煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了煤熱解反應(yīng)器?煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其包括煤熱解反應(yīng)器和煤粉鍋爐。本實(shí)用新型的聯(lián)用系統(tǒng)可以將煤熱解反應(yīng)器與現(xiàn)有的煤粉鍋爐直接聯(lián)用，而無需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行改造，煤熱解反應(yīng)器和煤粉鍋爐能夠相對獨(dú)立地運(yùn)行，二者互相干擾相對較小，且該聯(lián)用系統(tǒng)可以有效用于制取可燃?xì)夂蜔峤庥筒⒙?lián)產(chǎn)電力，并利用現(xiàn)有煤粉鍋爐的輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)半焦熱送，保障半焦的燃燒，并降低煤拔頭工藝成本。
【專利說明】
煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及煤炭分階梯級利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋 爐聯(lián)用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤熱解后產(chǎn)生的半焦可以作為燃料燃燒發(fā)電，而現(xiàn)有的煤熱解拔頭工藝主要針對 循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組，如中科院過程所和浙江大學(xué)利用循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的熱灰作為熱 載體，并利用下行床工藝實(shí)現(xiàn)了對煤熱解，并把油氣回收。現(xiàn)有的系統(tǒng)由于采取較復(fù)雜的固 體或氣體熱載體的煤熱解拔頭工藝，并且煤熱解工藝產(chǎn)生油氣資源，對于發(fā)電系統(tǒng)來說，需 要配備相應(yīng)油氣處理系統(tǒng)，因此現(xiàn)有系統(tǒng)配置繁多，造價(jià)高昂。
[0003] 圖1為一種爐前煤拔頭工藝結(jié)構(gòu)示意圖，該工藝將（圖示A入口）送入固體熱載體氣 化裝置1中，通過煤拔頭把熱解氣和焦油經(jīng)過旋風(fēng)分離器6后，提取出油氣資源（圖示B出 口），分離下來的半焦送入循環(huán)流化床7(圖示F出口），半焦經(jīng)返料器2后一部分（圖示G出口） 送入循環(huán)流化床7的下部作為燃料使用，一部分送入絕熱的煤拔頭燃燒室3中，配空氣燃燒。 燃燒室3產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器4,分離下來的半焦經(jīng)返料器5與煤一起進(jìn)入氣化裝置1 中，而熱煙氣（圖示E)也送入循環(huán)流化床7中。然而，該工藝流程復(fù)雜，主要是因?yàn)樵摴に嚥?取半焦作為熱載體，因此工藝流程包括半焦的加熱、提升、分離、混合等工藝，導(dǎo)致系統(tǒng)流程 增加，大大提高了系統(tǒng)故障率；同時(shí)，該工藝產(chǎn)生的半焦只能針對流化床鍋爐，不能利用在 煤粉鍋爐上。
[0004] 然而，我國發(fā)電系統(tǒng)中煤粉鍋爐占比很高，由于煤粉鍋爐燃燒對煤揮發(fā)分和粒徑 要求較高，煤拔頭針對煤粉鍋爐的工藝目前很少。
[0005] 因而，目前的煤熱解拔頭工藝仍有待改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí) 用新型的目的之一在于提出一種煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)及利用其處理煤的方 法。
[0007] 具體的，本實(shí)用新型將輻射管加熱下行式煤熱解反應(yīng)器與煤粉鍋爐聯(lián)用，其中，煤 熱解反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管結(jié)合下行反應(yīng)器，屬于間接加熱，這樣的煤熱解反應(yīng)器允 許與現(xiàn)有的煤粉鍋爐直接聯(lián)用，而無需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行大范圍改造。本實(shí)用新型針 對煤粉鍋爐設(shè)計(jì)的該新型煤拔頭工藝，能夠有效制取可燃?xì)夂蜔峤庥筒⒙?lián)產(chǎn)電力，并利用 現(xiàn)有煤粉鍋爐的輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)半焦熱送，保障半焦的燃燒，并降低煤拔頭工藝成本。
[0008] 有鑒于此，在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種煤熱解反應(yīng)器-煤粉 鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)包括：
[0009] 煤熱解反應(yīng)器，所述煤熱解反應(yīng)器具有煤入口和半焦出口，其中，所述煤入口設(shè)置 于所述煤熱解反應(yīng)器的頂部，所述半焦出口設(shè)置于所述煤熱解反應(yīng)器的底部；
[0010] 所述熱解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道、多根集氣支管、蓄熱式輻射管，所述 煤熱解反應(yīng)器外設(shè)置有集氣總管，所述集氣總管上設(shè)置有多根連接管路，所述連接管路延 伸穿過所述煤熱解反應(yīng)器的側(cè)壁與所述集氣支管相連通；
