基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包含有除塵直立爐的干燥段與低溫蒸汽循環(huán)風機和高溫蒸汽循環(huán)風機連通，高溫蒸汽循環(huán)風機與冷卻段連通，低溫蒸汽循環(huán)風機與冷卻段、布袋除塵器連通，除塵段與含塵荒煤氣管道連通，熱解段與除塵段均與油洗機連通，油洗機與電捕焦油器、變頻風機連接，熱解段與煤氣換熱器連通，煤氣換熱器與變頻風機連通、燃燒爐、布袋除塵器連通，本發(fā)明利用除塵直立爐熱解籽煤并利用籽煤或籽煤熱解產(chǎn)生的半焦作為荒煤氣的濾料實現(xiàn)荒煤氣除塵，有效解決了顆粒層除塵濾料再生困難的難題，除塵方法簡捷有效、熱效率高、環(huán)境友好、半焦質(zhì)量好，節(jié)約資源，降低運行成本。
【專利說明】基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到將籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]多年來，國內(nèi)外對粉煤煤熱解制半焦、煤焦油和煤氣進行了一系列的研宄，到目前為止，已進行中試或工業(yè)性試驗為數(shù)不少，但能連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的幾乎沒有，制約這個產(chǎn)業(yè)主要瓶頸是荒煤氣的除塵未能突破。
[0003]目前荒煤氣粗除塵的方式主要是旋風除塵器，但由于旋風切割粒徑的局限無法除去lOum以下的粉塵，致使在回收的煤焦油中還有大量的粉塵，變?yōu)橛湍?，裝置無法運行。
[0004]荒煤氣精除塵有顆粒層除塵、金屬管過濾除塵、電除塵。
[0005]電除塵由于焦粉在高溫下的比電阻小、電極絲容易結(jié)碳、還原氣氛的金屬易被還原等問題，在工業(yè)化生產(chǎn)未見廣泛的應(yīng)用。
[0006]可再生金屬膜管過濾，除塵效率高，精度高，但由于荒煤氣中含還大量煤焦油從機理上在高溫下發(fā)生縮聚反應(yīng)結(jié)碳，逐漸堵塞濾管，反沖再生效果越來越差，裝置無法長周期運行。且濾管的成本高，更換費用大。
[0007]顆粒層除塵濾料易得，成本低廉，中國專利201310418922.X—種荒煤氣除塵裝置及除塵方法，公開用顆粒層固定床除塵，流化床吹灰再生，中國專利201310116325.1荒煤氣除塵裝置及除塵方法采用顆粒層錯流除塵，氣流床燒焦再生；還有中國專利201210391959.3用于低溫干流煤氣除塵凈化的方法及裝置是采用逆流百葉窗式除塵，氣流床燒焦再生，無論是錯流式顆粒層過濾器、逆流式顆粒層過濾器或者固定床過濾器，濾料都需要再生，而且要使濾料的溫度和熱解的溫度一致，因此，以上這幾種荒煤氣除塵方法仍存在濾料再生困難、系統(tǒng)復雜，而且除塵效率低等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決顆粒層除塵濾料再生的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一是提供能夠充分利用未熱解的籽煤或熱解后的半焦作為顆粒除塵的濾料、將籽煤熱解和荒煤氣除塵有機結(jié)合，降低能耗、除塵效率高的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的目的之二在于提供將籽煤熱解和粉煤熱解有機結(jié)合，降低能耗、除塵效率高的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵方法。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包含有除塵直立爐，除塵直立爐是在爐體的頂部加工有進料斗、底部加工有出料斗，出料斗上設(shè)置有排料器，在爐體內(nèi)腔設(shè)置有干燥段、熱解段、除塵段以及冷卻段，干燥段設(shè)置在進料斗的下方，冷卻段設(shè)置在出料斗的上方，除塵段設(shè)置在熱解段的上方或者下方，干燥段與除塵段或熱解段之間設(shè)置有第一過渡段、除塵段與熱解段之間設(shè)置有第二過渡段，冷卻段與熱解段或除塵段之間設(shè)置有第三過渡段；[0011 ] 上述干燥段通過管道分別與低溫蒸汽循環(huán)風機和高溫蒸汽循環(huán)風機連通，高溫蒸汽循環(huán)風機的蒸汽入口通過管道或電除塵器與冷卻段的蒸汽出口連通，低溫蒸汽循環(huán)風機通過管道分別與冷卻段的蒸汽入口、布袋除塵器的除塵煙氣入口連通，除塵段的荒煤氣入口通過管道與含塵荒煤氣管道連通，熱解段的熱解荒煤氣出口與除塵段的凈化荒煤氣出口通過并聯(lián)設(shè)置的管道與油洗機的入口連通，油洗機通過管道依次與電捕焦油器、變頻風機連接，熱解段的循環(huán)煤氣通過管道與煤氣換熱器的高溫煤氣出口連通，煤氣換熱器的煤氣入口通過管道與變頻風機的出口連通、高溫煙氣入口通過管道與燃燒爐的出口連通、低溫煙氣出口通過管道與布袋除塵器的除塵煙氣入口連通。
[0012]上述除塵段是在除塵腔室的外圍設(shè)置有荒煤氣進氣室以及荒煤氣出氣室，在除塵腔室內(nèi)頂部設(shè)置有1排荒煤氣導出槽、底部設(shè)置有1排荒煤氣導入槽，荒煤氣導出槽與荒煤氣導入槽的豎直距離為2?5m，一個荒煤氣導出槽與相鄰一個荒煤氣導出槽之間的間距為400?800mm，一個荒煤氣導入槽與相鄰一個荒煤氣導入槽之間的間距為400?800mm，除塵腔室通過荒煤氣導入槽與荒煤氣進氣室相連通、通過荒煤氣導出槽與荒煤氣出氣室相連，在荒煤氣進氣室的外壁上加工有荒煤氣入口，荒煤氣出氣室的外壁上加工有凈化荒煤氣出
