專利名稱：一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體載熱的褐煤等低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)及工藝，用于褐煤等低質(zhì)煤提質(zhì)，屬于煤化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國煤炭資源雖然比較豐富，但優(yōu)質(zhì)煤炭資源僅占一半左右，其余為褐煤等煤炭資源。褐煤等煤種因水分高、灰分高、揮發(fā)分高、熱值低，常被當(dāng)做低質(zhì)燃料動力煤；加之易氧化和自燃，不宜長途運輸，因此成為難以異地加工利用的煤資源。褐煤是高揮發(fā)份煤種，其分子結(jié)構(gòu)可以看作無煙煤與油氣分子的結(jié)合體，采取熱解的加工方法把褐煤中的油氣成分分離出來，可以緩解我國石油供求矛盾。從綜合利用角度，褐煤不應(yīng)作為低質(zhì)資源，應(yīng)先對褐煤進(jìn)行加工分離，取得半焦、焦油和煤氣，再進(jìn)一步加工利用。褐煤在隔絕氧條件下加熱產(chǎn)生熱分解，揮發(fā)出煤氣、焦油氣，剩下的固體含碳量升高，熱值增加，稱為半焦。在500-600°C熱解可以得到揮發(fā)份含量適宜、熱值較高的半焦。褐煤半焦屬于提質(zhì)煤，是一種清潔燃料，用于電石、鐵合金、煉鋼(鐵)、合成氨、活性炭、碳素制品等行業(yè)。目前國內(nèi)外有多種褐煤熱解工藝，在日立公司開發(fā)的二段加熱提質(zhì)工藝中，采用回轉(zhuǎn)爐式干燥裝置(100-150°C )，干餾為熱煙氣間接加熱，溫度300-400°C，未完全工業(yè)化； 三菱重工公司開發(fā)的流化床加熱底煤階煤的提質(zhì)工藝，在80-150°C溫度下在對原料煤干燥，然后在250-400°C溫度下快速加熱和在30-70°C溫度下快速冷卻，得到提質(zhì)煤；北京煤化所多段回轉(zhuǎn)爐工藝，采用回轉(zhuǎn)干燥爐用熱煙道氣直接換熱干燥，然后在550-750°C干餾； 澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院(CSIRO)流化床熱解器為20kg/h的快速熱解裝置，采用瞬時加熱快速熱解(小于0』s)。還有采用熱瓷球為載熱體的美國多思科煤熱解工藝和魯奇-魯爾蓋斯低溫干餾法(L-R法)等。本發(fā)明人在專利文獻(xiàn)CN101775^6A中提出了一種焦載熱的褐煤干餾工藝及裝置，以高溫焦作為載熱體采用兩級干餾的方法獲得優(yōu)質(zhì)煤氣、 焦油和半焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)及工藝，采用單一干餾裝置同時實現(xiàn)低溫干餾和高溫干餾，具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省投資等優(yōu)點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括1) 一個與原料倉相連的進(jìn)料器；2) 一個干燥釜，用來干燥來自進(jìn)料器的低質(zhì)煤原料；3) 一個干燥分離器，該干燥分離器入口與干燥釜的氣體出口相連，用于分離干燥后的氣固混合物；4) 一個干餾料倉，用來接納干燥釜干燥后的干燥低質(zhì)煤和干燥分離器分離下來的固體物料；5) 一個與干餾料倉的出口相連的干餾進(jìn)料器；6) 一個與干餾進(jìn)料器相連的干餾裝置，所述干餾裝置包括低溫室、高溫室、與低溫室上部相通的第一干餾分離器和與高溫室上部相通的第二干餾分離器；低溫室和高溫室之間由爐墻相隔，爐墻下部設(shè)有通流閥；低溫室用來對干燥低質(zhì)煤進(jìn)行低溫干餾，低溫干餾產(chǎn)物進(jìn)入高溫室進(jìn)行高溫干餾，高溫干餾后的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)入產(chǎn)品倉；7) 