[0011] 其中，所述集氣總管鄰近所述煤熱解反應(yīng)器的外周壁且垂直設(shè)置，
[0012] 所述集氣支管的一端通過所述連接管路與所述集氣總管相連通，另一端連通至所 述油氣導(dǎo)出管道；
[0013] 所述蓄熱式輻射管沿著所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水 平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管；
[0014] 煤粉鍋爐，所述煤粉鍋爐上設(shè)置有燃油燃燒器和半焦燃燒器，所述半焦燃燒器的 入口與所述半焦出口相連。
[0015] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器能夠與現(xiàn)有的煤粉鍋爐直接聯(lián)用，而無 需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行大范圍改造，與現(xiàn)有的煤熱解拔頭工藝-循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組聯(lián) 用的系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)中，煤熱解反應(yīng)器和煤粉鍋 爐能夠相對獨(dú)立地運(yùn)行，二者互相干擾相對較小。本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián) 用系統(tǒng)可以有效用于制取可燃?xì)夂蜔峤庥筒⒙?lián)產(chǎn)電力，并利用現(xiàn)有煤粉鍋爐的輸送系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)半焦熱送，保障半焦的燃燒，日提高發(fā)電系統(tǒng)的能量利用率并降低煤拔頭工藝成本。當(dāng) 本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)用于發(fā)電時(shí)，能夠確保發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0016] 可選地，每層所述蓄熱式輻射管包括多個(gè)平行并且均勻分布的蓄熱式輻射管，且 每個(gè)所述蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個(gè)蓄熱式輻射管平行并且 沿所述煤熱解反應(yīng)器的高度方向上錯(cuò)開分布。由此，可以顯著提高煤料的快速熱解效率，進(jìn) 而提尚焦油的廣率。
[0017] 可選地，所述集氣支管沿所述集氣總管的長度方向彼此平行布置。
[0018] 可選地，所述集氣支管垂直于所述集氣總管。
[0019] 可選地，所述油氣導(dǎo)出管道沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多 根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。
[0020] 可選地，同一層所述油氣導(dǎo)出管道連通至同一根所述集氣支管。
[0021] 可選地，所述油氣導(dǎo)出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且所述蓄熱式輻射管 各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道。
[0022] 可選地，所述油氣導(dǎo)出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁之間距離為所述油 氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。
[0023] 可選地，所述油氣導(dǎo)出管道的管壁上設(shè)置有多個(gè)通孔。
[0024] 可選地，所述多個(gè)通孔在所述油氣導(dǎo)出管道的長度方向上均勻分布。
[0025] 可選地，所述煤熱解反應(yīng)器_煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)一步包括：制粉裝置，所述制粉 裝置具有半焦入口、原料煤入口和混合物料出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連，所述 混合物料出口與所述半焦燃燒器的入口連通。
[0026]可選地，所述煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)一步包括：油氣混合物后處理裝 置，所述油氣混合物后處理裝置與所述集氣總管的一端連通。
[0027]可選地，所述油氣混合物后處理裝置包括:油氣分離組件，所述油氣分離組件具有 油氣混合物進(jìn)口、熱解氣出口和焦油出口，所述油氣混合物進(jìn)口與所述集氣總管的一端連 通;熱解氣凈化組件，所述熱解氣凈化組件具有熱解氣進(jìn)口和可燃?xì)獬隹?，所述熱解氣進(jìn)口 與所述熱解氣出口相連，焦油精制組件，所述焦油精制組件具有焦油入口和油產(chǎn)品出口，所 述焦油入口與所述焦油出口相連。
[0028] 本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：
[0029] 1)將輻射管加熱下行式煤熱解反應(yīng)器與煤粉鍋爐聯(lián)用，本實(shí)用新型的熱解反應(yīng)器 采用了蓄熱式輻射管結(jié)合下行反應(yīng)器，屬于間接加熱，這樣的熱解反應(yīng)器允許與現(xiàn)有的煤 粉鍋爐直接聯(lián)用，而無需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行大范圍改造;例如，僅需設(shè)置半焦入口。
