一种粉煤热解装置及热解方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于煤化工热解技术领域，具体涉及一种粉煤热解装置及热解方法。该装置包括煤粉热风炉、干燥炉、热解炉和冷却炉，其中，煤粉热风炉与干燥炉连通，干燥炉、热解炉和冷却炉连通。干燥炉产生的细煤粉作为煤粉热风炉的燃料，煤粉热风炉产生的高温烟气又可以为干燥炉干燥原料煤和热解炉热解反应提供热量，有效地利用了各个环节的产物及产生的热量，实现了物料和能量的循环利用。热解炉产生的高温油气经除尘、换热、油气分离后得到热解煤气，部分热解煤气进入冷却炉，作为冷却提质焦粉的介质，与其进行换热，换热后的热解煤气再次进入热解炉中，为煤热解反应提供热量，实现了热量的多次回收利用，提高了系统能效。

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤热解装置及热解方法
本专利技术属于煤化工热解
，具体涉及一种粉煤热解装置及热解方法。
技术介绍
我国煤炭资源丰富，其中，低阶煤占我国煤炭总量的50％以上，但低阶煤通常具有高氧含量、高水分、稳定性差及热值低等特点，因此该类煤难以作为大规模的工业气化原料，更多的仅仅是用于局部地区的动力燃料。对低阶煤的热解提质能够在很大程度上改变其孔隙结构，降低其水分和挥发分含量，提高其热值及热稳定性，且还能回收部分焦油和煤气。因此，低阶煤热解提质技术是提高低阶煤利用率的有效途径，不但有利于弥补部分石油天然气资源缺口，而且能提高我国低阶煤的利用水平，促进我国经济的发展。目前，国内外对低阶煤热解提质技术的研究也较多，但多数热解工艺仍不成熟，尚处于试验或示范阶段。中国专利文献CN104762097A，公开了一种带煤气循环的回转炉低阶粉煤热解提质方法，该方法包括，将将原料煤加热110-280℃，除尘后，得到干燥煤除尘后粒度为0.5-30mm的干燥煤在外热式回转热解炉中，被加热至500-700℃，发生热解反应，生成提质煤和高温油气；来自回转热解炉的提质煤进入回转冷却钝化炉，温度降低至180-280℃；其中，高温油气进入油气回收系统，进行除尘、降温、分离等单元操作，得到煤焦油、热解煤气和热解水，该方法用到的装置工序复杂、投资大、占地多、操作维护困难，并且能效难以进一步提高。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的粉煤热解过程中，能效难以进一步提高，设备占地面积大、工序复杂等缺陷，从而提供了一种粉煤热解装置及方法。为此，本专利技术提供了以下技术方案。本专利技术提供了一种粉煤热解装置，包括，煤粉热风炉，与干燥炉连通；煤粉热风炉产生的高温烟气经换热后，部分进入干燥炉底部，与原料煤换热；干燥炉，原料煤与来自煤粉热风炉的高温烟气换热，得到干燥的原料煤；干燥炉顶部排出第一烟气，经除尘后得到细煤粉，作为燃料进入煤粉热风炉；热解炉，与干燥炉连通，来自干燥炉的原料煤与来自冷却炉的热解煤气换热后，原料煤在热解炉中发生热解反应，得到高温油气和提质焦粉，提质焦粉从热解炉底部排出；冷却炉，与热解炉连通，用于冷却提质焦粉。进一步地，热解炉排出的高温油气经除尘、换热、油气分离后得到热解煤气、煤焦油、热解水和细焦粉；部分热解煤气循环至冷却炉底部；热解煤气和提质焦粉在冷却炉内换热后分别排出。进一步地，冷却炉排出的热解煤气经除尘、换热后循环至热解炉底部，与原料煤在热解炉内换热，使原料煤发生热解反应。进一步地，所述煤粉热风炉产生的高温烟气与来自冷却炉的热解煤气换热后，部分循环至煤粉热风炉内循环利用，部分与来自外部的空气再次换热后进入干燥炉。进一步地，热解炉排出的高温油气经除尘后产生的细焦粉、冷却炉排出的热解煤气经除尘后产生的细焦粉与冷却炉排出的提质焦粉混合，经增湿排出。所述干燥炉、热解炉和冷却炉在垂直方向上依次连通；和/或，所述干燥炉、热解炉和冷却炉在水平方向上依次连通。本专利技术还提供了一种使用上述粉煤热解装置的粉煤热解方法，包括以下步骤，原料煤进入干燥炉后，与来自煤粉热风炉的高温烟气换热，至原料煤温度130-200℃；来自干燥炉的原料煤与来自冷却炉的热解煤气在热解炉中换热，原料煤发生热解反应，得到高温油气和提质焦粉，提质焦粉和高温油气分别排出；高温油气经除尘、换热、油气分离后得到热解煤气、煤焦油、热解水和细焦粉；其中，部分热解煤气进入冷却炉；热解煤气进入冷却炉后，与来自热解炉的提质焦粉在冷却炉内换热，换热后的热解煤气从冷却炉排出，经除尘、加热后进入到热解炉；高温油气经除尘产生的细焦粉、热解煤气经除尘产生的细焦粉与冷却炉排出的提质焦粉混合，经增湿、降温后，排出；其中，干燥炉产生的第一烟气经除尘后得到细煤粉，细煤粉作为燃料进入煤粉热风炉；煤粉热风炉产生的高温烟气经换热后，部分进入干燥炉底部。进一步地，高温烟气换热后，与来自外部的空气进行再次换热，换热后的高温烟气进入干燥炉，换热后的空气的温度为240-450℃，进入煤粉热风炉。，干燥炉产生的第一烟气的温度为200-500℃；进入干燥炉底部的高温烟气的温度为250-500℃；所述热解炉排出的高温油气的温度为550-650℃；进入热解炉底部的热解煤气的温度为650-800℃；冷却炉排出的热解煤气的温度为250-400℃。所述原料煤为0-30mm的沫煤。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的粉煤热解装置，包括煤粉热风炉、干燥炉、热解炉和冷却炉，其中，煤粉热风炉与干燥炉连通，干燥炉、热解炉和冷却炉连通。该装置包括了煤粉热风炉，与干燥炉连通，干燥炉产生的细煤粉作为煤粉热风炉的燃料，煤粉热风炉产生的高温烟气又可以为干燥炉干燥原料煤和热解炉热解反应提供热量，有效地利用了各个环节的产物及产生的热量，实现了物料和能量的循环利用，并且干燥炉产生的细煤粉作为燃料，经煤粉热风炉燃烧后，大部分通过煤粉热风炉除灰系统排出。热解炉和冷却炉连通，热解炉产生的高温油气经除尘、换热、油气分离后得到热解水、煤焦油和热解煤气，部分热解煤气进入冷却炉，作为冷却提质焦粉的介质，与其进行换热，换热后的热解煤气经加热后再次进入热解炉中，为煤热解反应提供热量，实现了热量的多次回收利用，提高了系统能效，减少了外部提供的热量，还可以稀释热解反应产生的油气浓度，也就是降低油气分压，油气分压降低后不易在管道析出煤焦油而挂灰结焦堵塞管道，减少了系统设备管道堵塞的问题。本专利技术提供的装置可以同时实现回收提质焦粉、煤粉热风炉中烟气的热量，提高了装置的能效。并且该装置可以实现气体和固体直接接触换热，如高温烟气与原料煤换热，热解煤气与原料煤换热、提质焦粉与冷煤气(进入到冷却炉的热解煤气)换热等，充分提高了换热效率，同时也提高了煤热解的速率，有助于生产得到大量的煤焦油。本专利技术提供的装置结构简单、装置少、设备占地面积小，简化了粉煤热解的工序，在实际生产中较为容易实现。2.本专利技术提供的粉煤热解装置，干燥炉、热解炉和冷却炉优选在垂直方向依次连通，由于是上下叠加设置，可以缩小装置占地，仅需通过底部设置料位控制阀控制好底部料位防止互相串气即可。这样设置可以节约空间，节省电力消耗，便于物料流通。3.本专利技术提供的粉煤热解方法，在粉煤热解反应中，可以实现热量的多次回收利用，如原料煤与粉煤热风炉产生的高温烟气换热、原料煤与热解煤气换热发生热解反应，提质焦粉与冷煤气换热，热解煤气与高温烟气换热、高温烟气与空气换热等，总的热利用率高，外排热量少，在现有技术的基础上，进一步提高了装置的能效，并且该方法工序简单、设备占地面积小、维护简单，减少了生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤热解装置，其特征在于，包括，/n煤粉热风炉，与干燥炉连通；煤粉热风炉产生的高温烟气经换热后，部分进入干燥炉底部，与原料煤换热；/n干燥炉，原料煤与来自煤粉热风炉的高温烟气换热，得到干燥的原料煤；干燥炉顶部排出第一烟气，经除尘后得到细煤粉，作为燃料进入煤粉热风炉；/n热解炉，与干燥炉连通，来自干燥炉的原料煤与来自冷却炉的热解煤气换热后，原料煤在热解炉中发生热解反应，得到高温油气和提质焦粉，提质焦粉从热解炉底部排出；/n冷却炉，与热解炉连通，用于冷却提质焦粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤热解装置，其特征在于，包括，
煤粉热风炉，与干燥炉连通；煤粉热风炉产生的高温烟气经换热后，部分进入干燥炉底部，与原料煤换热；
干燥炉，原料煤与来自煤粉热风炉的高温烟气换热，得到干燥的原料煤；干燥炉顶部排出第一烟气，经除尘后得到细煤粉，作为燃料进入煤粉热风炉；
热解炉，与干燥炉连通，来自干燥炉的原料煤与来自冷却炉的热解煤气换热后，原料煤在热解炉中发生热解反应，得到高温油气和提质焦粉，提质焦粉从热解炉底部排出；
冷却炉，与热解炉连通，用于冷却提质焦粉。