□ ο
[0013]上述荒煤氣導入槽的橫截面是下開口的六邊形結(jié)構(gòu)，其頂部的夾角為55?75°C，其下開口的寬度為20?80mm，在荒煤氣導入槽的側(cè)壁上加工有孔徑為2?3mm的透氣孔，孔隙率為10?18%。
[0014]上述荒煤氣導出槽的底部敞口，其橫截面是兩邊縱向延伸的倒V型結(jié)構(gòu)，其頂部夾角為55?75°C。
[0015]上述第一過渡段、第二過渡段以及第三過渡段的高度均為1500?2500mm。
[0016]本發(fā)明還提供了一種基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵方法，其是由以下步驟組成:
[0017](1)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐的進料斗中，在干燥段內(nèi)由高溫蒸汽循環(huán)風機將溫度為300?350°C壓力為-5?5KPa的高溫蒸汽送入干燥段，穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至110?130°C，經(jīng)低溫蒸汽循環(huán)風機抽出，一部分參與半焦冷卻，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器除塵后排入大氣；
[0018](2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段進入除塵段，含塵荒煤氣經(jīng)荒煤氣入口進入除塵段，經(jīng)干燥后的籽煤過濾除塵，過濾氣速控制在0.1?0.3m/s，除塵后的凈化荒煤氣通過凈化荒煤氣出口排出，籽煤在除塵段預熱后經(jīng)第二過渡段，進入熱解段熱解；
[0019](3)燃燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣在煤氣換熱器中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到750?800°C，進入熱解段使預熱后的籽煤熱解，熱解溫度為510?600°C，產(chǎn)生半焦和荒煤氣，熱解產(chǎn)生的荒煤氣與除塵后的凈化荒煤氣在管道中混合后經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出；
[0020](4)熱解產(chǎn)生的高溫半焦進入冷卻段中與步驟(1)低溫蒸汽循環(huán)風機輸送的低溫蒸汽發(fā)生冷熱交換，將低溫蒸汽加熱至300?350°C，形成高溫蒸汽，由高溫蒸汽循環(huán)風機輸送至步驟(1)的干燥段進行循環(huán)利用，高溫半焦冷卻鈍化后，通過排料器控制從出料斗排出。
[0021]本發(fā)明提供的另外一種基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵方法，其由以下步驟組成:
[0022](1)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐的進料斗中，在干燥段內(nèi)由高溫蒸汽循環(huán)風機將溫度為300?350°C、壓力為-5?5KPa的高溫蒸汽送入干燥段，穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至110?130°C，經(jīng)低溫蒸汽循環(huán)風機抽出，一部分參與半焦冷卻，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器除塵后排入大氣；
[0023](2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段進入熱解段，燃燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣在煤氣換熱器中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到750?800°C后進入熱解段使籽煤在熱解段熱解，熱解溫度為510?600 °C，產(chǎn)生高溫半焦和熱解荒煤氣，熱解產(chǎn)生的高溫半焦自上而下經(jīng)第二過渡段依次進入除塵段和冷卻段；
[0024](3)含塵荒煤氣經(jīng)荒煤氣入口進入除塵段，用高溫半焦過濾除塵，過濾氣速控制在0.1?0.3m/s，除塵后的凈化荒煤氣通過凈化荒煤氣出口排出，與熱解段產(chǎn)生的熱解荒煤氣一起經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出，高溫半焦夾帶著細粉塵經(jīng)過第三過渡段，進入冷卻段；
[0025](4)進入冷卻段中的半焦與步驟(1)低溫蒸汽循環(huán)風機輸送的低溫蒸汽發(fā)生冷熱交換，將低溫蒸汽加熱至300?350°C，形成高溫蒸汽，由高溫蒸汽循環(huán)風機與電除塵器除去細塵后輸送至步驟(1)的干燥段進行循環(huán)利用，高溫半焦冷卻鈍化后，通過排料器控制從出料斗排出。
[0026]本發(fā)明的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)是利用除塵直立爐熱解籽煤并利用籽煤或籽煤熱解產(chǎn)生的半焦作為荒煤氣的濾料實現(xiàn)荒煤氣除塵，并且隨著處理進程籽煤或半焦不斷更新，有效解決了顆粒層除塵濾料再生困難的難題，本發(fā)明通過過渡段控制爐體內(nèi)的壓力平衡，并將干燥段、熱解段、除塵段、冷卻段相互隔離，有效避免了各階段之間相互串氣，將荒煤氣除塵與籽煤熱解耦合為一體，合理利用資源，提高熱效率，降低能耗，本發(fā)明的熱解除塵方法簡捷有效、熱效率高、環(huán)境友好、半焦質(zhì)量好，所產(chǎn)生的煤氣和蒸汽均可循環(huán)利用，節(jié)約資源，降低運行成本，適于規(guī)?；瘧?yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為實施例1的熱解除塵系統(tǒng)的工藝流程圖。
