一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺制造技术

本发明专利技术属于煤化工技术领域，具体涉及一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺，包括以下步骤：（1）低阶煤作为原料，经过干燥后进入回转炉中；（2）高炉产生的高炉煤气作为燃料，通过蓄热式热煤气炉加热到1050℃以上后输送到回转炉内；（3）干燥后的低阶煤在回转炉内，在加热后的高炉煤气的作用下逐渐加热到1000±50℃完成高温热解过程；（4）完成高温热解的低阶煤进入冷却筒中冷却，冷却到120℃以下出料，作为钢铁业烧结工艺中的烧结固体燃料。本发明专利技术不产生水污染，加热时间短，能耗低；固体产品燃烧性能接近焦炭，可直接用于烧结生产，生产过程不产生水污染；实现了低阶煤分质分级利用和化工能源组合，生产过程实现了集成联产。

A High Temperature Pyrolysis Process for Low-rank Coal Combining with Iron and Steel Industry

【技术实现步骤摘要】
一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺
本专利技术属于煤化工
，具体涉及一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺。
技术介绍
钢铁企业中高炉生产时产生大量的高炉煤气，高炉热风炉自身使用40%的高炉煤气，剩余高炉煤气供烧结点火、炼钢烤包、轧钢加热等工序使用，最后剩余的高炉煤气供钢厂自建的燃气锅炉产生蒸汽，供蒸汽轮机发电。烧结生产是现代钢铁生产的重要工艺单元之一，烧结工艺对固体燃料要求有效成分高、灰分低、挥发分少、煤中S、N等杂质含量尽量减少。目前烧结使用的固体燃料为：焦粉和无烟煤。其中，使用焦粉作为燃料有如下问题：焦炭生产需消耗优质焦煤，焦炭生产过程温度高、时间长、能耗高，焦化在炼焦、煤气净化、化工产品回收过程中产生有害物浓度高的废水，焦粉成本高于无烟煤。为了降低烧结用固体燃料的成本，技术人员尝试使用部分兰炭代替烧结用部分焦炭，兰炭同焦炭比在挥发分、燃点上差距明显，为了保证烧结矿质量，在烧结生产中只能将15%左右的兰炭同焦粉掺混后做固体燃料使用。在国家《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》文件中鼓励煤-化-电-热一体化发展，加强各系统耦合集成。在具备条件的地区推进煤化工与发电、油气化工、钢铁、建材等产业间的耦合发展，实现物质的循环利用和能量的梯级利用，降低生产成本、资源消耗和污染排放。因此开发一种低阶煤高温热解与钢铁业间的耦合发展技术是符合国家产业发展政策的，其产生的固体产物用于代替烧结用焦炭，生产过程中产生的副产品结合钢铁生产全过程，得到综合利用，因此该技术的开发成为该领域技术人员的追求目标。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺，将钢铁业与低阶煤高温热解有机结合，实现了低阶煤分质分级利用，整个工艺实现了化工能源组合。按照本专利技术的技术方案，所述与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺，包括以下步骤：（1）低阶煤作为原料，经过干燥后进入回转炉中；（2）高炉产生的高炉煤气作为燃料，通过蓄热式热煤气炉加热到1050℃以上后输送到回转炉内；（3）干燥后的低阶煤在回转炉内，在加热后的高炉煤气的作用下逐渐加热到1000±50℃完成高温热解过程；（4）完成高温热解的低阶煤进入冷却筒中冷却，冷却到120℃以下出料，作为钢铁业烧结工艺中的烧结固体燃料。进一步的，所述蓄热式热煤气炉为并联的至少两座。进一步的，所述步骤（3）中低阶煤高温热解产生的热解气与回转炉内的高炉煤气混合排出，排出的混合煤气进燃气锅炉燃烧，产生的蒸汽进入钢厂蒸汽管网，排出燃气锅炉的烟气经过脱硝、脱硫、除尘处理后排入大气。本专利技术的有益效果在于：使用低阶煤为原料，没有化学品回收装置，不产生水污染，对低阶煤采用无氧直接加热，加热时间短，能耗低；热解温度明显高于半焦（兰炭）炭化炉，固体产品燃烧性能接近焦炭，可直接用于烧结生产，生产过程不产生水污染；实现了低阶煤分质分级利用，整个工艺实现了化工能源组合，生产过程实现了集成联产，是一种低阶煤高温热解与钢铁业间的耦合发展技术。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。附图标记说明：1-干燥炉、2-储煤仓、3-回转炉、4-冷却筒、5-清洁固体燃料、6-蓄热式热煤气炉、7-热煤气管道、8-混合煤气管道、9-燃气锅炉、10-脱硝装置、11-脱硫塔、12-布袋除尘器、13-引风机、14-烟囱。