[0030] 2)將熱半焦送入煤粉鍋爐，能夠提高發(fā)電系統(tǒng)的能量利用率。
[0031] 本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0032] 圖1為現(xiàn)有爐前煤拔頭工藝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0034] 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)部分結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0035] 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0036] 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0037] 圖6是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0038] 圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的利用煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)處理 煤的方法的流程示意圖。
[0039] 圖8是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的利用煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)處 理煤的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋 本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照 本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生 產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0041] 在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬 度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"、 "順時(shí)針"、"逆時(shí)針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的 方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型 的限制。
[0042] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，"多個(gè)"的含義是至少兩個(gè)，例如兩 個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0043] 在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是 機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè) 元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0044] 在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特 征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅 表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以 是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045] 在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用 系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖2,該煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)包括煤熱解 反應(yīng)器100以及煤粉鍋爐200。
[0046] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤熱解反應(yīng)器100具有煤入口 110和半焦出口 120。其 中，煤入口 110設(shè)置于煤熱解反應(yīng)器100的頂部，適于將粉煤供給至煤熱解反應(yīng)器100中；半 焦出口 120設(shè)置于煤熱解反應(yīng)器100的底部，適于將煤熱解產(chǎn)生的半焦排出煤熱解反應(yīng)器 100〇
[0047] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤熱解反應(yīng)器100內(nèi)設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道140、多 根集氣支管160、蓄熱式輻射管170。煤熱解反應(yīng)器100外設(shè)置有集氣總管150,集氣總管150 上設(shè)置有多根連接管路180,連接管路180延伸穿過煤熱解反應(yīng)器100的側(cè)壁與集氣支管160 相連通。