一個與第一干餾分離器和第二干餾分離器的氣體出口相連的煤氣焦油分離凈化系統(tǒng)，用來分離來自第一干餾分離器和第二干餾分離器的煤氣和焦油混合物；8) 一個與產(chǎn)品倉相連的提升系統(tǒng)，用來提升部分固體產(chǎn)物半焦；9) 一個與提升系統(tǒng)相連的燃燒床，用來使干餾裝置干餾后的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)行表面燃燒生成載熱高溫半焦，并將載熱高溫半焦送回干餾裝置；10) 一個燃燒分離器，該燃燒分離器入口與燃燒床上部的氣體出口相連，用來分離燃燒床燃燒后產(chǎn)生的氣固混合物，該燃燒分離器分離下來的固體物料與燃燒床生成的載熱高溫半焦混合回送到干餾裝置；11) 一個與燃燒分離器氣體出口相連的補燃室，該補燃室的出口與干燥釜底部相連，該補燃室用來使燃燒分離器分離后的煙氣中的可燃物燃盡。上述技術(shù)方案中，所述通流閥為槽式結(jié)構(gòu)，低溫室和高溫室之間的爐墻將所述槽式結(jié)構(gòu)分成下部連通的兩個腔室，位于低溫室的腔室高度L1高于位于高溫室的腔室高度 L2 ；所述通流閥位于低溫室的腔室高度L1小于低溫室和高溫室之間的爐墻豎向高度L的1/2，即
權(quán)利要求
1.一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括1)一個與原料倉⑴相連的進(jìn)料器⑵；2)一個干燥釜(3)，用來干燥來自進(jìn)料器O)的低質(zhì)煤原料；3)一個干燥分離器G)，該干燥分離器入口與干燥釜(3)的氣體出口相連，用于分離干燥后的氣固混合物；4)一個干餾料倉(5)，用來接納干燥釜C3)干燥后的干燥低質(zhì)煤和干燥分離器(4)分離下來的固體物料；5)一個與干餾料倉(5)的出口相連的干餾進(jìn)料器(6)；6)一個與干餾進(jìn)料器(6)相連的干餾裝置，所述干餾裝置包括低溫室(7)、高溫室(8)、 與低溫室上部相通的第一干餾分離器(10)和與高溫室上部相通的第二干餾分離器(11)； 低溫室(7)和高溫室(8)之間由爐墻相隔，爐墻下部設(shè)有通流閥(9)；低溫室(7)用來對干燥低質(zhì)煤進(jìn)行低溫干餾，低溫干餾產(chǎn)物進(jìn)入高溫室(8)進(jìn)行高溫干餾，高溫干餾后的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)入產(chǎn)品倉(17)；7)一個與第一干餾分離器(10)和第二干餾分離器(11)的氣體出口相連的煤氣焦油分離凈化系統(tǒng)(12)，用來分離來自第一干餾分離器(10)和第二干餾分離器(11)的煤氣和焦油混合物；8)一個與產(chǎn)品倉(17)相連的提升系統(tǒng)(18)，用來提升部分固體產(chǎn)物半焦；9)一個與提升系統(tǒng)(18)相連的燃燒床(13)，用來使干餾裝置干餾后的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)行表面燃燒生成載熱高溫半焦，并將載熱高溫半焦送回干餾裝置；10)一個燃燒分離器(14)，該燃燒分離器入口與燃燒床(13)上部的氣體出口相連，用來分離燃燒床燃燒后產(chǎn)生的氣固混合物，該燃燒分離器分離下來的固體物料與燃燒床生成的載熱高溫半焦混合回送到干餾裝置；11)一個與燃燒分離器(14)氣體出口相連的補燃室(15)，該補燃室的出口與干燥釜 (3)底部相連，該補燃室用來使燃燒分離器(14)分離后的煙氣中的可燃物燃盡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于所述通流閥(9)為槽式結(jié)構(gòu)，低溫室和高溫室之間的爐墻將所述槽式結(jié)構(gòu)分成下部連通的兩個腔室，位于低溫室(7)的腔室高度L1高于位于高溫室(8)的腔室高度L2 ；所述通流閥(9)位于低溫室(7)的腔室高度L1小于低溫室和高溫室之間的爐墻豎向高度L的1/2，即A 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于所述通流閥(9)設(shè)置兩個以上，沿著低溫室(7)和高溫室(8)之間的爐墻縱深方向布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于所述通流閥(9)底部設(shè)置松動風(fēng)帽，位于低溫室(7)的松動風(fēng)帽1(19)為定向風(fēng)帽，位于高溫室(8)的松動風(fēng)帽IU20)為定向風(fēng)帽或非定向風(fēng)帽，松動風(fēng)帽II 00)個數(shù)多于松動風(fēng)帽 1(19)個數(shù)。