[0028]圖2為圖1的除塵直立爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3為圖2中除塵段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為圖3中的荒煤氣導出槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5為圖3中的荒煤氣導入槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖6為實施例2的熱解除塵系統(tǒng)的工藝流程圖。
[0033]圖7為圖6的除塵直立爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0034]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明，但是本發(fā)明不僅限于下述的實施情形。
[0035]實施例1
[0036]由圖1可知，本實施例的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)是由除塵直立爐1、燃燒爐2、煤氣換熱器3、布袋除塵器4、高溫蒸汽循環(huán)風機5、低溫蒸汽循環(huán)風機6、油洗機7、電補焦油器8以及變頻風機9連接構(gòu)成。
[0037]本實施例的除塵直立爐1是采用方形爐，參見圖2，爐壁采用保溫耐火材料加耐磨耐火材料澆筑而成，參見圖2，該除塵直立爐1是在爐體的頂部安裝有兩個進料斗1-1，兩個進料斗1-1均為兩端對稱的拉瓦爾管形狀，在爐體的底部加工有與進料斗1-1正對的出料斗1-10，本為了防止出料口處排料不徹底，出料斗1-10均加工為錐形結(jié)構(gòu)，錐度可以根據(jù)具體的爐體大小以及處理量進行適應(yīng)性調(diào)整，為了便于控制進、出料的移動速度，在出料斗1-10上安裝有排料器1-9，在爐體內(nèi)腔自上而下分為干燥段1-2、除塵段1-4、熱解段1-6以及冷卻段1-8，進料斗1-1中進入的籽煤在重力作用下落入干燥段1-2內(nèi)。干燥段1-2與除塵段1-4之間有第一過渡段1-3間隔，除塵段1-4與熱解段1-6之間有第二過渡段1-5間隔，熱解段1-6與冷卻段1-8之間通過第三過渡段1-7間隔。為了保證籽煤熱解充分，將熱解段1-6分為熱解一段和熱解二段。
[0038]本實施例的除塵直立爐1的干燥段1-2與冷卻段1-8、熱解一段以及熱解二段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與專利號為CN 203487080U名稱為《一種內(nèi)熱式直立爐》中所公開的干燥段1_2、冷卻段1-8、熱解一段以及熱解二段的內(nèi)部布置完全相同。
[0039]本實施例的干燥段1-2的高溫蒸汽入口通過管道與高溫蒸汽循環(huán)風機5的出口連通，低溫蒸汽出口通過管道與低溫蒸汽循環(huán)風機6的入口連通，從進料斗1-1送進來的粒煤，在重力作用下進入干燥腔室，高溫蒸汽分別從各高溫蒸汽導入槽導入干燥腔室內(nèi)穿過上下煤層與干燥籽煤熱交換，將籽煤干燥，蒸汽降溫后經(jīng)低溫蒸汽導出槽導出，在低溫蒸汽出氣室中匯集后通過低溫蒸汽循環(huán)風機6抽出。
[0040]在干燥段1-2的下方是第一過渡段1-3，本實施例的第一過渡段1-3的高度為2000_，干燥腔室干燥后的籽煤在第一過渡段1-3中過渡后進入除塵段1-4中。
[0041]參見圖3，本實施例的除塵段1-4是在除塵腔室的左右兩側(cè)分別設(shè)置有荒煤氣進氣室1-4-1以及凈化荒煤氣出氣室1-4-3，在除塵腔室內(nèi)頂部安裝1排荒煤氣導出槽1-4-2，荒煤氣導出槽1-4-2的兩端焊接在除塵腔室側(cè)壁上，共12個，分布在同一水平面上，一個荒煤氣導出槽1-4-2與相鄰一個荒煤氣導出槽1-4-2的間距為600mm，參見圖4，本實施例的荒煤氣導出槽1-4-2的底部敞口，橫截面是兩邊縱向延伸的倒V型結(jié)構(gòu)，其頂部夾角是60°，斜臂長350mm，直臂長350mm，荒煤氣導出槽1_4_2均與凈化荒煤氣出氣室1_4_3連通，在凈化荒煤氣出氣室1-4-3的外側(cè)壁上加工有凈化荒煤氣出口 b，凈化后的荒煤氣經(jīng)荒煤氣導出槽1-4-2導流在凈化荒煤氣出氣室1-4-3中匯集后經(jīng)凈化荒煤氣出口排出。在除塵腔室的底部荒煤氣導出槽1-4-2的下方3m的位置焊接安裝有一排荒煤氣導入槽1-4-4，荒煤氣導入槽1-4-4與上方的荒煤氣導出槽1-4-2交錯排布，共13個，一個荒煤氣導入槽1-4-4與相鄰一個荒煤氣導入槽1-4-4之間的間距為600_，參見圖5，本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4的橫截面是下開口的六邊形結(jié)構(gòu)，其頂部的夾角為60°，其下開口的寬度為50mm，荒煤氣導入槽1-4-4均與荒煤氣進氣室1_4_1連通，除塵腔室通過荒煤氣導入槽1-4-4與荒煤氣進氣室1-4-1連通，在荒煤氣進氣室1-4-1的外壁上加工有荒煤氣入口 a，待處理的含塵荒煤氣經(jīng)荒煤氣入口在荒煤氣進氣室1-4-1匯集，通過荒煤氣導入槽1-4-4進入除塵腔室內(nèi)，利用除塵腔室內(nèi)的籽煤過濾除塵。在本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4和荒煤氣導出槽1-4-2的側(cè)壁上均加工有透氣孔，孔徑為2mm，孔隙率為15%，便于荒煤氣穿行，流通。