[0048] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管160在煤熱解反應(yīng)器100的內(nèi)部沿著 煤熱解反應(yīng)器100的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻 射管。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，每層蓄熱式輻射管160包括多個(gè)平行并且均勻分布的 蓄熱式輻射管且每個(gè)蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個(gè)蓄熱式輻射 管平行。根據(jù)本實(shí)用新型的具體示例，蓄熱式輻射管可以為DN200~300mm的圓形或半圓形 輻射管。由此，可以顯著提高熱解料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油收率。
[0049] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管160的具體設(shè)置方式不受特別限制， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際熱解反應(yīng)需要的溫度場進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在本實(shí)用新型的一些 實(shí)施例中，蓄熱式輻射管160的具體設(shè)置方式包括但不限于:相鄰蓄熱式輻射管160左右中 心間距可以為300~500mm，相鄰蓄熱式輻射管垂直中心間距可以為400~800mm，多層蓄熱 式輻射管的層數(shù)可以為10-30層。需要解釋的是，相鄰蓄熱式輻射管左右中心間距可以理解 為在同層上蓄熱式輻射管中心間的距離，而相鄰蓄熱式輻射管垂直中心間距可以理解為相 鄰上下兩層間的相鄰蓄熱式輻射管中心間的距離。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該種結(jié)構(gòu)布置可以使得反 應(yīng)器內(nèi)溫度場分布均勻，從而可以顯著提高物料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油的收率。
[0050] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管可以為單向、燃?xì)庑顭崾捷椛涔埽?通過蓄熱式輻射管管體將燃燒燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量以輻射的方式進(jìn)行供熱。根據(jù)本實(shí)用新型的 具體實(shí)施例，蓄熱式輻射管上可以設(shè)置有燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥（圖中未示出）。由此，可以通過調(diào)整燃 氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁縼韺?shí)現(xiàn)對熱解過程的精確控溫，從而可以顯 著提高物料的熱解效率，進(jìn)而提高熱解油的收率。
[0051] 具體的，可以通過調(diào)整通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁康葘?shí)現(xiàn)對熱解過程的精確 控溫，每根蓄熱式輻射管單獨(dú)控溫，并且蓄熱式輻射管采用定期換向的燃燒方式，使得單個(gè) 蓄熱式輻射管的溫度場相差不大于30°C，從而保證反應(yīng)器內(nèi)溫度場的均勻性，例如通過調(diào) 整通入蓄熱式輻射管的燃?xì)獾牧髁渴沟脽峤夥磻?yīng)器自上而下分為三個(gè)區(qū)，即干燥脫水區(qū)、 熱解反應(yīng)區(qū)、半焦成熟區(qū)，可以通過對蓄熱式輻射管的控制實(shí)現(xiàn)干燥脫水區(qū)的溫度范圍在 680-730攝氏度，由此能夠快速脫去熱解料所含的水分，同時(shí)干燥脫水區(qū)溫度稍高，可以減 少干燥脫水區(qū)長度。熱解反應(yīng)區(qū)溫度范圍可以控制在500-650攝氏度，以保證物料的充分熱 解，半焦成熟區(qū)溫度可以控制在500-600攝氏度，從而進(jìn)一步加熱一部分沒有完全熱解的物 料。
[0052] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，集氣總管150鄰近煤熱解反應(yīng)器100的外周壁且垂直設(shè) 置，集氣總管150上設(shè)置有多根連接管路180,連接管路180延伸穿過煤熱解反應(yīng)器100的側(cè) 壁與集氣支管160的一端相連通，油氣導(dǎo)出管道140與集氣支管160的另一端相連通。其中， 集氣支管160的具體設(shè)置方式不受特別限制，例如包括但不限于沿集氣總管150的長度方向 彼此平行布置。每根集氣支管160可以各自獨(dú)立通過一根連通管路180與集氣總管150相連 通，也可以多根集氣支管160靠近集氣總管150的一端通過同一連接管路180連通至集氣總 管150。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，集氣支管160和集氣總管150的設(shè)置方向之間可以具有一 定角度，一些具體示例中，集氣支管160垂直于集氣總管150設(shè)置。由此，有利于油氣混合物 的快速導(dǎo)出。
[0053]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道140與集氣支管160的一端相連通，并且 油氣導(dǎo)出管140的管壁上設(shè)置有通孔。由此，通過設(shè)置油氣導(dǎo)出管道，使得熱解過程中產(chǎn)生 的熱解油氣快速導(dǎo)出，從而有效抑制油氣二次裂解，提高熱解油收率。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí) 施例，通孔的數(shù)量不受特別限制，在一些具體示例中，油氣導(dǎo)出管道140的管壁上設(shè)置有多 個(gè)通孔，優(yōu)選地，該多個(gè)通孔在油氣導(dǎo)出管道140的長度方向上均勻分布。由此，有利于油氣 混合物快速導(dǎo)出。
