專利名稱：外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)化生產(chǎn)蘭炭的新工藝-外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的工藝，它屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蘭炭，又稱作半焦，是以侏羅紀不粘煤的弱粘煤為原料，采用中低溫干餾工藝生產(chǎn) 的一種高固定碳含量的固體物質(zhì)，生產(chǎn)蘭炭的同時副產(chǎn)焦油和焦爐煤氣。蘭炭可廣泛應(yīng)用 于電石、鐵合金、化肥造氣、高爐噴吹和城市居民潔凈用煤等生產(chǎn)生活領(lǐng)域；焦油用途極為 廣泛，可制取清潔燃料油，也是合成塑料、染料、纖維、橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料等有機 化工的重要原料；焦爐煤氣可用于發(fā)電、冶金、制取氫氣、合成氨、甲醇、笨等化工產(chǎn)品以及 工業(yè)煅燒用熱源等。目前國內(nèi)用于工業(yè)化生產(chǎn)的方法主要有內(nèi)熱式直立炭化爐熱裂解制備蘭炭，它是 目前運用最廣泛，規(guī)模最大、最多的一種裂解原煤制備蘭炭的工藝。工藝流程主要為原料 煤由爐體頂部上煤斗連續(xù)垂直加入焦爐，經(jīng)預(yù)熱后落入干餾段，干餾段干餾溫度為600 700°C，干餾所用熱量主要由回爐煤氣與空氣在火道內(nèi)混合均勻后，由鼓風(fēng)機經(jīng)火口吹入干 餾段燃燒，干餾段下部焦炭落入水封槽冷卻，然后排出?；拿簹庠诟绅s室內(nèi)沿料層上升，通 過煤氣收集罩、上升管、橋管先后經(jīng)文氏管塔、旋流板塔洗滌，煤氣在風(fēng)機的作用下回爐加 熱，剩余部分放散。焦油進入沉淀池脫水，然后集中在焦油池進行靜置恒溫加熱和二次脫 水，脫水后的焦油即為成品油。上述方法的不足之處為由于其干餾燃燒時，干餾所用熱量主要由回爐煤氣與空 氣在火道內(nèi)混合均勻后，由鼓風(fēng)機經(jīng)火口吹入干餾段燃燒，因此，它所需原煤的粒度較大， 要求在20 80mm，實際煤礦生產(chǎn)中，這樣的塊煤只有30%到40%，原料存在短缺問題；由 于采用內(nèi)熱式干餾，爐內(nèi)包含大量空氣，因此生成的煤氣熱值較低，其中含氫氣、甲烷較低， 氮氣含量過高，達不到化工利用的要求條件，只能當作燃料而不能作為化工原料；其焦油回 收率低；另外其蘭炭熄焦處理時采用濕法出焦，消耗了一部分蘭炭的潛熱，影響蘭炭的質(zhì) 量，產(chǎn)品含水量較高，限制蘭炭的使用，增加運輸成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，可 連續(xù)式生產(chǎn)，工藝過程無廢氣、廢水、廢渣排放，屬于環(huán)保綜合利用項目。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原 煤制備蘭炭的方法，包括以下步驟(1)將原料煤送入回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段，在100 300°C對原料煤進行干燥和脫吸 20 60分鐘，除去煤中的水份和結(jié)合水以及吸附在煤的毛孔中的氣體；(2)干燥和脫吸后的煤進入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度350 700°C下熱裂解 1 5個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣，回轉(zhuǎn)炭化爐壓力控制在-20 20mm H2O,維持在微負壓和微正壓之間，其中一部分純化后煤氣和空氣送入燃燒爐燃燒，加熱后的熱風(fēng)送入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段夾套內(nèi)作為熱源；(3)通過裂解后產(chǎn)生的蘭炭由回轉(zhuǎn)炭化爐排出送熄焦爐熄焦，再進入篩焦裝置篩 分處理得到蘭炭成品；(4)通過裂解后產(chǎn)生的高溫煤氣和焦油混合物由回轉(zhuǎn)炭化爐導(dǎo)氣管抽出，進入焦 油煤氣分離純化裝置，進行吸收和純化，得到高品質(zhì)焦油成品和高熱值煤氣成品。所述的原料煤的粒度為3mm 80mm。所述的回轉(zhuǎn)炭化爐安裝方式為臥式，回轉(zhuǎn)炭化爐加熱方式為夾套外加熱形式，炭 化爐干餾段出口的熱空氣返回炭化爐干燥段加熱，干燥段和干餾段采用間接加熱，達到熱 量循環(huán)利用。蘭炭熄焦處理采取干法熄焦工藝，干法熄焦工藝采用如下兩種形式之一 A，蘭炭 在隔絕空氣的條件下送入回轉(zhuǎn)冷卻機間接冷卻，冷卻介質(zhì)為循環(huán)水噴淋冷卻；B，在回轉(zhuǎn)干 熄爐中用惰性氣體與赤熱紅焦換熱冷卻。