[0042]除塵段1-4的下方是第二過渡段1-5，本實施例的第二過渡段1-5的高度為2000mm,除塵腔室中預熱后籽煤經(jīng)第二過渡段1_5過渡后進入熱解段1_6。本實施例的熱解段1-6上下分為熱解一段和熱解二段。
[0043]本實施例的熱解一段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與專利號為CN 203487080U名稱為《一種內(nèi)熱式直立爐》中所公開的熱解一段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，即是在熱解腔一室的左右兩側(cè)分別設(shè)置有循環(huán)煤氣進氣室以及熱解荒煤氣出氣一室，在熱解腔一室內(nèi)安裝有7排熱解荒煤氣導出槽和6排循環(huán)煤氣導入槽，熱解荒煤氣導出槽與循環(huán)煤氣導入槽上下交錯排布，且熱解荒煤氣導出槽比循環(huán)煤氣導入槽多1排，即熱解腔一室的頂部與底部是熱解荒煤氣導出槽，中間段是熱解荒煤氣導出槽與循環(huán)煤氣導入槽交錯排布。在循環(huán)煤氣進氣室的外壁上加工有循環(huán)煤氣入口，循環(huán)煤氣入口通過管道與煤氣換熱器3的循環(huán)煤氣出口連通，熱解荒煤氣出氣一室的外壁上加工有熱解荒煤氣出口，熱解荒煤氣出口通過管道與油洗機7的進氣口連通。經(jīng)煤氣換熱器3換熱后的高溫煤氣通過循環(huán)煤氣入口進入循環(huán)煤氣進氣室分布后通過循環(huán)煤氣導入槽進入熱解腔一室內(nèi)，穿越上下煤層對籽煤加熱并進行熱解，熱解后的荒煤氣一部分上升至除塵段1-4中除塵過濾，另一部分經(jīng)熱解荒煤氣導出槽在熱解荒煤氣出氣一室中匯集，最后通過熱解荒煤氣出口的管道與除塵段1-4的凈化荒煤氣混合，而熱解后的籽煤進入熱解二段中。
[0044]熱解二段的結(jié)構(gòu)與專利號為CN 203487080U名稱為《一種內(nèi)熱式直立爐》中所公開的熱解二段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，熱解二段產(chǎn)生的熱解荒煤氣經(jīng)熱解荒煤氣出口與熱解一段的熱解荒煤氣以及除塵段1-4的凈化荒煤氣在管道中混合后進入油洗機7油洗處理，分離出焦油和除焦煤氣，油洗機7與電捕焦油器、變頻風機9依次連接，分離出的焦油作為成品，煤氣經(jīng)變頻風機9輸送一部分輸送至煤氣換熱器3中循環(huán)利用，剩余部分作為成品收集。
[0045]在熱解二段的下方是第三過渡段1-7，本實施例的第三過渡段1-7的高度為2000mm，熱解二段中熱解產(chǎn)生的高溫半焦在第三過渡段1_7過渡后進入冷卻段1_8冷卻處理。
[0046]本實施例的冷卻段1-8的冷卻蒸汽入口通過管道與低溫蒸汽循環(huán)風機6的出口連通、冷卻蒸汽出口通過管道與高溫蒸汽循環(huán)風機5的入口連通。經(jīng)低溫蒸汽循環(huán)風機6從干燥段1-2抽出的低溫蒸汽從冷卻蒸汽入口進入在冷卻蒸汽進氣室匯集后通過冷卻蒸汽導入槽進入冷卻腔室，與冷卻腔室內(nèi)的高溫半焦進行熱交換，半焦冷卻發(fā)生鈍化，而低溫蒸汽加熱后變?yōu)楦邷卣羝ㄟ^高溫蒸汽導出槽在高溫蒸汽出氣室匯集后從冷卻蒸汽出口排出，經(jīng)高溫蒸汽循環(huán)風機5循環(huán)進入干燥段1-2。
[0047]在冷卻段1-8的出口處安裝有排料器1-9，通過排料器1-9與出料斗1_10連通，鈍化后的半焦經(jīng)過排料器1-9從出料斗1-10排出，整個除塵直立爐1內(nèi)粒煤的移動速度通過控制排料器1-9的往復移動的頻率大小來進行調(diào)整。
[0048]用上述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)來進行籽煤熱解除塵的方法由以下步驟組成:
[0049](1)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐1的進料斗1-1中，在重力作用下進入除塵直立爐1的干燥段1-2，由高溫蒸汽循環(huán)風機5將溫度為320°C壓力為2KPa的高溫蒸汽通過高溫蒸汽入口進入高溫蒸汽進氣室，通過高溫蒸汽導入槽進入干燥腔室內(nèi)，在干燥腔室內(nèi)穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至120°C，通過低溫蒸汽導出槽在低溫蒸汽出氣室中匯集，通過低溫蒸汽循環(huán)風機6抽出至冷卻段1-8，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器4除塵后排入大氣；
[0050](2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段1-3后進入除塵段1-4，小于3mm的粉煤用其他熱解方式(如流化床熱解、氣流床熱解)熱解，產(chǎn)生的含塵荒煤氣經(jīng)多級旋風粗除塵后通過外部的含塵荒煤氣管道輸送至本實施例的除塵段1-4，經(jīng)荒煤氣入口進入荒煤氣導入槽1-4-4，在除塵腔室內(nèi)用干燥后的籽煤過濾除塵，過濾氣速控制在0.2m/s，除塵后的凈化荒煤氣經(jīng)荒煤氣導出槽1-4-2從凈化荒煤氣出口排出，籽煤在除塵段1-4預熱后經(jīng)第二過渡段1-5，進入熱解一段熱解。