[0054]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道140沿?zé)峤夥磻?yīng)器100的高度方向多層布 置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例， 同一層油氣導(dǎo)出管道140連通至同一根集氣支管160。由此，能夠?qū)⒂蜌饣旌衔锛?、快速?導(dǎo)出。
[0055] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，油氣導(dǎo)出管道140與蓄熱式輻射管170平行布置，且蓄 熱式輻射管170的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道140。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在每根蓄 熱式輻射管兩側(cè)安裝油氣導(dǎo)出管道，熱解產(chǎn)生的油氣混合物通過導(dǎo)出管道被迅速導(dǎo)出，從 而有效地抑制了油氣的二次裂解，進(jìn)而提高熱解油的收率，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0056] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，如圖3所示，油氣導(dǎo)出管道140與鄰近的蓄熱式輻射管 170的管壁之間距離L為油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。由此可以立刻導(dǎo)出產(chǎn)生的熱解油氣 混合物，避免熱解油裂解，提高熱解油產(chǎn)率。
[0057]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤熱解反應(yīng)器100上同時(shí)還設(shè)置有蓄熱式輻射管燃燒 所需的燃料、空氣和燃燒后的煙氣進(jìn)出口（圖中未示出），燃?xì)馊肟诤涂諝馊肟诜謩e和蓄熱 式輻射管170相連。在蓄熱式輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱煙氣可以用于對待熱解的粉煤原料進(jìn) 行干燥和預(yù)熱處理，由此進(jìn)一步提高了煤熱解反應(yīng)器效率和燃燒效率，且實(shí)現(xiàn)了綜合利用 資源，降低能耗的目的。
[0058]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤熱解反應(yīng)器100的高度和寬度宜相當(dāng)，寬度可以為2-6米，高度可以通過控制每層蓄熱式輻射管170的數(shù)量和間距控制，通常煤熱解反應(yīng)器的高 度可以為5~20m。由此，可以實(shí)現(xiàn)對物料的完全熱解。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，煤熱解反 應(yīng)器100的高度和寬度不限于上述范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇。 [0059]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤粉鍋爐200上具有燃油燃燒器210和半焦燃燒器220， 半焦出口 120與半焦燃燒器220上的入口 221相連，煤粉鍋爐200適于將煤和半焦進(jìn)行混合燃 燒發(fā)電。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將煤熱解反應(yīng)器100中產(chǎn)生的熱半焦直接熱送至煤粉鍋爐200與 煤混合燃燒，不僅能夠確保煤粉鍋爐200的燃燒穩(wěn)定性，而且可以顯著提高能量利用率，并 且當(dāng)利用該煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)行燃燒發(fā)電時(shí)能夠確保發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定 性。
[0060] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖4,煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)可以進(jìn)一 步包括：制粉裝置300,該制粉裝置300具有半焦入口 310、原料煤入口 320和混合物料出口 330，其中，半焦入口 310與煤熱解反應(yīng)器100的半焦出口 120相連，混合物料出口 330與半焦 燃燒器220的入口 221相連。由此，通過制粉裝置300可以將原料煤和半焦的粒徑處理至符合 煤粉鍋爐的要求，有利于在煤粉鍋爐中充分燃燒。
[0061] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖5和圖6,該煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)可 以進(jìn)一步包括:油氣混合物后處理裝置400,該油氣混合物后處理裝置400與集氣總管150的 一端相連。具體地，油氣混合物后處理裝置400可以包括：油氣分離組件410，熱解氣凈化組 件420和焦油精制組件430。油氣混合物后處理裝置400適于對熱解得到的油氣混合物進(jìn)行 后處理，依次進(jìn)行油氣分離、熱解氣凈化和焦油精制等處理，以得到凈煤氣和高附加值油 產(chǎn)品。