本發(fā)明反應(yīng)原理如下煤低溫干餾過程主要經(jīng)歷如下變化煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成蘭炭 (半焦)、焦油、煤氣等產(chǎn)物的過程。當煤料的溫度高于100°c時，煤中的水分蒸發(fā)出；溫度 升高到200°C以上時，煤中結(jié)合水釋出；高達350°C以上時，粘結(jié)性煤開始軟化，并進一步形 成粘稠的膠質(zhì)體(泥煤、褐煤等不發(fā)生此現(xiàn)象)；至400 500°C大部分煤氣和焦油析出， 稱為一次熱分解產(chǎn)物；在500 600°C，熱分解繼續(xù)進行，殘留物逐漸變稠并固化形成蘭炭 (半焦)；高于650°C，蘭炭(半焦)繼續(xù)分解，析出余下的揮發(fā)物(主要成分是氫氣和少量 甲烷)，半焦失重同時進行收縮，形成裂紋。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，熱量由回轉(zhuǎn)炭化爐外的加熱系統(tǒng)來提供。生成的蘭炭經(jīng)過熄 焦爐熄焦，然后通過排焦裝置進入篩焦裝置篩分處理得到成品蘭炭，產(chǎn)生的焦油和煤氣經(jīng) 過焦油煤氣分離純化裝置吸收和純化，最終生成高品質(zhì)的焦油成品和高熱值的煤氣成品。本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有以下幾個優(yōu)點(1)由于采取外加熱形式，帶壓熱煙氣不與原煤直接接觸，小粒度的煤不會被熱煙 氣帶出，因此降低了原料煤的粒度，提高了原料煤的利用率。(2)采用外熱式爐體，熱煙氣在爐體外部循環(huán)加熱，沒有大量的惰性氣體混入煤氣 中，提高了煤氣的熱值，大大提高了煤氣的可利用價值。(3)出焦連續(xù)，采用干法熄焦，提高了蘭炭的質(zhì)量，節(jié)約能源，減少了有害氣體的生 成。不會產(chǎn)生大量的工業(yè)污水，大大節(jié)省了治理的費用。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式實施例1將100kg，粒度在20 25mm的原料煤經(jīng)過輸送裝置送入回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段，在 260°C下干燥和脫吸30分鐘，除去其中的水份和吸附在毛孔中的氣體。干燥后的原料煤進入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度600°C下熱裂解3個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣?；剞D(zhuǎn)炭化爐壓力值控制在IOmm H2O,維持在微負壓和微正壓之間。所述的回轉(zhuǎn)炭化 爐安裝方式為臥式，回轉(zhuǎn)炭化爐加熱方式為外加熱形式。其中一部分純化后的煤氣送入燃 燒爐與熱空氣充分燃燒，產(chǎn)生的熱風(fēng)送入炭化爐干餾段夾套內(nèi)作為熱源，炭化爐干餾段出 口的熱空氣返回炭化爐干燥段加熱，達到熱量循環(huán)利用。整個過程連續(xù)生產(chǎn)，溫度控制穩(wěn) 定，反應(yīng)率高，回轉(zhuǎn)炭化爐采用特殊材料，熱風(fēng)布置合理，熱能利用率高。通過裂解后產(chǎn)生 的蘭炭由回轉(zhuǎn)炭化爐出料口排出送熄焦爐熄焦，產(chǎn)生的蘭炭在隔絕空氣的條件下送入冷卻 機冷卻，冷卻機采取循環(huán)水噴淋冷卻的形式。熄焦后再進入篩焦裝置篩分處理得到蘭炭成 品。裂解后產(chǎn)生的高溫煤氣和焦油混合物由回轉(zhuǎn)炭化爐導(dǎo)氣管抽出，進入焦油煤氣分離純 化裝置，進行吸收和純化，得到高品質(zhì)焦油成品和高熱值煤氣成品。蘭炭成品經(jīng)計算和分 析干基固定碳的含量在85%以上，揮發(fā)份<7%，水份<2%，灰份<7%，硫0. 05以下，磷 0.0025。煤氣的熱值4000大卡/Nm3。實施例2將80kg，粒度在8 IOmm的原料煤經(jīng)過輸送裝置送入回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段，在 220°C下干燥和脫吸20分鐘。干燥后的原料煤送入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度650°C下 熱裂解2. 5個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣。壓力值控制在-IOmm H2O0裂解后產(chǎn) 生的蘭炭送入熄焦爐熄焦，在回轉(zhuǎn)干熄爐中用逆流常溫氮氣與赤熱紅焦換熱冷卻。熄焦后 再進入篩焦裝置篩分處理得到蘭炭成品。通過裂解后產(chǎn)生的高溫煤氣和焦油混合物由回轉(zhuǎn) 炭化爐導(dǎo)氣管抽出，進入焦油煤氣分離純化裝置，進行吸收和純化，得到高品質(zhì)焦油成品和 高熱值煤氣成品。蘭炭成品經(jīng)計算和分析干基固定碳的含量在86%以上，揮發(fā)份< %， 水份< 3%，灰份< 8%，硫0. 