一種中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)及干餾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤熱解干餾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)及干餾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤干餾技術(shù)，也稱為煤的干餾或煤的熱解，是指煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，把煤里面的焦油和煤氣蒸發(fā)出來(lái)，得到焦油、煤氣、蘭炭的過程。該技術(shù)最早產(chǎn)生于19世紀(jì)，起源于德國(guó)，發(fā)明之初主要用于制取煤焦油，也用于生產(chǎn)煉鐵用焦炭和燃料氣，由于該技術(shù)的能源轉(zhuǎn)化率很高，一直被國(guó)內(nèi)外認(rèn)為是與煤氣化、煤液化并列的第三種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)，也是煤炭清潔利用的發(fā)展方向，符合國(guó)家能源政策。
[0003]在我國(guó)的陜西榆林、內(nèi)蒙古、新疆等地連續(xù)發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的煤田。這些煤田主要以高揮發(fā)性的低階煤為主，約占我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量50%以上。其中的褐煤和長(zhǎng)焰煤的揮發(fā)性組分約占原煤干重的37%以上，不粘煤和弱粘煤中揮發(fā)性組分約占原煤干重的20%?37%。這些煤種在我國(guó)煤炭資源中的儲(chǔ)量較大，具有水分大、發(fā)熱量低、化學(xué)反應(yīng)性好、易燃易碎等特點(diǎn)，不利于直接燃燒和運(yùn)輸，而且直接燃燒的熱效率較低，溫室氣體排放量大，而干餾熱解是對(duì)這些低質(zhì)量煤進(jìn)行提質(zhì)的好辦法。
[0004]近些年國(guó)內(nèi)煤熱解新工藝的開發(fā)也很活躍，也給煤熱解的規(guī)?；⒍嗦?lián)產(chǎn)提供了技術(shù)上的條件。比如浙江大學(xué)早在1987年就提出了熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的設(shè)想，并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利(專利號(hào)92100505.2，循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)裝置開發(fā)》，大連理工大學(xué)近年一直在開發(fā)固體熱載體干餾新技術(shù)，已完成多種油頁(yè)巖、褐煤的試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。
[0005]但是就目前現(xiàn)狀總體而言，國(guó)內(nèi)煤的干餾工業(yè)化還處于起步階段，大多采用直立方型塊煤熱解爐，干餾過程中存在著較為嚴(yán)重的問題，例如干餾時(shí)產(chǎn)生的荒煤氣熱值低、常壓或微正壓是存在普遍問題。當(dāng)前的煤干餾產(chǎn)業(yè)技術(shù)普遍存在的問題是沒有充分考慮和利用煤熱解過程中的分溫度失重特性，也就是沒有將煤不同溫度階段的熱解特性有機(jī)結(jié)合起來(lái)，即使布置有不同階段的熱解裝置，但是基本都是彼此獨(dú)立工作，并沒有實(shí)現(xiàn)熱量、原料以及產(chǎn)物的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)無(wú)法做到將各階段熱解產(chǎn)物分別進(jìn)行收集，更無(wú)法獲得熱值較高的焦油和荒煤氣，因此設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)原煤從室溫到中溫加熱過程中的高效干餾系統(tǒng)，對(duì)于促進(jìn)原煤的干餾產(chǎn)業(yè)化意義重大。同時(shí)當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤干餾具有工業(yè)化優(yōu)勢(shì)的是基于外熱式的煤干餾技術(shù)，而影響外熱式煤干餾效率的主要問題是其中煤的推進(jìn)方式和加熱效率，當(dāng)前外熱式煤干餾設(shè)備中原煤推進(jìn)方式采用較多的是基于直立爐的重力推進(jìn)、履帶輸送推進(jìn)、爐身滾動(dòng)推進(jìn)等等，這些原煤推進(jìn)方式在實(shí)際使用中具有較大的工業(yè)化缺陷，同時(shí)外熱加熱效率一直難以獲得提高，這些在一定程度上限制了原煤的干餾產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)問題，首次創(chuàng)新提出一種按溫度分段進(jìn)行煤干餾(簡(jiǎn)稱“煤溫分干饋”)的溫分干餾技術(shù)，具體涉及一種中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)及干餾方法，首次創(chuàng)新的將煤干餾按溫度分為兩段或多段并利用不同設(shè)備有機(jī)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)干餾，首次創(chuàng)新的將內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯與外熱式螺旋推料干餾裝置有機(jī)結(jié)合，利用回轉(zhuǎn)窯對(duì)原煤進(jìn)行風(fēng)選除塵、預(yù)熱干燥和脫水處理，并利用外熱式螺旋推料干餾裝置實(shí)現(xiàn)高效率的中低溫干餾過程和其高熱值荒煤氣和焦油產(chǎn)物的析出，首次創(chuàng)新的將燃燒煙氣引入螺旋輸送裝置內(nèi)和回轉(zhuǎn)窯中實(shí)現(xiàn)熱能的高效循環(huán)利用，首次創(chuàng)新的按不同溫度收集荒煤氣，首次以一整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原煤從室溫到中溫加熱過程中的溫度分割干餾技術(shù)，同時(shí)很好的解決了現(xiàn)有煤干餾技術(shù)中的原煤推進(jìn)問題，并以全新加熱方式大大提高了干餾加熱效率和熱利用效率，整個(gè)干餾過程具有煤受熱均勻、干餾時(shí)間短、加熱效率高、焦油收率高、荒煤氣分段收集利用、螺旋推進(jìn)裝置煤氣含塵量低、經(jīng)濟(jì)收益好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)整個(gè)溫分干餾系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)、操作簡(jiǎn)單，市場(chǎng)推廣前景廣闊。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