[0062]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，油氣分離組件410具有油氣混合物進(jìn)口411、熱解氣出 口412和焦油出口413,油氣混合物進(jìn)口411與集氣總管150的一端相連，焦油出口413與焦油 精制組件430的焦油入口 431相連，且該油氣分離組件410適于將解熱產(chǎn)生的油氣混合物分 離獲得熱解氣和焦油，油氣分離組件410進(jìn)行油氣分離的具體方式不受特別限制，例如，包 括但不限于冷凝、噴淋等。
[0063]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，熱解氣凈化組件420具有熱解氣進(jìn)口 421和可燃?xì)獬隹?422，其中，熱解氣進(jìn)口 421與熱解氣出口412相連，且熱解氣凈化組件420適于對熱解氣進(jìn)行 脫硫、脫氨等工序進(jìn)行凈化處理以獲得潔凈的可燃?xì)?。在一些?shí)施例中，熱解氣凈化組件 420可以設(shè)置有兩個(gè)可燃?xì)獬隹?422 (圖中未示出），其中一個(gè)與煤熱解反應(yīng)器中的蓄熱式輻 射管相連，用于提供蓄熱式輻射管燃燒加熱的燃料，實(shí)現(xiàn)熱解產(chǎn)物的合理利用，而另一個(gè)熱 解氣出口 422作為產(chǎn)品出氣口。
[0064]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，焦油精制組件430具有焦油入口 431和油產(chǎn)品出口 432， 其中，焦油入口 431與焦油出口 413相連。該焦油精制組件430適于對分離獲得的焦油進(jìn)行精 制處理，以得到高附加值油品，例如包括但不限于對分離得到的焦油進(jìn)行加氫精制。
[0065] 本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)針對煤粉鍋爐設(shè)置煤拔頭工藝， 有效解決了煤拔頭前段熱解工藝復(fù)雜的問題，本實(shí)用新型的聯(lián)用系統(tǒng)中煤熱解反應(yīng)器能夠 與現(xiàn)有的煤粉鍋爐直接聯(lián)用，通過一次風(fēng)送熱半焦，無需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行改造，與現(xiàn) 有的煤熱解拔頭工藝-循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組聯(lián)用的系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)中，煤熱解反應(yīng)器和煤粉鍋爐能夠相對獨(dú)立地運(yùn)行，二者互相干擾相對 較小，熱解產(chǎn)物合理利用，發(fā)電成本大大降低。本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用 系統(tǒng)可以有效用于制取可燃?xì)夂蜔峤庥筒⒙?lián)產(chǎn)電力，并利用現(xiàn)有煤粉鍋爐的輸送系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)半焦熱送至煤粉鍋爐，并保留原先煤粉鍋爐的燃燒系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱解半焦和煤粉鍋爐中的 煤的摻燒，保障煤粉鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，同時(shí)將熱解氣和熱解焦油進(jìn)行處理，產(chǎn)生可燃?xì)夂?精制焦油作為主產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)煤拔頭的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián) 用系統(tǒng)用于發(fā)電時(shí)，能夠確保發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0066] 在本實(shí)用新型的另一方面，本實(shí)用新型提供了一種利用前面所述的煤熱解反應(yīng) 器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)處理煤的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖7,該方法包括以下 步驟：
[0067] S100:將煤輸送至所述煤熱解反應(yīng)器進(jìn)行熱解處理，以便得到半焦和油氣混合物。
[0068]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，供給至煤熱解反應(yīng)器的煤的粒徑可以為3毫米以下，由 此，熱解料在熱解反應(yīng)器中受熱均勻，熱解反應(yīng)效率較高，熱解焦油收率較高。
[0069]根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，熱解反應(yīng)器上部的溫度為680-730攝氏度，中部的 溫度為500-650攝氏度，下部的溫度為500-600攝氏度。具體地，熱解料在熱解反應(yīng)器中由上 至下運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過上部干燥脫水區(qū)、中部熱解反應(yīng)區(qū)和下部半焦成熟區(qū)，在干燥脫水區(qū)熱 解料快速脫去水分，然后于熱解反應(yīng)區(qū)進(jìn)行熱解反應(yīng)，得到油氣混合物和半焦，油氣混合物 通過油氣導(dǎo)出管道快速導(dǎo)出，并經(jīng)集氣支管、集氣總管匯集并供給至油氣混合物后處理裝 置，得到的半焦繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入半焦成熟區(qū)，然后通過半焦出口排出煤熱解反應(yīng)器。