5.采用如權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)的一種低質(zhì)煤低溫干餾工藝，其特征在于該工藝包括如下步驟1)經(jīng)過破碎的低質(zhì)煤原料由原料倉(1)通過進(jìn)料器( 送入干燥釜C3)干燥；2)干燥釜C3)干燥后的干燥低質(zhì)煤進(jìn)入干餾料倉(5)，干燥產(chǎn)生的含塵煙氣進(jìn)入干燥分離器(4)進(jìn)行氣固分離，分離后的氣體經(jīng)除塵系統(tǒng)除塵后排放，干燥分離器(4)分離下來的干燥低質(zhì)煤也進(jìn)入到干餾料倉(5)；3)干餾料倉( 中的干燥低質(zhì)煤通過干餾進(jìn)料器(6)進(jìn)入干餾裝置的低溫室(7)進(jìn)行流態(tài)化干餾，低溫室的干餾溫度為350 500°C，干餾后的混合氣進(jìn)入低溫室上部的第一干餾分離器(10)，分離后的煤氣和焦油混合物進(jìn)入煤氣焦油分離凈化系統(tǒng)(12)，第一干餾分離器(10)分離下的固體物料回到低溫室(7)；4)隨著低溫室(7)內(nèi)物料和低溫干餾固體產(chǎn)物增多，低溫室(7)內(nèi)壓力升高，低溫干餾固體產(chǎn)物通過通流閥(9)從低溫室(7)溢流到壓力較低的高溫室(8)中，高溫室的干餾溫度為500 600°C;高溫室干餾后的混合氣進(jìn)入高溫室上部的第二干餾分離器(11)，分離后的煤氣和焦油混合物進(jìn)入煤氣焦油分離凈化系統(tǒng)(12)，第二干餾分離器(11)分離下的固體物料回到高溫室⑶；5)高溫室干餾后的固體產(chǎn)物半焦從高溫室(8)下部的出料口排出進(jìn)入產(chǎn)品倉(17)，一部分作為產(chǎn)品，一部分通過提升系統(tǒng)提升到燃燒床(1 中進(jìn)行表面燃燒，形成850 950°C 的載熱高溫半焦，載熱高溫半焦通過燃燒床與干餾裝置相連的管道分別回送到干餾裝置的低溫室(7)和高溫室⑶作為固體載熱體，提供低質(zhì)煤低溫干餾和高溫干餾所需的熱量；6)燃燒床(13)燃燒產(chǎn)生的氣固混合物進(jìn)入燃燒分離器(14)進(jìn)行氣固分離，分離下來的固體物料隨著載熱高溫半焦回送到干餾裝置，分離后的氣體在補燃室(1 燒去可燃物后作為干燥煙氣進(jìn)入干燥釜( 對低質(zhì)煤原料進(jìn)行干燥。
全文摘要
一種固體載熱的低質(zhì)煤低溫干餾系統(tǒng)及工藝，包括原料倉、干燥釜、干餾裝置、燃燒床和補燃室等。干餾裝置包括低溫室和高溫室，之間由爐墻相隔，爐墻下部兩端各設(shè)置一個槽式結(jié)構(gòu)的通流閥，爐墻延伸至通流閥內(nèi)形成折板。低溫干餾工藝包括干燥、干餾、燃燒等，低溫室的干餾溫度為350～500℃；高溫室干餾溫度為500～600℃。干燥煤首先在低溫室干餾，隨著低溫室內(nèi)物料和低溫干餾固體產(chǎn)物增多，低溫室內(nèi)壓力升高，物料層也升高，使低溫干餾固體產(chǎn)物通過低溫室和高溫室之間的通流閥溢流到壓力較低的高溫室進(jìn)行高溫干餾。高溫干餾產(chǎn)生的半焦一部分作為產(chǎn)品，一部分表面燃燒作為高溫載熱體。該工藝具有投資省、半焦及油氣收率高等優(yōu)點。
文檔編號C10B53/04GK102277182SQ20111019720
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者張衍國, 李清海, 牛婭麗, 王亮, 蒙愛紅, 鐘瑋娜, 馬曉玲 申請人:清華大學(xué)