本發(fā)明涉及煤熱解領(lǐng)域，尤其涉及一種煤熱解系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

煤的熱解也稱為煤的干餾或熱分解，是指煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，煤在不同的溫度下發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程。目前主流的熱解方式分為固體熱載體、氣體熱載體和固-氣熱載體熱解。

無論采用固體熱載體還是氣體熱載體方式熱解，夾帶的粉塵均在油水冷卻過程中與焦油粘合在一起，沉積到焦油中，由于焦油粘度大，很難實(shí)現(xiàn)液態(tài)焦油和粉塵的分離，導(dǎo)致熱解焦油品質(zhì)低。

造成上述問題的根本因?yàn)樵谟冢含F(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于含塵氣體的處理中，用于除塵的裝置或方法主要有布袋除塵器、電除塵器和濕法除塵，但由于各種限制，現(xiàn)有除塵裝置或方法不能對(duì)高溫氣體進(jìn)行除塵，即不耐高溫。例如布袋除塵器，由于布袋的材料耐溫現(xiàn)只有280℃，因此，高溫氣體一般需通過風(fēng)冷或噴淋降溫，至高溫氣體的溫度達(dá)到布袋的溫度后再除塵；再比如電除塵器，由于材料和比電阻的關(guān)系，電除塵的除塵溫度一般不超過350℃，也需要采用降溫的方法達(dá)到除塵條件；最后濕法除塵，除塵過程需要消耗大量的水，同時(shí)由于高溫氣體里含有大量的粉塵，因此，通過濕法除塵，容易帶來后端塵泥的二次處理和二次水污染等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種煤熱解系統(tǒng)及方法，其可對(duì)高溫氣體進(jìn)行過濾除塵，解決了粉塵均在油水冷卻過程中與焦油粘合在一起，難以實(shí)現(xiàn)液態(tài)焦油和粉塵的分離的問題。

本發(fā)明提供的煤熱解系統(tǒng)，包括熱解爐以及旋轉(zhuǎn)除塵器，其中，

所述熱解爐包括原料進(jìn)口、蘭炭產(chǎn)品出口以及荒煤氣出口，用于對(duì)煤進(jìn)行熱解，得到蘭炭產(chǎn)品和高溫荒煤氣；

所述旋轉(zhuǎn)除塵器包括除塵過濾元器件、含塵氣入口、除塵氣出口、反吹氣入口與粉塵出口，所述含塵氣入口與所述熱解爐的荒煤氣出口相連；

所述含塵氣入口用于通入所述高溫荒煤氣；

所述除塵過濾元器件是可旋轉(zhuǎn)的，用于對(duì)所述高溫荒煤氣進(jìn)行過濾除塵；

所述反吹氣入口用于吹入反吹氣，將所述除塵過濾元器件內(nèi)的蘭炭粉從所述粉塵出口吹出。特別地，所述旋轉(zhuǎn)除塵器

還包括過濾室、除塵室以及傳動(dòng)裝置，其中，

所述含塵氣入口和除塵氣出口設(shè)置在所述過濾室，所述反吹氣入口與粉塵出口設(shè)置在所述除塵室；

所述除塵過濾元器件嵌入所述過濾室和除塵室；

所述含塵氣入口和除塵氣出口分別位于所述除塵過濾元器件的上下兩側(cè)，所述反吹氣入口與粉塵出口分別位于所述除塵過濾元器件的上下兩側(cè)；

所述傳動(dòng)裝置與所述除塵過濾元器件連接，其帶動(dòng)所述除塵過濾元器件繞所述箱體的中軸旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括蘭炭粉收集裝置，其與所述旋轉(zhuǎn)除塵器的粉塵出口相連，用于收集所述旋轉(zhuǎn)除塵器過濾的蘭炭粉。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括冷卻分離單元，所述冷卻分離單元包括噴淋塔、間冷換熱器以及油水分離塔，其中，

所述噴淋塔具有高溫氣入口、冷卻氣出口以及油水混合液出口，所述高溫氣入口與所述旋轉(zhuǎn)除塵器的除塵氣出口相連；

所述間冷換熱器具有氣體入口與熱解氣出口，所述氣體入口與所述噴淋塔的冷卻氣出口相連；

所述油水分離塔具有油水混合液入口，其與所述噴淋塔的油水混合液出口相連。

更進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括原料倉與上料倉，所述上料倉連接到所述熱解爐的原料進(jìn)口，所述原料倉與上料倉通過提升機(jī)相連。

再進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括依次連接的破碎機(jī)與干燥機(jī)，所述干燥機(jī)與所述原料倉相連。