一種中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，包括:螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100和低溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置200，所述低溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置200包括回轉(zhuǎn)窯筒體201、回轉(zhuǎn)支撐座202和回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)裝置205，所述回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)裝置205驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)窯筒體201在所述回轉(zhuǎn)支撐座202上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述回轉(zhuǎn)窯筒體201上形成有回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口 203、回轉(zhuǎn)窯排氣出口 204、回轉(zhuǎn)窯出料口 206和回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)口 207，所述螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100包括:燃燒室101、螺旋推料干餾室102、螺旋輸送裝置、裂解氣收集裝置和螺旋推料驅(qū)動(dòng)裝置106，所述裂解氣收集裝置與所述螺旋推料干餾室102相連通，所述螺旋推料干餾室102的受熱部分處于所述燃燒室101內(nèi)，所述螺旋輸送裝置設(shè)置于所述螺旋推料干餾室102內(nèi)，所述螺旋推料驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述螺旋輸送裝置在所述螺旋推料干餾室102內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述燃燒室101通過管路與所述回轉(zhuǎn)窯筒體201相連通，所述螺旋推料干餾室102上形成有進(jìn)料口和出料口，所述回轉(zhuǎn)窯筒體201的回轉(zhuǎn)窯出料口 206連接于所述螺旋推料干餾室102的進(jìn)料口。
[0008]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述低溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置200還包括有內(nèi)熱煙氣供應(yīng)管209，所述內(nèi)熱煙氣供應(yīng)管209的一端連接于所述回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)口 207，所述螺旋輸送裝置中設(shè)置有排煙通道105，所述排煙通道105的煙氣進(jìn)口與所述燃燒室101連通，所述排煙通道105的煙氣出口連接于所述內(nèi)熱煙氣供應(yīng)管209的另一端，所述燃燒室101內(nèi)的燃燒煙氣經(jīng)所述排煙通道105和內(nèi)熱煙氣供應(yīng)管209排出至所述回轉(zhuǎn)窯筒體201內(nèi)；所述回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口 203和回轉(zhuǎn)窯排氣出口 204形成于所述回轉(zhuǎn)窯筒體201的一端，所述回轉(zhuǎn)窯出料口 206和回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)口 207形成于所述回轉(zhuǎn)窯筒體201的另一端。
[0009]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述裂解氣收集裝置包括裂解氣收集室109和裂解氣收集管111，所述裂解氣收集室109形成于所述螺旋推料干餾室102的外壁面上，并與所述螺旋推料干餾室連通，所述裂解氣收集室109和所述螺旋推料干餾室102處于所述燃燒室101內(nèi)，所述燃燒室101形成為密封的加熱空間，所述裂解氣收集管111的一端連通于所述裂解氣收集室109，所述裂解氣收集管111的另一端伸出于所述燃燒室101之外。
[0010]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100還包括有軸承支撐座，所述螺旋推料干餾室102的前后兩端分別固定于所述燃燒室的前后兩端面，且螺旋推料干餾室102的外壁與燃燒室的內(nèi)壁之間形成密封的加熱空間，所述螺旋輸送裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸103和螺旋葉片104，所述螺旋葉片104在螺旋推料干餾室102內(nèi)部設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103上，并沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸103軸向在螺旋推料干餾室102內(nèi)形成螺旋通道，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103的兩端伸出于所述螺旋推料干餾室102和燃燒室101之外，所述螺旋推料干餾室102的兩端端口與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間形成轉(zhuǎn)動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103的兩端在燃燒室外支撐于所述軸承支撐座上，所述螺旋推料驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的端部，所述排煙通道105設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)并與所述螺旋推料干餾室102相隔絕，所述燃燒室101通過煙氣導(dǎo)引管112與所述排煙通道105連通。
