一种煤气内热低温干馏温度控制与煤气提质方法技术

本发明专利技术涉及一种煤气内热低温干馏温度控制与煤气提质方法，以富氧干馏为基础，以工业纯氧和空气混合制备成富氧空气在炉外燃烧器中与煤气燃烧产生高温废气作为煤干馏所需热源；对富氧空气与煤气加湿后鼓入干馏炉，利用加湿的水分蒸发与分解吸热，形成符合煤低温干馏温度要求的７６０℃～８５０℃高温循环气体，减少冷煤气的配入量；同时，加湿的炉气在干馏炉内由于水煤气反应，产生氢气，提高煤气中的氢含量；产出的高热值煤气通过焦油分离捕收设备分离焦油后，部分循环回流到燃烧器中持续提供与富氧空气燃烧所需的煤气，剩余的部分煤气供后续工序或煤气发电等化工使用。具有工艺设备简单，便于操作，利于对煤的综合利用，减少废气对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤化工、新能源和环保领域。涉及一种干馏方法，特别涉及 。
技术介绍
我国北方部分地区煤炭资源丰富，煤质好，属低灰、低硫、低磷、高挥 发分的弱粘、不粘煤。利用这种非焦煤低温干馏炼制兰炭或半焦是地方目前 主要的煤转化工业。与优质动力煤相比，通过一定的干馏工艺可以实现煤的 综合利用，是一个发展方向。然而，由于其干馏规模小、焦炭质量差，能耗 高、效益低、环境污染严重，尤其是产出的低热值煤气难以利用，直接影响 该行业的发展。积极探索新的干馏工艺，开发干馏过程的资源综合利用技术， 对该行业、地方乃至全国社会和经济可持续发展具有重大意义。对我国的陕、晋、宁、蒙地区的兰炭生产企业而言，目前主要采用内热 干馏的方式，即采用了空气和过量煤气燃烧加热的方式，燃烧废气混入了煤 气中，既降低了煤气的热值，也增大了净化系统的处理能力，而且不利于综 合利用。采用富氧干馏是解决该问题的一个有效措施，然而，如何保证内热 式低温干馏温度控制就成为一个十分关键性的问题。目前对于低温干馏的温 度控制，主要采用如下途径 一是采用空气助燃，利用空气中的氮气吸热， 并适当增加冷煤气的配入量；二是在富氧条件下，采用大幅度增加冷煤气的 配入量的方法，该方法已在申请人前期申请的中国专利(申请号 200810017769.9，公开号CN 101250419A)的申请文件中提出。上述第一 种途径方法简便易行，但存在煤气热值低，综合利用难度大的问题。通过进 一步研究，申请人发现第二种途径虽然可有效克服第一方法的不足，具有煤3气循环量大，煤气产出量相对较低的特点，但在干馏后煤气后续接化工不一 定适合化工相关程序对煤气的要求。因此寻求一种既能够有效提供大量煤 气，又能降低煤气中氮气的含量，同时能够确保对煤实现低温干馏，有效控 制内热炉的干馏温度，并且提高煤气中氢气的含量，是一个有待探索和解决 的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种煤 气内热低温干馏温度控制与煤气提质方法，该方法将煤气富氧燃烧，同时与 冷煤气及水蒸汽配合，通过水煤气反应的冷却效果，保证低温干馏的温度要 求，同时提高煤气质量。本专利技术的目的可以通过以下技术措施来实现，其特征在于，包括如 下步骤1) 以神木干基原煤为主原料，以工业纯氧和空气混合制备成氧气含量 为60%—100%的富氧空气在炉外燃烧器中与煤气燃烧产生高温废气作为煤 干馏所需基础热源；2) 对富氧空气与煤气加湿后鼓入干馏炉，利用加湿的水分蒸发与分解 吸热，实现对温度的调节，减少冷煤气配入量，最终形成符合煤低温干馏温 度要求的760'C 85(TC高温循环气体；同时，加湿的炉气在干馏炉内由于 水煤气反应，产生氢气，提高煤气中的氢含量；3) 将符合煤低温干馏温度要求的高温循环气体，通入内热式煤低温干 馏炉，对炉内的煤进行无氧化或弱氧化加热，产出的高热值煤气通过焦油分 离捕收设备分离焦油后，部分循环回流到燃烧器中持续提供与富氧空气燃烧 所需的煤气，剩余的部分煤气供后续工序或煤气发电使用。上述对富氧空气与煤气燃烧产生高温废气和分离焦油后的干馏冷煤气混合后的高温循环气体进行加湿采用水蒸汽或水雾通过燃烧器的鼓风(或煤 气)加湿，或者向干馏冷却段直接喷水加湿，或者采用两者的结合方式。其中，鼓风加湿是将富氧空气或者纯氧与加湿后的煤气通过烧嘴喷入燃 烧器，然后进入燃烧室燃烧，产生的高温烟气进入干馏炉干馏段，对煤进行 干馏。直接喷水加湿采用雾化喷嘴多点分布向冷却段直接喷水，喷水量根据煤 干馏需要的温度设定。本专利技术的方法适用于各类内热式煤低温干馏炉，即高温介质通过炉子中 的煤层，加热原煤实现干馏的过程。本专利技术的方法能在有效降低煤气中的氮 含量的同时，提高煤气的氢含量，有利于煤气的化工方向的利用。