[0051](3)由燃燒爐2產(chǎn)生的溫度為880°C的高溫煙氣直接進入煤氣換熱器3中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到780V，加熱后的循環(huán)煤氣通過循環(huán)煤氣入口進入循環(huán)煤氣進氣室匯集后通過循環(huán)煤氣導入槽進入熱解一段的熱解腔一室內(nèi)，在熱解腔一室中通過高溫循環(huán)煤氣加熱使預熱后的籽煤熱解，熱解后的籽煤進入熱解二段中，同樣利用高溫循環(huán)煤氣進一步加熱，產(chǎn)生高溫半焦和熱解荒煤氣，熱解二段產(chǎn)生的熱解荒煤氣與熱解一段產(chǎn)生的熱解荒煤氣在熱解荒煤氣出氣一室匯集通過熱解荒煤氣出口排出，從熱解段1-6排出的熱解荒煤氣與除塵段1-4排出的凈化荒煤氣在管道中混合后經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機9進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出。
[0052](4)熱解產(chǎn)生的高溫半焦在重力作用下進入冷卻段1-8的冷卻腔室內(nèi)，步驟(1)的低溫蒸汽循環(huán)風機6輸送的低溫蒸汽通過冷卻蒸汽入口在冷卻蒸汽進氣室內(nèi)分布，通過冷卻蒸汽導入槽進入冷卻腔室內(nèi)，與高溫半焦發(fā)生冷熱交換，半焦由550°C左右冷卻到120°C，冷卻鈍化，低溫蒸汽被加熱至340°C，形成高溫蒸汽，通過高溫蒸汽導出槽在高溫蒸汽出氣室內(nèi)匯集后經(jīng)冷卻蒸汽出口被高溫蒸汽循環(huán)風機5抽出后輸送至步驟(1)的干燥段1-2進行循環(huán)利用，鈍化后的半焦通過排料器1-9控制從出料斗1-10排出。
[0053]實施例2
[0054]由圖6可知，本實施例的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)是由除塵直立爐1、燃燒爐2、煤氣換熱器3、布袋除塵器4、高溫蒸汽循環(huán)風機5、低溫蒸汽循環(huán)風機6、油洗機7、電補焦油器8、變頻風機9以及電除塵器10連接構(gòu)成。
[0055]本實施例的除塵直立爐1與實施例1相同，是方形爐，參見圖7，在爐體內(nèi)腔自上而下分為干燥段1-2、熱解段1-6、除塵段1-4、冷卻段1-8，干燥段1-2、除塵段1_4、冷卻段1_8的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實施例1相同，在干燥段1-2與熱解段1-6之間通過第一過渡段1-3間隔，熱解段1-6與除塵段1-4之間用第二過渡段1-5間隔，除塵段1-4與冷卻段1-8之間有第三過渡段1-7間隔。本實施例的第一過渡段1-3、第二過渡段1-5以及第三過渡段1-7的高度均為 1500mm。
[0056]從爐體的進料斗1-1進入的籽煤在重力作用下落入干燥段1-2內(nèi)，經(jīng)干燥段1-2干燥預熱后進入熱解段1-6熱解，熱解段1-6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實施例1的熱解一段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，將籽煤熱解，產(chǎn)生半焦和熱解荒煤氣，半焦在重力作用下落入除塵段1-4，熱解荒煤氣經(jīng)熱解荒煤氣出口排出。
[0057]除塵段1-4過濾會有細粉塵隨著高溫半焦一起經(jīng)第三過渡段1-7進入冷卻段1-8，在冷卻段1-8與低溫蒸汽發(fā)生熱交換，為了避免冷卻段1-8排出的高溫蒸汽中夾帶細粉塵，在高溫蒸汽循環(huán)風機5的出口端安裝電除塵器10，進行粗除塵。
[0058]其他的部件及其連接關(guān)系與實施例1相同。
[0059]用上述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)進行籽煤熱解除塵的方法由以下步驟組成:
[0060](1)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐1的進料斗1_1中，在重力作用下進入除塵直立爐1的干燥段1-2，由高溫蒸汽循環(huán)風機5將溫度為320°C壓力為2KPa的高溫蒸汽通過高溫蒸汽入口進入高溫蒸汽進氣室，通過高溫蒸汽導入槽進入干燥腔室內(nèi)，在干燥腔室內(nèi)穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至120°C，通過低溫蒸汽導出槽在低溫蒸汽出氣室中匯集，通過低溫蒸汽循環(huán)風機6抽至冷卻段1-8，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器4除塵后排入大氣；
[0061](2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段1-3后進入熱解段1-6，由燃燒爐2產(chǎn)生的溫度為880°C的高溫煙氣直接進入煤氣換熱器3中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到780°C，加熱后的循環(huán)煤氣通過循環(huán)煤氣入口進入循環(huán)煤氣進氣室匯集后通過循環(huán)煤氣導入槽進入熱解一段的熱解腔一室內(nèi)，在熱解腔一室中通過高溫循環(huán)煤氣加熱使預熱后的籽煤熱解，產(chǎn)生高溫半焦和熱解荒煤氣，熱解荒煤氣通過熱解荒煤氣出口排出，高溫半焦經(jīng)第二過渡段1-5進入除塵段1-4的除塵腔室內(nèi)。