[0011]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述軸承支撐座包括前軸承支撐座107和后軸承支撐座108，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103的前端在燃燒室的前方滾動(dòng)支撐于所述前軸承支撐座107上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103的后端在燃燒室的后方滾動(dòng)支撐于所述后軸承支撐座108上，所述螺旋推料驅(qū)動(dòng)裝置106傳動(dòng)連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸103的后端，所述前軸承支撐座107上連接有前軸端蓋113，所述后軸承支撐座108上連接有后軸端蓋119，所述排煙通道105為沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心軸線形成的前后通透的中空通道，所述煙氣導(dǎo)引管112通過所述前軸端蓋113連通處于轉(zhuǎn)動(dòng)軸前端的所述排煙通道105的煙氣進(jìn)口，所述內(nèi)熱煙氣供應(yīng)管209通過所述后軸端蓋119連通處于轉(zhuǎn)動(dòng)軸后端的所述排煙通道105的煙氣出口。
[0012]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中還包括有燃料供應(yīng)室、燃料供應(yīng)管道、進(jìn)料倉(cāng)114和出料倉(cāng)115，所述燃料供應(yīng)室通過所述燃料供應(yīng)管道連接于所述燃燒室101，且所述燃燒室在連接燃料供應(yīng)管道的位置設(shè)置有點(diǎn)火器116;所述螺旋推料干饋室的頂部開設(shè)所述進(jìn)料口，所述進(jìn)料倉(cāng)114的一端連接于所述進(jìn)料口，所述進(jìn)料倉(cāng)114的另一端伸出于所述燃燒室101之外并連接于所述低溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置200中的回轉(zhuǎn)窯出料口 206，所述螺旋推料干餾室的底部開設(shè)所述出料口，所述出料倉(cāng)115的一端連接于所述出料口，所述出料倉(cāng)115的另一端伸出于所述燃燒室1I之外。
[0013]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100中的螺旋推料干餾室102包括螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5，所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5在所述燃燒室內(nèi)并排設(shè)置，所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5之間通過物料連管13相互連通，在螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5內(nèi)均設(shè)置有所述螺旋輸送裝置，在螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5外均設(shè)置有所述裂解氣收集裝置。
[0014]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5在所述燃燒室內(nèi)相互平行的并排設(shè)置，且螺旋推料上干餾室4相對(duì)于螺旋推料下干餾室5更加靠近燃燒室的頂面，所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5均具有圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述螺旋推料上干餾室4前端的圓筒側(cè)壁頂部向上開設(shè)有進(jìn)料口，所述螺旋推料下干餾室4前端的圓筒側(cè)壁底部向下開設(shè)有出料口，所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5后端的圓筒側(cè)壁上開設(shè)有連通口，所述物料連管13的前后端口分別連接于螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5的連通口，且物料連管13的底面同時(shí)與螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5的圓筒底面相切，所述螺旋推料上干餾室4和螺旋推料下干餾室5內(nèi)的螺旋輸送裝置9的煤料螺旋推進(jìn)方向相反。
[0015]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)，其中還包括有中溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置300，所述中溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置300包括回轉(zhuǎn)窯筒體301、回轉(zhuǎn)支撐座302和回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)裝置305，所述回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動(dòng)裝置305驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)窯筒體301在所述回轉(zhuǎn)支撐座302上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述回轉(zhuǎn)窯筒體301上形成有回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口 303、回轉(zhuǎn)窯排氣出口304、回轉(zhuǎn)窯出料口 306和回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)口 307，所述回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口 303連接于所述螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100中螺旋推料干餾室的出料口，所述回轉(zhuǎn)窯煙氣進(jìn)口307連接于獨(dú)立熱源或者通過管路連接于螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100中的燃燒室。
[0016]—種基于本發(fā)明所述中低溫煤溫分干餾系統(tǒng)進(jìn)行的中低溫煤溫分干餾方法，包括以下步驟:
1)、原煤經(jīng)低溫內(nèi)熱回轉(zhuǎn)窯干餾裝置200中的回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口203進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯筒體201內(nèi)；
2)、來(lái)自螺旋推料中低溫外熱干餾裝置100中的燃燒煙氣將回轉(zhuǎn)窯筒體201內(nèi)的原煤從室溫加熱至380°C，并使原煤在該溫度范圍內(nèi)進(jìn)行內(nèi)熱低溫干餾，通過低溫干餾對(duì)原煤進(jìn)行脫水、干燥、除塵、預(yù)熱和部分干餾處理，其中的干餾氣態(tài)產(chǎn)物和粉塵經(jīng)由回轉(zhuǎn)窯