同时与目 前低温干馏生产煤气的方法相比具有工艺设备简单，便于操作，利于对煤的 综合利用，减少废气对环境的污染。与此同时，本专利技术的方法可作为内热富氧低温干馏的一项配套技术，为 富氧干馏提供一种有效的温度调节手段，有利于发挥内热干馏换热效率高、 生产效率高的特点，将低温干馏和生产煤气有机结合。附图说明图1是本专利技术适用的方法流程图。以下结合附图和专利技术人给出的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式参见图1，本专利技术的煤气内热低温干馏温度控制与煤气提质方法，具体 包括如下步骤1、 以神木干基原煤为主原料，以工业纯氧(工业纯氧，99.0%)和空气 混合制备成氧气含量为60% 100%的富氧空气在炉外燃烧器中与煤气燃烧 产生高温废气作为煤干馏所需基础热源。2、 对富氧空气与煤气加湿后鼓入干馏炉，利用加湿的水分蒸发与分解吸热，实现对温度的调节，减少冷煤气配入量，最终形成符合煤低温干馏温度要求的76(TC 85(TC高温循环气体；同时，加湿的炉气在干馏炉内由于 水煤气反应，产生氢气，提高煤气中的氢含量。3、将符合煤低温干馏温度要求的高温循环气体通入内热式煤低温干馏 炉，对炉内的煤进行无氧化(或弱氧化)加热，产出的高热值煤气通过焦油 分离捕收设备分离焦油后，部分循环回流到燃烧器中持续提供与富氧空气燃 烧所需的煤气，剩余的部分煤气供后续工序或煤气发电等化工使用。对富氧空气与煤气燃烧产生高温废气和分离焦油后的干馏冷煤气混合 后的高温循环气体进行加湿方式，加湿采用水蒸汽或水雾的形式，可以通过 燃烧器的鼓风加湿，或者向干馏冷却段直接喷水加湿，或者采用两者的结合 方式。图1中虚线为加湿可选择的另一个技术方案，也可同时采用。 专利技术的方法采用的技术原理是富氧燃烧技术(氧气含量60% 100%)即以富氧或纯氧与煤气燃烧产 生高温废气作为煤干馏所需基础热源，通过向助燃空气或煤气中加湿，实现 对燃烧后干馏介质(炉内干馏用气)温度的控制，形成符合煤低温干馏温度 要求的高温循环气(温度760'C 85(TC)，对炉内的煤进行无氧化(或弱氧 化)加热，实现循环部分煤气的无燃烧循环。加湿的煤气在炉内由于水煤气 反应，产生氢气，为过程煤气的综合利用尤其是作为下游化工产品等的利用 奠定基础。本专利技术的要点包括三个方面 一是和富氧燃烧技术结合，利用加湿控制 燃烧后气体的温度，使之符合低温干馏的温度条件；二是利用水煤气反应， 提高煤气中氢含量；三是产出的高质量煤气有利于与化工等高效利用途径的 对接；四是不用改变现有干馏炉本体结构，可根据干馏炉过程需要进行灵活 调整。加湿可以结合不同工艺和设备特点，灵活安排。例如(1) 鼓风加湿富氧或纯氧与加湿后的煤气通过烧嘴喷入燃烧室燃烧， 产生的高温烟气进入干馏炉干馏段，对煤进行干馏。可以通过煤气中加湿(水 汽)量实现对温度干馏段温度的控制。调节温度可按照煤种干馏需要(680 °C-910°C)设定。产出的高热值煤气在分离焦油后，部分循环作燃烧或到干 馏气中，部分供后续工序化工使用。(2) 直接喷水加湿。对立式低温干馏炉，可以采用向冷却段直接喷水 的方式，水蒸汽上行，进入干馏段，实现对干馏区温度的控制。本专利技术的方法也可用于新建、改建内热式低温煤干馏企业。 以下是专利技术人给出的具体实施例，需要说明的是，本专利技术不限于这些实 施例。实施例1:年处理200万吨煤的低温干馏兰炭集中工业区应用(1) 基本情况年处理能力60万吨的兰炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤气内热低温干馏温度控制与煤气提质方法，其特征在于，包括如下步骤：　１）以富氧干馏为基础，以工业纯氧和空气混合制备成氧气含量为６０％～１００％的富氧空气在炉外燃烧器中与煤气燃烧产生高温废气作为煤干馏所需基础热源；　２）对富氧 空气与煤气加湿后鼓入干馏炉，利用加湿的水分蒸发与分解吸热，实现对温度的调节，减少冷煤气配入量，最终形成符合煤低温干馏温度要求的７６０℃～８５０℃高温循环气体；同时，加湿的炉气在干馏炉内由于水煤气反应，产生氢气，提高煤气中的氢含量；　３ ）将符合煤低温干馏温度要求的高温循环气体，通入内热式煤低温干馏炉，对炉内的煤进行无氧化或弱氧化加热，产出的高热值煤气通过焦油分离捕收设备分离焦油后，部分循环回流到燃烧器中持续提供与富氧空气燃烧所需的煤气，剩余的部分煤气供后续工序或煤气发电使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊学，兰新哲，李小明，尚文智，华建设，赵西成，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]