[0062](3)小于3_的粉煤用其他熱解方式(如流化床熱解、氣流床熱解)熱解，產(chǎn)生的含塵荒煤氣經(jīng)多級旋風粗除塵后通過外部含塵荒煤氣管道輸送至本實施例的除塵段1-4，經(jīng)荒煤氣入口進入荒煤氣導入槽1-4-4，在除塵腔室內(nèi)用高溫半焦過濾除塵，過濾氣速控制在0.2m/s，除塵后的凈化荒煤氣經(jīng)荒煤氣導出槽1-4-2從凈化荒煤氣出口排出，與熱解段1-6排出的熱解荒煤氣在管道中混合后經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機9進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出，除塵過濾的細粉塵隨著高溫半焦一起經(jīng)第三過渡段1-7，進入冷卻腔室內(nèi)。
[0063](4)步驟(1)的低溫蒸汽循環(huán)風機6輸送的低溫蒸汽通過冷卻蒸汽入口在冷卻蒸汽進氣室內(nèi)分布，通過冷卻蒸汽導入槽進入冷卻腔室內(nèi)，與高溫半焦發(fā)生冷熱交換，半焦由550°C左右冷卻到120°C，冷卻鈍化，低溫蒸汽被加熱至340°C，形成高溫蒸汽，通過高溫蒸汽導出槽在高溫蒸汽出氣室內(nèi)匯集后經(jīng)冷卻蒸汽出口被高溫蒸汽循環(huán)風機5抽出后再經(jīng)電除塵器10除去粉塵，之后輸送至步驟(1)的干燥段1-2進行循環(huán)利用，鈍化后的半焦通過排料器1-9控制從出料斗1-10排出。
[0064]實施例3
[0065]在上述實施例1?2的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)中，除塵段1-4是在除塵腔室的左右兩側(cè)分別設(shè)置有荒煤氣進氣室1-4-1以及凈化荒煤氣出氣室1-4-3，在除塵腔室內(nèi)頂部安裝1排荒煤氣導出槽1-4-2，荒煤氣導出槽1-4-2的兩端焊接在除塵腔室側(cè)壁上，共12個，分布在同一水平面上，一個荒煤氣導出槽1-4-2與相鄰一個荒煤氣導出槽1-4-2的間距為800mm，本實施例的荒煤氣導出槽1_4_2的底部敞口，橫截面是兩邊縱向延伸的倒V型結(jié)構(gòu)，其頂部夾角是55°，斜臂長350mm，直臂長350mm，荒煤氣導出槽1-4-2均與凈化荒煤氣出氣室1-4-3連通，在凈化荒煤氣出氣室1-4-3的外側(cè)壁上加工有凈化荒煤氣出口 b。在除塵腔室的底部荒煤氣導出槽1-4-2的下方2m的位置焊接安裝有一排荒煤氣導入槽1-4-4，荒煤氣導入槽1-4-4與上方的荒煤氣導出槽1-4-2交錯排布，共13個，一個荒煤氣導入槽1-4-4與相鄰一個荒煤氣導入槽1-4-4之間的間距為800mm，本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4的橫截面是下開口的六邊形結(jié)構(gòu)，其頂部的夾角為55°，其下開口的寬度為20mm，荒煤氣導入槽1-4-4均與荒煤氣進氣室1_4_1連通，除塵腔室通過荒煤氣導入槽1-4-4與荒煤氣進氣室1-4-1連通，在荒煤氣進氣室1-4-1的外壁上加工有荒煤氣入口 a，在本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4和荒煤氣導出槽1-4-2的側(cè)壁上均加工有透氣孔，孔徑為3mm，孔隙率為10 %，便于荒煤氣穿行，流通。
[0066]其他的部件及其連接關(guān)系與對應(yīng)的實施例相同。
[0067]其熱解除塵方法與對應(yīng)的實施例相同。
[0068]實施例4
[0069]在上述實施例1?2的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)中，除塵段1-4是在除塵腔室的左右兩側(cè)分別設(shè)置有荒煤氣進氣室1-4-1以及凈化荒煤氣出氣室1-4-3，在除塵腔室內(nèi)頂部安裝1排荒煤氣導出槽1-4-2，荒煤氣導出槽1-4-2的兩端焊接在除塵腔室側(cè)壁上，共12個，分布在同一水平面上，一個荒煤氣導出槽1-4-2與相鄰一個荒煤氣導出槽1-4-2的間距為400mm，本實施例的荒煤氣導出槽1_4_2的底部敞口，橫截面是兩邊縱向延伸的倒V型結(jié)構(gòu)，其頂部夾角是75°，斜臂長350mm，直臂長350mm，荒煤氣導出槽1-4-2均與凈化荒煤氣出氣室1-4-3連通，在凈化荒煤氣出氣室1-4-3的外側(cè)壁上加工有凈化荒煤氣出口 b。在除塵腔室的底部荒煤氣導出槽1-4-2的下方5m的位置焊接安裝有一排荒煤氣導入槽1-4-4，荒煤氣導入槽1-4-4與上方的荒煤氣導出槽1-4-2交錯排布，共13個，一個荒煤氣導入槽1-4-4與相鄰一個荒煤氣導入槽1-4-4之間的間距為400mm，本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4的橫截面是下開口的六邊形結(jié)構(gòu)，其頂部的夾角為75°，其下開口的寬度為50mm，荒煤氣導入槽1-4-4均與荒煤氣進氣室1_4_1連通，除塵腔室通過荒煤氣導入槽1-4-4與荒煤氣進氣室1-4-1連通，在荒煤氣進氣室1-4-1的外壁上加工有荒煤氣入口 a，在本實施例的荒煤氣導入槽1-4-4和荒煤氣導出槽1-4-2的側(cè)壁上均加工有透氣孔，孔徑為2.5mm，孔隙率為18 %，便于荒煤氣穿行，流通。
[0070]其他的部件及其連接關(guān)系與對應(yīng)的實施例相同。
[0071]其熱解除塵方法與對應(yīng)的實施例相同。