本發(fā)明還提供了一種用上述系統(tǒng)進(jìn)行煤熱解的方法。該方法包括以下步驟：

將原料煤送入所述熱解爐進(jìn)行熱解，得到蘭炭與高溫荒煤氣；

將所述高溫荒煤氣從所述含塵氣入口通入所述旋轉(zhuǎn)除塵器，并從所述旋轉(zhuǎn)除塵器的反吹氣入口吹入反吹氣，所述旋轉(zhuǎn)除塵器的除塵過濾元器件對(duì)所述高溫荒煤氣進(jìn)行過濾除塵，得到高溫凈化荒煤氣從所述旋轉(zhuǎn)除塵器的除塵氣出口排出，并收集從所述旋轉(zhuǎn)除塵器的粉塵出口排出的蘭炭粉。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

將所述蘭炭粉通入所述蘭炭粉收集裝置，進(jìn)行蘭炭粉收集，得到蘭炭產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

將所述高溫凈化荒煤氣通入所述冷卻分離單元的噴淋塔進(jìn)行油水與不凝氣體分離，得到冷卻不凝氣與油水混合液；

將所述冷卻不凝氣通入所述間冷換熱器，進(jìn)行再次冷卻，除去冷卻不凝氣中的飽和油水，得到凈化熱解氣。進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

將油水混合液通入所述油水分離塔，進(jìn)行油水分離，得到輕油、重油以及熱解水。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

對(duì)原料煤進(jìn)行預(yù)處理：通過所述破碎機(jī)將原料煤進(jìn)行破碎，然后通過所述干燥機(jī)進(jìn)行干燥并輸送至所述原料倉，再通過所述提升機(jī)上傳至上料倉，隨后通入所述熱解爐。

本發(fā)明所述的煤熱解系統(tǒng)及方法在沒有降溫的條件下，實(shí)現(xiàn)荒煤氣與蘭炭粉的分離，可大大提高后續(xù)制備焦油的品質(zhì)，避免了焦油冷卻后液體焦油和蘭炭粉的分離。同時(shí)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)能源利用最大化，間接節(jié)省生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述煤熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供的煤熱解系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)除塵器1以及熱解爐2。

如圖1所示，所述熱解爐2包括原料進(jìn)口、蘭炭產(chǎn)品出口以及荒煤氣出口，用于為煤熱解提供場所，生成荒煤氣和蘭炭產(chǎn)品。因煤通常在550～850℃發(fā)生熱解反應(yīng)，所以從熱解爐2的荒煤氣出口排出的荒煤氣的溫度一般在600～650℃，稱為高溫荒煤氣。

如圖1所示，所述熱解爐2還可以包括螺旋進(jìn)料機(jī)21與螺旋出料機(jī)22，可促進(jìn)將原料煤順利導(dǎo)入所述熱解爐2以及將蘭炭產(chǎn)品導(dǎo)出所述熱解爐2。

如圖1所示，所述系統(tǒng)還包括依次連接的破碎機(jī)8與干燥機(jī)9。所述系統(tǒng)還包括原料倉5與上料倉7，所述上料倉7連接到所述熱解爐2的原料進(jìn)口，所述原料倉5與上料倉7通過提升機(jī)6相連，所述干燥機(jī)9與所述原料倉8相連。對(duì)原料煤進(jìn)行預(yù)處理：通過所述破碎機(jī)8將原料煤進(jìn)行破碎，一般破碎至粒徑＜6mm，然后通過所述干燥機(jī)9進(jìn)行干燥，干燥至含水＜8％，然后輸送至所述原料倉5，通過提升機(jī)6將位置較低的原料倉5中的原料煤提升至上料倉7，進(jìn)而通過所述螺旋進(jìn)料機(jī)21導(dǎo)入所述熱解爐2，進(jìn)行熱解。

如圖1和圖2所示，所述旋轉(zhuǎn)除塵器1包括含塵氣入口、除塵氣出口、反吹氣入口與粉塵出口，所述含塵氣入口與所述荒煤氣出口相連。

如圖2所示，特別地，所述旋轉(zhuǎn)除塵器包括：箱體11、除塵過濾元器件12和傳動(dòng)裝置(未示出)。

如圖2所示，所述箱體11設(shè)置有過濾室111和除塵室112，所述過濾室111設(shè)置有含塵氣入口1111和除塵氣出口1112，所述除塵室112設(shè)置有反吹氣入口1121與粉塵出口1122。

如圖2所示，所述除塵過濾元器件12嵌入所述過濾室111和除塵室112；旋轉(zhuǎn)除塵器1為旋轉(zhuǎn)式金屬燒結(jié)過濾器，除塵過濾元器件12可以是金屬燒結(jié)濾餅，優(yōu)選高溫合金粉末燒結(jié)，當(dāng)其孔道為0.5～70μm，孔隙率為15～50％時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)除塵器1后荒煤氣中粉塵含量＜0.5％(wt)。

如圖2所示，所述含塵氣入口1111和除塵氣出口1112分別位于所述除塵過濾元器件12的上下兩側(cè)，所述反吹氣入口1121與粉塵出口1122分別位于所述除塵過濾元器件12的上下兩側(cè)。