[0070] S200:將半焦輸送至所述煤粉鍋爐，使半焦與煤進(jìn)行混合制粉燃燒發(fā)電。
[0071] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在步驟S100之后，步驟S200之前，該處理煤的方法可以 進(jìn)一步包括:將半焦和煤進(jìn)行制粉處理至粒徑不大于200微米。具體而言，該步驟中，將400-600攝氏度的熱解高溫半焦從半焦出口排出，與發(fā)電用原料煤一起進(jìn)制粉裝置，制得的混合 物粒度約為200微米，經(jīng)一次風(fēng)送至煤粉鍋爐的半焦燃燒器，進(jìn)行燃燒發(fā)電。
[0072] S300:將所述油氣混合物輸送至所述油氣混合物后處理裝置進(jìn)行后處理，從而得 到可燃?xì)夂陀彤a(chǎn)品。
[0073 ] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖8，步驟S300可以進(jìn)一步包括以下步驟:S310:將 油氣混合物進(jìn)行油氣分離處理，得到焦油和熱解氣；S320:將熱解氣進(jìn)行凈化處理，得到可 燃?xì)?；以及S330:將焦油進(jìn)行精制處理，得到油產(chǎn)品。由此，可以有效地對熱解產(chǎn)物進(jìn)行適宜 的后處理，得到潔凈的可燃?xì)夂透吒郊又涤推贰?br>[0074]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該方法中，可以利用煤熱解反應(yīng)器與現(xiàn)有的煤粉鍋爐直接聯(lián)用，而 無需對現(xiàn)有的煤粉鍋爐進(jìn)行改造，煤熱解反應(yīng)器和煤粉鍋爐能夠相對獨(dú)立地運(yùn)行，二者互 相干擾相對較小。該方法可以有效用于制取可燃?xì)夂蜔峤庥筒⒙?lián)產(chǎn)電力，并利用現(xiàn)有煤粉 鍋爐的輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)半焦熱送，保障半焦的燃燒，并降低煤拔頭工藝成本。
[0075] 下面參照圖6和圖8,詳細(xì)描述本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)和 利用其處理煤的方法的工作狀態(tài)進(jìn)行描述。
[0076] 具體地，通過煤入口 110將預(yù)先將粒徑破碎至3毫米以下的粉煤供給至煤熱解反應(yīng) 器100,粉煤在煤熱解反應(yīng)器100中由上至下運(yùn)動(dòng)，在蓄熱式輻射管提供的溫度場下進(jìn)行熱 解反應(yīng)，產(chǎn)生油氣混合物和半焦。一方面，得到的油氣混合物通過油氣導(dǎo)出管道140的通孔 進(jìn)入油氣導(dǎo)出管道140,通過油氣導(dǎo)出管道140導(dǎo)入至集氣支管160,然后通過連通管路180 匯集至集氣總管150,并通過油氣混合物入口 411進(jìn)入油氣分離組件410中進(jìn)行油氣分離處 理，分離得到的熱解氣經(jīng)熱解氣出口412排出，然后經(jīng)熱解氣進(jìn)口421進(jìn)入熱解氣凈化組件 420,在熱解氣凈化組件420中，熱解氣進(jìn)行脫硫、脫氨等工序進(jìn)行凈化處理，得到的凈煤氣 部分經(jīng)可燃?xì)獬隹?422排出，得到可燃?xì)猱a(chǎn)品，一部分可以通過另一可燃?xì)獬隹?422供給至 煤熱解反應(yīng)器中的蓄熱式輻射管，用于燃燒加熱，油氣分離組件410中分離得到的焦油依次 經(jīng)焦油出口 413和焦油進(jìn)口 431進(jìn)入焦油精制組件430,在焦油精制組件430中對焦油進(jìn)行加 氫處理，得到的高附加值油品經(jīng)油品出口432排出。另一方面，熱解產(chǎn)生的半焦經(jīng)半焦出口 120排出煤熱解反應(yīng)器100,然后經(jīng)半焦入口 310進(jìn)入制粉裝置300,同時(shí)經(jīng)原料煤入口320向 制粉裝置300中供給原料煤，在制粉裝置300中將半焦和原料煤處理至粒徑不大于200微米， 然后得到的混合物依次經(jīng)混合物料出口 330和半焦燃燒器的入口 221進(jìn)入半焦燃燒器220， 在半焦燃燒器220中半焦和煤進(jìn)行摻燒發(fā)電。
[0077]實(shí)施例
[0078]熱解煤粉碎到粒徑3mm以下，送入本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng) 中進(jìn)行處理，得到凈煤氣和高品質(zhì)油品。具體步驟參照上述對本實(shí)用新型的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)和利用其處理煤的方法的工作狀態(tài)的描述。其中，熱解氣組成如下表所 示，產(chǎn)生的熱解半焦溫度為515°C，通過與發(fā)電煤混合進(jìn)制粉系統(tǒng)，得200微米的煤粉直接送 入煤粉鍋爐燃燒發(fā)電。
[0080]與煤粉鍋爐的燃料全部為發(fā)電原料煤的情況相比，從煤熱解反應(yīng)器排出的熱解半 焦占煤粉鍋爐燃料總重量的50%時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能量利用效率提高了3.94%，把凈煤氣和煤 焦油的收益折算到發(fā)電成本中，發(fā)電成本降低了約5.91 %。
[0081 ]在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的 特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，"多個(gè)"的 含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0082]在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表 述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以 在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn) 行結(jié)合和組合。