[0072]實施例5
[0073]在上述實施例1?4的熱解除塵方法中，除塵段1-4的高度為5m，導入槽側(cè)板開孔率為18%，孔徑為2mm，縮口的寬度80mm，在干燥段1-2，由高溫蒸汽循環(huán)風機5將溫度為300°C、壓力為_5KPa的高溫蒸汽通過低溫蒸汽入口進入高溫蒸汽進氣室，通過高溫蒸汽導入槽進入干燥腔室內(nèi)，在干燥腔室內(nèi)穿過煤層對粒煤進行干燥，蒸汽溫度降低至110°C，通過低溫蒸汽導出槽在低溫蒸汽出氣室中匯集，通過低溫蒸汽循環(huán)風機6抽出。在熱解段1-6，加熱至750°C的循環(huán)煤氣通過循環(huán)煤氣入口進入循環(huán)煤氣進氣室匯集后通過循環(huán)煤氣導入槽進入熱解腔一室內(nèi)對籽煤進行加熱并熱解，熱解溫度為510°C，熱解產(chǎn)生的熱解荒煤氣通過熱解荒煤氣出口排出，解熱產(chǎn)生的高溫半焦進入下一個處理程序。在除塵段1-4，控制過濾氣速為0.lm/s，其他的操作與實施例1或?qū)嵤├?相同。在冷卻段1-8，半焦溫度由510°C冷卻到110°C，其他的操作均與實施例1或?qū)嵤├?相同。
[0074]實現(xiàn)該方法所用的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)與相應(yīng)的實施例相同。
[0075]實施例6
[0076]在上述實施例1?4的熱解除塵方法中，在干燥段1-2，由高溫蒸汽循環(huán)風機5將溫度為350 °C、壓力為5KPa的高溫蒸汽通過低溫蒸汽入口進入高溫蒸汽進氣室，通過高溫蒸汽導入槽進入干燥腔室內(nèi)，在干燥腔室內(nèi)穿過煤層對粒煤進行干燥，蒸汽溫度降低至130°C，通過低溫蒸汽導出槽在低溫蒸汽出氣室中匯集，通過低溫蒸汽循環(huán)風機6抽出。在熱解段1-6，加熱至80(TC的循環(huán)煤氣通過循環(huán)煤氣入口進入循環(huán)煤氣進氣室匯集后通過循環(huán)煤氣導入槽進入熱解腔一室內(nèi)對籽煤進行加熱并熱解，熱解溫度為600°C，熱解產(chǎn)生的熱解荒煤氣通過熱解荒煤氣出口排出，解熱產(chǎn)生的高溫半焦進入下一個處理程序。在除塵段1-4，控制過濾氣速為0.3m/s，其他的操作與實施例1或?qū)嵤├?相同。在冷卻段1_8，半焦溫度由600°C冷卻到130°C，其他的操作均與實施例1或?qū)嵤├?相同。
[0077]實現(xiàn)該方法所用的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)與相應(yīng)的實施例相同。
【權(quán)利要求】
1.一種基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)，包含有除塵直立爐(1)，除塵直立爐(I)是在爐體的頂部加工有進料斗(1-1)、底部加工有出料斗(1-10)，出料斗(1-10)上設(shè)置有排料器(1-9)，其特征在于:在爐體內(nèi)腔設(shè)置有干燥段(1-2)、熱解段(1-6)、除塵段(1-4)以及冷卻段(1-8)，干燥段(1-2)設(shè)置在進料斗(1-1)的下方，冷卻段(1-8)設(shè)置在出料斗(1-10)的上方，除塵段(1-4)設(shè)置在熱解段(1-6)的上方或者下方，干燥段(1-2)與除塵段(1-4)或熱解段(1-6)之間設(shè)置有第一過渡段(1-3)、除塵段(1-4)與熱解段(1-6)之間設(shè)置有第二過渡段(1-5)，冷卻段(1-8)與熱解段(1-6)或除塵段(1-4)之間設(shè)置有第三過渡段(1-7); 上述干燥段(1-2)通過管道分別與低溫蒸汽循環(huán)風機(6)和高溫蒸汽循環(huán)風機(5)連通，高溫蒸汽循環(huán)風機(5)的蒸汽入口通過管道或電除塵器(10)與冷卻段(1-8)的蒸汽出口連通，低溫蒸汽循環(huán)風機(6)通過管道分別與冷卻段(1-8)的蒸汽入口、布袋除塵器(4)的除塵煙氣入口連通，除塵段(1-4)的荒煤氣入口通過管道與含塵荒煤氣管道連通，熱解段(1-6)的熱解荒煤氣出口與除塵段(1-4)的凈化荒煤氣出口通過并聯(lián)設(shè)置的管道與油洗機(7)的入口連通，油洗機(7)通過管道依次與電捕焦油器、變頻風機(9)連接，熱解段(1-6)的循環(huán)煤氣通過管道與煤氣換熱器(3)的高溫煤氣出口連通，煤氣換熱器(3)的煤氣入口通過管道與變頻風機(9)的出口連通、高溫煙氣入口通過管道與燃燒爐(2)的出口連通、低溫煙氣出口通過管道與布袋除塵器(4)的除塵煙氣入口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)，其特征在于:所述除塵段(1-4)是在除塵腔室的外圍設(shè)置有荒煤氣進氣室(1-4-1)以及凈化荒煤氣出氣室(1-4-3)，在除塵腔室內(nèi)頂部設(shè)置有I排荒煤氣導出槽(1-4-2)、底部設(shè)置有I排荒煤氣導入槽(1-4-4)，荒煤氣導出槽(1-4-2)與荒煤氣導入槽(1-4-4)的豎直距離為2?5m，一個荒煤氣導出槽(1-4-2)與相鄰一個荒煤氣導出槽(1-4-2)之間的間距為400?800mm，一個荒煤氣導入槽(1_4_4)與相鄰一個荒煤氣導入槽(1_4_4)之間的間距為400?800_，除塵腔室通過荒煤氣導入槽(1-4-4)與荒煤氣進氣室(1-4-1)相連通、通過荒煤氣導出槽(1-4-2)與凈化荒煤氣出氣室(1-4-3)相連，在荒煤氣進氣室(1-4-1)的外壁上加工有荒煤氣入口，凈化荒煤氣出氣室(1-4-3)的外壁上加工有凈化荒煤氣出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