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术基本思路就是在钢铁厂内部建设一个生产车间，以低阶煤为原料、以高炉煤气为燃料、采用低污染、节能的高温热解工艺，生产出的固体产物代替烧结用焦炭，其工艺包括以下步骤：（1）低阶煤作为原料，经过干燥炉1干燥后进入储煤仓2中，然后进入到回转炉3中，回转炉3为无氧化高温回转炉，其炉内不含氧气，保证高炉煤气不会在高温下与氧气进行反应；（2）高炉产生的高炉煤气作为燃料，通过蓄热式热煤气炉6加热到1050℃以上后经过热煤气管道7引入到回转炉3内，蓄热式热煤气炉6是采用蓄热式烧嘴燃烧加热的热煤气炉，比常规烧嘴更节能环保；（3）干燥后的低阶煤在回转炉3内，在加热后的高炉煤气的作用下逐渐加热到1000±50℃完成高温热解过程；其中，蓄热式热煤气炉与高炉热风炉的原理相似，高炉热风炉被加热的介质是高炉用风，蓄热式热煤气炉被加热的介质是高炉煤气，燃料均为高炉煤气；在加热低阶煤使其热解的过程中消耗的高炉煤气所含的热量，可以由低阶煤的热解气补充，保证钢厂原来的热力系统稳定运行；（4）完成高温热解的低阶煤进入冷却筒4中冷却，冷却到120℃以下，产品清洁固体燃料5出冷却筒4，产品清洁固体燃料5用作钢铁业烧结工艺中的烧结固体燃料，其是一种自定义的产品，具有低硫、低灰、低挥发分的特性，完全满足烧结用固体燃料的各项要求。具体的，蓄热式热煤气炉为并联的至少两座，即座无氧化高温回转炉配2座以上个蓄热式热煤气炉，生产时蓄热式热煤气炉在燃烧、送煤气两种工况下交替运行，保证进入回转炉内的高炉煤气1050℃以上。步骤（3）中低阶煤高温热解过程中，低阶煤的挥发分大部分析出、部分硫也被热解排出，由于热解温度为1000℃左右，热解后的低阶煤中挥发分含量同焦炭接近，燃点也同焦炭接近，是一种烧结专用清洁固体燃料，可以代替烧结使用焦炭。热解产生的热解气（大部分挥发分和部分硫）与回转炉内的高炉煤气混合，从回转炉3高温的出料端流向炉尾低温的进料端，混合煤气经过混合煤气管道8进入到燃气锅炉9中燃烧，燃烧后的烟气降温后排出燃气锅炉9，出锅炉后的烟气经脱硝装置10（脱硝装置为SCR工艺脱硝装置）、脱硫塔11、布袋除尘器12、引风机13经烟囱14排入大气，产生的蒸汽进入钢厂蒸汽管网。本专利技术工艺采用如图1所示的低阶煤高温热解系统，其包括干燥炉1、回转炉3、冷却筒4、蓄热式热煤气炉6和燃气锅炉9；其中，干燥炉1连接回转炉3的进料端，在干燥炉1与回转炉3之间还设有用于存储干燥后的低阶煤的储煤仓2；回转炉3的出料端连接有冷却筒4，高温热解的低阶煤经冷却筒4冷却后得到产物清洁固体燃料5；蓄热式热煤气炉6通过热煤气管道7连接回转炉3的出料端，蓄热式热煤气炉6至少为2座，图示中为并联的3座；燃气锅炉9通过混合煤气管道8连接回转炉3的进料端用于接收并燃烧回转炉3内产生的混合燃气，燃气锅炉9的出口依次设有脱硝装置10、脱硫塔11和布袋除尘器12，并设有引风机13和烟囱14将处理后的烟气排入大气。本专利技术以低阶煤为原料，依托现有钢厂建设，使用高炉自产的高炉煤气作为燃料，通过本专利技术工艺低阶煤经过无氧高温热解分成热解气、清洁固体燃料两种产品，实现了低阶煤分质分级利用，整个工艺实现了化工能源组合，生产过程实现了集成联产，是一种低阶煤高温热解与钢铁业间的耦合发展技术。其中，混合煤气直接燃烧回收热量，其热量通过燃气锅炉转换成了水蒸气的热量，燃烧后产生的烟气经过脱硫、脱硝、除尘处理后排放，煤气处理过程不产生水污染，烟气污染物排放低；热解温度在1000℃左右，其固体产品（清洁固体燃料）比较兰炭挥发分更低，其燃烧性能更接近于焦炭，具有低硫、低灰、低挥发分的特性，完全满足烧结用固体燃料的各项要求，可以代替烧结使用的焦粉。本专利技术与炼焦工艺比较如下：与常规焦炉比，使用低阶煤为原料，没有化学品回收装置，不产生水污染，对原煤采用无氧直接加热，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）低阶煤作为原料，经过干燥后进入回转炉中；（2）高炉产生的高炉煤气作为燃料，通过蓄热式热煤气炉加热到1050℃以上后输送到回转炉内；（3）干燥后的低阶煤在回转炉内，在加热后的高炉煤气的作用下逐渐加热到1000±50℃完成高温热解过程；（4）完成高温热解的低阶煤进入冷却筒中冷却，冷却到120℃以下出料，作为钢铁业烧结工艺中的烧结固体燃料。

【技术特征摘要】
1.一种与钢铁业相结合的低阶煤高温热解工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）低阶煤作为原料，经过干燥后进入回转炉中；（2）高炉产生的高炉煤气作为燃料，通过蓄热式热煤气炉加热到1050℃以上后输送到回转炉内；（3）干燥后的低阶煤在回转炉内，在加热后的高炉煤气的作用下逐渐加热到1000±50℃完成高温热解过程；（4）完成高温热解的低阶煤进入冷却筒中冷却，冷却到120℃以下出料，作为钢铁业...

【专利技术属性】
技术研发人员：季凌娜，胡旭星，高晓丽，徐科伟，王国宁，季亮，张晓军，
申请(专利权)人：江苏凤谷节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32