如圖2所示，所述傳動(dòng)裝置與所述除塵過濾元器件連接，其帶動(dòng)所述除塵過濾元器件12繞所述箱體11的軸線旋轉(zhuǎn)。所述傳動(dòng)裝置可以通過齒輪與所述除塵過濾元器件12嚙合連接，但并不排除可以通過其他傳動(dòng)方式使得除塵過濾元器件旋轉(zhuǎn)。

所述除塵過濾元器件12是耐高溫材料，其可以是金屬燒結(jié)濾餅，優(yōu)選地，可選金屬粉末燒結(jié)，尤其是高溫合金粉末燒結(jié)，箱體11外壁可采用金屬材質(zhì)，內(nèi)壁采用耐高溫非金屬材料，優(yōu)選氧化鋁陶瓷系列材料，因除塵過濾元器件12具有良好的耐高溫特性，使得本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)除塵器可在500～900℃高效除塵。

如圖1和圖2所示，將高溫荒煤氣從所述含塵氣入口1111通入所述除塵過濾元器件1，經(jīng)由所述除塵過濾元器件1對(duì)所述含塵氣體進(jìn)行除塵，得到凈化氣體從所述除塵氣出口1112排出；通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)所述除塵過濾元器件1繞所述箱體11的軸線旋轉(zhuǎn)；從所述反吹氣入口1121吹入反吹氣，將所述除塵過濾元器件1內(nèi)的粉塵(即焦粉)從所述粉塵出口1122吹出。

因此，旋轉(zhuǎn)除塵器1可實(shí)現(xiàn)將600～650℃的，高溫荒煤氣進(jìn)行過濾除塵，沒有降溫冷卻條件下，進(jìn)行荒煤氣和焦粉的分離，荒煤氣中含塵量少，更避免了后期焦油加工過程中焦油和焦粉的分離，可提高焦油品質(zhì)。

如圖1所示，所述系統(tǒng)還包括蘭炭粉收集裝置3，其與所述旋轉(zhuǎn)除塵器1相連，用于收集所述旋轉(zhuǎn)除塵器1產(chǎn)生的蘭炭粉，蘭炭粉可進(jìn)一步加工，從而得到蘭炭產(chǎn)品。

如圖1所示，所述系統(tǒng)還包括冷卻分離單元4，所述冷卻分離單元包括噴淋塔41、間冷換熱器42以及油水分離塔43。所述噴淋塔41具有高溫氣入口、冷卻氣出口以及油水混合液出口，所述高溫氣入口與所述旋轉(zhuǎn)除塵器1的除塵氣出口相連；所述間冷換熱器42具有氣體入口與熱解氣出口，所述氣體入口與所述冷卻氣出口相連；所述油水分離塔43具有油水混合液入口，其與所述噴淋塔4的油水混合液出口相連。

將所述凈化氣通入所述冷卻分離單元4的噴淋塔41在80℃條件下進(jìn)行油水與氣體分離，得到冷卻氣與油水混合液，冷卻氣從冷卻氣出口排出，油水混合液從油水混合液出口排出；將冷卻氣通入所述間冷換熱器42，進(jìn)行再次冷卻，使溫度降至＜35℃，得到熱解氣，通過間冷換熱器42換熱后，熱量可用于居民用水加熱，實(shí)現(xiàn)能量充分利用；將油水混合液通入所述油水分離塔43，進(jìn)行油水分離，得到焦油和熱解水，焦油和分為輕油與重油。

本發(fā)明還提供了一種用上述系統(tǒng)進(jìn)行煤熱解的方法。該方法包括以下步驟：

將原料煤送入所述熱解爐2進(jìn)行熱解，得到蘭炭與高溫荒煤氣；

將所述高溫荒煤氣從所述含塵氣入口1111通入所述旋轉(zhuǎn)除塵器1，并從所述旋轉(zhuǎn)除塵器1的反吹氣入口1121吹入反吹氣，所述旋轉(zhuǎn)除塵器1的除塵過濾元器件對(duì)所述高溫荒煤氣進(jìn)行過濾除塵，得到高溫凈化荒煤氣從所述旋轉(zhuǎn)除塵器1的除塵氣出口1112排出，并收集從所述旋轉(zhuǎn)除塵器1的粉塵出口1122排出的蘭炭粉。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：將所述蘭炭粉通入所述蘭炭粉收集裝置3，進(jìn)行蘭炭粉收集，得到蘭炭產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：將所述凈化氣通入所述冷卻分離單元4的噴淋塔41進(jìn)行油水與氣體分離，得到冷卻氣與油水混合液；

將冷卻氣通入所述間冷換熱器42，進(jìn)行再次冷卻，得到熱解氣。

再進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：將油水混合液通入所述油水分離塔43，進(jìn)行油水分離，得到焦油和熱解水。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：對(duì)原料煤進(jìn)行預(yù)處理：通過所述破碎機(jī)8將原料煤進(jìn)行破碎，然后通過所述干燥機(jī)9進(jìn)行干燥并輸送至所述原料倉5，再通過所述提升機(jī)6上傳至上料倉7，隨后通入所述熱解爐2。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。