2.根据权利要求1所述的粉煤热解装置，其特征在于，热解炉排出的高温油气经除尘、换热、油气分离后得到热解煤气、煤焦油、热解水和细焦粉；部分热解煤气循环至冷却炉底部；热解煤气和提质焦粉在冷却炉内换热后分别排出。


3.根据权利要求2所述的粉煤热解装置，其特征在于，冷却炉排出的热解煤气经除尘、换热后循环至热解炉底部，与原料煤在热解炉内换热，使原料煤发生热解反应。


4.根据权利要求1-3任一项所述的粉煤热解装置，其特征在于，所述煤粉热风炉产生的高温烟气与来自冷却炉的热解煤气换热后，部分循环至煤粉热风炉内循环利用，部分与来自外部的空气再次换热后进入干燥炉。


5.根据权利要求2-4任一项所述的粉煤热解装置，其特征在于，热解炉排出的高温油气经除尘后产生的细焦粉、冷却炉排出的热解煤气经除尘后产生的细焦粉与冷却炉排出的提质焦粉混合，经增湿排出。


6.根据权利要求1-5任一项所述的粉煤热解装置，其特征在于，所述干燥炉、热解炉和冷却炉在垂直方向上依次连通；和/或，
所述干燥炉、热解炉和冷却炉在水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万飞，李秀辉，吴法明，于德生，李锦涛，蒋晓艳，周瑶光，
申请(专利权)人：陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61