05以下，磷0.0025。煤氣的熱值4400大卡/Nm3。實施例3將120kg，粒度在10 15mm的原料煤經(jīng)過輸送裝置送入回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段，在 250°C下干燥和脫吸60分鐘。干燥后的原料煤送入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度670°C 下熱裂解4個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣。壓力值控制在5mm H2O0裂解后產(chǎn)生 的蘭炭送熄焦爐熄焦，產(chǎn)生的蘭炭在隔絕空氣的條件下送入冷卻機冷卻，冷卻機采取循環(huán) 水噴淋冷卻的形式。熄焦后再進入篩焦裝置篩分處理得到蘭炭成品。通過裂解后產(chǎn)生的高 溫煤氣和焦油混合物由回轉(zhuǎn)炭化爐導(dǎo)氣管抽出，進入焦油煤氣分離純化裝置，進行吸收和 純化，得到高品質(zhì)焦油成品和高熱值煤氣成品。蘭炭成品經(jīng)計算和分析干基固定碳的含量 在85%以上，揮發(fā)份< 5%，水份< 1 %，灰份< 8%，硫0. 05以下，磷0. 0025。煤氣的熱值 4400 大卡 /Nm3。
權(quán)利要求
一種外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將原料煤送入回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段，在100～300℃對原料煤進行干燥和脫吸20～60分鐘，除去煤中的水份和結(jié)合水以及吸附在煤毛孔中的氣體；(2)干燥和脫吸后的煤進入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度350～700℃下熱裂解1～5個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣，回轉(zhuǎn)炭化爐壓力控制在-20～20mmH2O，維持在微負壓和微正壓之間，其中一部分純化后的煤氣和空氣送入燃燒爐燃燒，加熱后的熱風(fēng)送入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段夾套內(nèi)作為熱源；(3)通過裂解后產(chǎn)生的蘭炭由回轉(zhuǎn)炭化爐排出送熄焦爐熄焦，再進入篩焦裝置篩分處理得到蘭炭成品；(4)通過裂解后產(chǎn)生的高溫煤氣和焦油混合物由回轉(zhuǎn)炭化爐導(dǎo)氣管抽出，進入焦油煤氣分離純化裝置，進行吸收和純化，得到高品質(zhì)焦油成品和高熱值煤氣成品。
2.如權(quán)利要求1所述的外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，其特征在 于所述的原料煤的粒度為3mm 80mm。
3.如權(quán)利要求1所述的外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，其特征在 于所述的回轉(zhuǎn)炭化爐安裝方式為臥式，回轉(zhuǎn)炭化爐加熱方式為夾套外加熱形式，炭化爐干 餾段出口的熱空氣返回炭化爐干燥段加熱，干燥段和干餾段采用間接加熱，達到熱量循環(huán) 利用。
4.如權(quán)利要求1所述的外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，其特征在 于蘭炭熄焦處理采取干法熄焦工藝，干法熄焦工藝采用如下兩種形式之一 A，蘭炭在隔 絕空氣的條件下送入回轉(zhuǎn)冷卻機間接冷卻，冷卻介質(zhì)為循環(huán)水噴淋冷卻；B，在回轉(zhuǎn)干熄爐 中用惰性氣體與赤熱紅焦換熱冷卻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱裂解原煤制備蘭炭的方法，將原料煤在100℃～300℃下在回轉(zhuǎn)炭化爐干燥段內(nèi)干燥、脫吸，干燥后的原料煤進入回轉(zhuǎn)炭化爐干餾段，在物料溫度500～700℃下熱裂解1～5個小時，熱裂解后得到蘭炭、焦油和煤氣，生成的蘭炭經(jīng)過熄焦爐和篩焦裝置后得到蘭炭成品，產(chǎn)生的焦油和煤氣經(jīng)過煤氣分離純化裝置，得到高品質(zhì)的焦油成品和高熱值的煤氣成品。本發(fā)明可以降低原料煤的粒度，提高了原料煤的利用率，另外提高了煤氣的熱值，大大提高了煤氣的利用價值，采用干法熄焦，出焦連續(xù)，提高了蘭炭的質(zhì)量，節(jié)約能源，減少了有害氣體的生成。本發(fā)明工藝過程反應(yīng)物單一，無廢氣、廢水、廢渣排放，屬于環(huán)保項目。
文檔編號C10B39/02GK101805625SQ20101015341
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者何建祥, 魏超 申請人:西安三瑞實業(yè)有限公司