[0083] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是 示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍 內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，包括： 煤熱解反應(yīng)器，所述煤熱解反應(yīng)器具有煤入口和半焦出口，其中，所述煤入口設(shè)置于所 述煤熱解反應(yīng)器的頂部，所述半焦出口設(shè)置于所述煤熱解反應(yīng)器的底部； 所述煤熱解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道、多根集氣支管和蓄熱式輻射管，所述 煤熱解反應(yīng)器外設(shè)置有集氣總管，所述集氣總管上設(shè)置有多根連接管路，所述連接管路延 伸穿過所述煤熱解反應(yīng)器的側(cè)壁與所述集氣支管相連通； 其中，所述集氣總管鄰近所述煤熱解反應(yīng)器的外周壁且垂直設(shè)置， 所述集氣支管的一端通過所述連接管路與所述集氣總管相連通，另一端連通至所述油 氣導(dǎo)出管道； 所述蓄熱式輻射管沿著所述煤熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平 方向上彼此平行的蓄熱式輻射管； 煤粉鍋爐，所述煤粉鍋爐上設(shè)置有燃油燃燒器和半焦燃燒器，所述半焦燃燒器的入口 與所述半焦出口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，每層所述蓄 熱式輻射管包括多個(gè)平行并且均勻分布的蓄熱式輻射管，且每個(gè)所述蓄熱式輻射管與相鄰 上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個(gè)蓄熱式輻射管平行并且沿所述煤熱解反應(yīng)器的高度方 向上錯(cuò)開分布。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述集氣支 管沿所述集氣總管的長度方向彼此平行布置， 任選地，所述集氣支管垂直于所述集氣總管， 任選地，多根所述集氣支管通過一根所述連接管路與所述集氣總管連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo) 出管道沿所述煤熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的 油氣導(dǎo)出管道， 任選地，同一層所述油氣導(dǎo)出管道連通至同一根所述集氣支管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo) 出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且所述蓄熱式輻射管各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩 根油氣導(dǎo)出管道。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo) 出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁之間距離為所述油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣導(dǎo) 出管道的管壁上設(shè)置有多個(gè)通孔， 任選地，所述多個(gè)通孔在所述油氣導(dǎo)出管道的長度方向上均勻分布。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 制粉裝置，所述制粉裝置具有半焦入口、原料煤入口和混合物料出口，所述半焦入口與 所述半焦出口連通，所述混合物料出口與所述半焦燃燒器的入口連通。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 油氣混合物后處理裝置，所述油氣混合物后處理裝置與所述集氣總管的一端連通。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤熱解反應(yīng)器-煤粉鍋爐聯(lián)用系統(tǒng)，其特征在于，所述油氣混 合物后處理裝置包括： 油氣分離組件，所述油氣分離組件具有油氣混合物進(jìn)口、熱解氣出口和焦油出口，所述 油氣混合物進(jìn)口與所述集氣總管的一端連通； 熱解氣凈化組件，所述熱解氣凈化組件具有熱解氣進(jìn)口和可燃?xì)獬隹冢鰺峤鈿膺M(jìn) 口與所述熱解氣出口相連， 焦油精制組件，所述焦油精制組件具有焦油入口和油產(chǎn)品出口，所述焦油入口與所述 焦油出口相連。
【文檔編號】C10B53/00GK205653402SQ201620271306
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月1日 公開號201620271306.5, CN 201620271306, CN 205653402 U, CN 205653402U, CN-U-205653402, CN201620271306, CN201620271306.5, CN205653402 U, CN205653402U
【發(fā)明人】梅磊, 陳水渺, 肖磊, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧電力科技有限公司