板或隔板之间的一级冷却部分壳体上设置循环水或冷却介质出口，上管板或隔板安装内管，下管板或隔板安装外管，循环水或冷却介质在第一循环水或流体冷却介质换热管顶部进入内管，流动到底部转向进入内管和外管间的环隙，循环水或冷却介质在该环隙向上流动并被加热后流出。优选地，第一循环水或流体冷却介质换热管采用内外套管形式，在一级冷却部分顶部的上管板和下管板之间设置一级分区隔板，把第一循环水或流体冷却介质换热管分成1～6个区，在一级冷却部分壳体或顶部封头上设置1～6个进口和流出口。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，二级冷却部分的第二循环水或流体冷却介质换热管采用以下方式设置：或者第二循环水或流体冷却介质换热管分组直接通过二级冷却部分壳体或底部封头进出二级冷却部分；或者在二级冷却部分底部设置二级管板或隔板，第二循环水或流体冷却介质换热管连接在二级管板或隔板上，在二级管板或隔板下方的二级冷却部分壳体或底部封头上设置循环水进出口；或者第二循环水或流体冷却介质换热管采用内外套管形式，在二级冷却部分底部设置两个管板或隔板，分别为上管板或隔板和下管板或隔板，下管板安装内管，上管板安装外管，循环水或流体冷却介质在第二循环水或流体冷却介质换热管底部进入外管和内管的环隙，在该环隙向上流动并被加热，在第二循环水或流体冷却介质换热管顶部转向进入内管向下流动，从内管底部流出。优选地，第二循环水或流体冷却介质换热管采用内外套管形式，在二级冷却部分底部的上管板和下管板之间，设置二级分区隔板，把第二循环水或流体冷却介质换热管分成1～6个区，在二级冷却部分壳体或底部封头上设置1～6个进口和流出口。具体实施时，循环水或流体冷却介质的进出口可以设在顶部或底部封头上，也可以设在顶部或底部壳体侧壁上。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，二级冷却部分设置流化介质，该流化介质控制二级冷却部分煤焦粉的冷却温度；该流化介质向上流出二级冷却部分后进入一级冷却部分，进一步调节一级冷却部分的换热。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，采用蒸汽、氮气或含氧少于2％的烟气为流化介质。所述烟气为空气中的氧气燃烧反应后的气体，粉煤干馏过程焦粉燃烧形成的烟气或其他烟气。具体实施时，或者在一级冷却部分使用蒸汽或烟气作为流化介质，在二级冷却部分冷却后的煤焦粉流出口前采用氮气对煤焦粉进行流化；或者在一级冷却部分和二级冷却部分使用蒸汽或烟气作为流化介质，在二级冷却部分煤焦粉流出前用氮气作为流化介质，对煤焦粉携带的气体进行置换。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，二级冷却部分设在一级冷却部分外部，一级冷却部分降温后的煤焦粉通过输送管再进入二级冷却部分降温；二级冷却部分设置流化介质，该流化介质控制二级冷却部分煤焦粉的冷却温度。上述的流化床煤焦粉冷却方法，进一步地，一级冷却部分和二级冷却部分所需的循环水或者串联使用，或者并联使用。本专利技术有效地解决了煤干馏后煤焦粉流化和传热的问题，使干馏后的煤焦粉冷却到安全的包装温度，并实现煤焦粉余热的利用。需要说明的是，上述进行冷却的煤焦粉可以是高温煤焦粉，也可以是低温煤焦粉。所述高温和低温并没有原则定义，可以根据具体产汽的温度要求调整，一般情况高温煤焦粉指温度高于200℃的情况，低温煤焦粉指温度低于150℃的情况。附图说明附图仅是对该方法的示意说明，具体实施不限于提供的附图。图1是本专利技术的流化床煤焦粉冷却方法实施方式一示意图。图2是本专利技术的流化床煤焦粉冷却方法实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流化床煤焦粉冷却方法，对煤焦粉采用温度分级冷却，煤焦粉(5)首先进入一级冷却部分(11)，加热循环水或流体冷却介质降低温度后靠重力流入二级冷却部分(12)；煤焦粉冷却到要求的温度后，在二级冷却部分(12)流出；一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)设置有循环水或流体冷却介质换热管，循环水或流体冷却介质在管内，煤焦粉在管外；一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)用气体流化介质使煤焦粉形成流态化条件控制煤焦粉的温度。

【技术特征摘要】
1.一种流化床煤焦粉冷却方法，对煤焦粉采用温度分级冷却，煤焦粉(5)首先进入一级冷却部分(11)，加热循环水或流体冷却介质降低温度后靠重力流入二级冷却部分(12)；煤焦粉冷却到要求的温度后，在二级冷却部分(12)流出；一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)设置有循环水或流体冷却介质换热管，循环水或流体冷却介质在管内，煤焦粉在管外；一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)用气体流化介质使煤焦粉形成流态化条件控制煤焦粉的温度。2.如权利要求1所述的流化床煤焦粉冷却方法，其特征在于，所述一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)一体设置，分成上下两区，所述二级冷却部分(12)直接设在一级冷却部分(11)下部，经一级冷却的煤焦粉直接沉降到二级冷却部分(12)。3.如权利要求2所述的流化床煤焦粉冷却方法，其特征在于，在一级冷却部分(11)和二级冷却部分(12)之间设置多通道隔板，该通道隔板上设置一个或多个煤焦粉下降通道和多个流化介质上升通道，使一级冷却部分(11)的煤焦粉通过该隔板的煤焦粉下降通道流到下方的二级冷却部分(12)，二级冷却部分的流化介质通过该隔板的上升通道进入一级冷却部分。4.如权利要求1所述的流化床煤焦粉冷却方法，其特征在于，一级冷却部分(11)的第一循环水或流体冷却介质换热管(4)采用以下方式设置：或者第一循环水或流体冷却介质换热管(4)分组直接通过一级冷却部分壳体(13)或顶部封头(13-1)进出一级冷却部分(11)；或者在一级冷却部分(11)顶部设置一级管板或隔板，第一循环水或流体冷却介质换热管(4)连接在该一级管板或隔板上，在一级管板或隔板上方的一级冷却部分壳体(13)或顶部封头(13-1)上设置循环水进出口；或者第一循环水或流体冷却介质换热管(4)采用内外套管形式，在一级冷却部分(11)顶部设置两个管板或隔板，分别为上管板或隔板和下管板或隔板，上管板或隔板以上的一级冷却部分壳体或顶部封头上设置循环水或冷却介质进口，上管板或隔板和下管板或隔板之间的一级冷却部分壳体上设置循环水或冷却介质出口，上管板或隔板安装内管，下管板或隔板安装外管，循环水或冷却介质在第一循环水或流体冷却介质换热管(4)顶部进入内管，流动到底部转向进入内管和外管间的环隙，循环水或冷却介质在该环隙向上流动并被加热后流出。5.如权利要求4所述的流化床煤焦粉冷却方法，其特征在于，所述第一循环水或流体冷却介质换热管(4)采用内外套管形式，在一级冷却部分(11)顶部的上管板和下管板之间设置一级分区隔板，把第一循环水或流体冷却介质换热管(4)分成1～6个区，在一级冷却部分壳体或顶部封头上设置1～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：石宝珍，朱辉，王庆元，荣先奎，陈树群，
申请(专利权)人：青岛京润石化设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37