)，其特征在于:所述荒煤氣導入槽(1-4-4)的橫截面是下開口的六邊形結(jié)構(gòu)，其頂部的夾角為55?75°，其下開口的寬度為20?80mm，在荒煤氣導入槽(1_4_4)的側(cè)壁上加工有孔徑為2?3mm的透氣孔，孔隙率為10?18%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)，其特征在于:所述荒煤氣導出槽(1-4-2)的底部敞口，其橫截面是兩邊縱向延伸的倒V型結(jié)構(gòu)，其頂部夾角為55?75°，在側(cè)壁上加工有孔徑為2?3mm的透氣孔，孔隙率為10?18%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵系統(tǒng)，其特征在于:所述第一過渡段(1-3)、第二過渡段(1-5)以及第三過渡段(1-7)的高度均為1500?2500mmo
6.—種基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵方法，其特征在于由以下步驟組成: (I)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐⑴的進料斗(1_1)中，在干燥段(1_2)內(nèi)由高溫蒸汽循環(huán)風機(5)將溫度為300?350°C壓力為-5?5KPa的高溫蒸汽后送入干燥段(1-2)，穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至110?130°C，經(jīng)低溫蒸汽循環(huán)風機(6)抽出，一部分參與半焦冷卻，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器(4)除塵后排入大氣； (2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段(1-3)進入除塵段(1-4)，含塵荒煤氣經(jīng)荒煤氣入口進入除塵段(1-4)，經(jīng)干燥后的籽煤過濾除塵，過濾氣速控制在0.1?0.3m/s，除塵后的凈化荒煤氣通過凈化荒煤氣出口排出，籽煤在除塵段(1-4)預熱后經(jīng)第二過渡段(1-5)，進入熱解段(1_6)熱解； (3)燃燒爐(2)產(chǎn)生的高溫煙氣在煤氣換熱器(3)中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到750?800°C，進入熱解段(1-6)使預熱后的籽煤熱解，熱解溫度為510?600°C，產(chǎn)生半焦和荒煤氣，熱解產(chǎn)生的荒煤氣與除塵后的凈化荒煤氣在管道中混合后經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機(9)進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出； (4)熱解產(chǎn)生的高溫半焦進入冷卻段1-8中與步驟(I)低溫蒸汽循環(huán)風機(6)輸送的低溫蒸汽發(fā)生冷熱交換，將低溫蒸汽加熱至300?350°C，形成高溫蒸汽，由高溫蒸汽循環(huán)風機(5)輸送至步驟(I)的干燥段(1-2)進行循環(huán)利用，高溫半焦冷卻鈍化后，通過排料器(1-9)控制從出料斗(1-10)排出。
7.—種基于籽煤熱解與荒煤氣除塵耦合的熱解除塵方法，其特征在于由以下步驟組成: (1)將粒徑為3?30mm的籽煤送入除塵直立爐I的進料斗(1_1)中，在干燥段(1_2)內(nèi)由高溫蒸汽循環(huán)風機(5)將溫度為300?350 °C壓力為-5?5KPa的高溫蒸汽送入干燥段(1-2)，穿過煤層對籽煤進行干燥，蒸汽溫度降低至110?130°C，經(jīng)低溫蒸汽循環(huán)風機(6)抽出，一部分參與半焦冷卻，循環(huán)利用，多余部分經(jīng)布袋除塵器(4)除塵后排入大氣； (2)干燥后的籽煤經(jīng)第一過渡段(1-3)進入熱解段(1-6)，燃燒爐(2)產(chǎn)生的高溫煙氣在煤氣換熱器(3)中與循環(huán)煤氣發(fā)生熱交換，將循環(huán)煤氣加熱到750?800°C后進入熱解段(1-6)使籽煤在熱解段(1-6)熱解，熱解溫度為510?600°C，產(chǎn)生高溫半焦和熱解荒煤氣，熱解產(chǎn)生的高溫半焦自上而下經(jīng)第二過渡段(1-5)依次進入除塵段(1-4)和冷卻段(1_8)； (3)含塵荒煤氣經(jīng)荒煤氣入口進入除塵段(1-4)，用高溫半焦過濾除塵，過濾氣速控制在0.1?0.3m/s，除塵后的凈化荒煤氣通過凈化荒煤氣出口排出，與熱解段(1-6)產(chǎn)生的熱解荒煤氣一起經(jīng)油洗、電捕回收煤焦油和煤氣，煤氣通過變頻風機(9)進入換熱器中循環(huán)利用，多余煤氣排出，高溫半焦夾帶著細粉塵經(jīng)過第三過渡段(1-7)，進入冷卻段(1-8); (4)進入冷卻段(1-8)中的半焦與步驟⑴低溫蒸汽循環(huán)風機(6)輸送的低溫蒸汽發(fā)生冷熱交換，將低溫蒸汽加熱至300?350°C，形成高溫蒸汽，由高溫蒸汽循環(huán)風機(5)與電除塵器(10)除去細塵后輸送至步驟(I)的干燥段(1-2)進行循環(huán)利用，高溫半焦冷卻鈍化后，通過排料器(1-9)控制從出料斗(1-10)排出。
【文檔編號】C10K1/00GK104449782SQ201410624018
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】王樹寬, 楊占彪 申請人:王樹寬