蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)和工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)和工藝，所述系統(tǒng)包括：蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器，熱送進(jìn)料單元，塊煤過熱蒸汽干燥單元，型煤過熱蒸汽干燥單元，荒煤氣冷卻單元，煤氣凈化單元，油水分離單元，油罐，水罐，凈煤氣熄焦單元，蒸汽熄焦單元，半焦收集單元，過熱蒸汽發(fā)生單元，飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，在采用兩級(jí)熄焦方式充分回收半焦余熱的同時(shí)，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程及蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率及能源轉(zhuǎn)化效率都得到了提高。
【專利說明】蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)和工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)和工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國(guó)的主要能源。根據(jù)第三次全國(guó)煤炭資源預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，全國(guó)煤炭資源總量5.57萬(wàn)億噸，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的物資基礎(chǔ)。煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，在不同的溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程稱為煤的熱解，也叫煤的干餾或熱分解。煤的干餾是氣化、燃燒等其它化學(xué)過程的第一步，是煤炭資源綜合利用、清潔利用的基礎(chǔ)過程。我國(guó)褐煤等年輕煤炭蘊(yùn)藏量豐富，已探明的儲(chǔ)量占全部煤炭資源的42%以上，是我國(guó)動(dòng)力煤用量增加的主要來源。然而褐煤等低階煤煤化程度低、水分高、揮發(fā)分高、熱值低，嚴(yán)重影響了資源的有效利用，其中水分影響尤為嚴(yán)重。美國(guó)一家發(fā)電廠試燒干燥后的粉河盆地褐煤，統(tǒng)計(jì)表明，原料水分從37.5%降為31.4%，鍋爐凈效率提高了 2.6%，燃料消耗減少10.8%，煙氣量降低4%。對(duì)褐煤等低階煤進(jìn)行干燥和低溫干餾可以回收相當(dāng)數(shù)量的焦油和煤氣，使煤中富氫部分產(chǎn)物以優(yōu)質(zhì)的液態(tài)和氣態(tài)的能源和化工原料產(chǎn)出。煤經(jīng)過干餾提質(zhì)后會(huì)產(chǎn)生大量的高溫半焦。高溫半焦的冷卻工藝對(duì)后期半焦產(chǎn)品的使用又很大影響。目前，熄焦方法有干法和濕法兩種。濕法熄焦是把紅熱焦炭運(yùn)至熄焦塔，用高壓水噴淋60~90s。干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時(shí)間為2~4h。同濕法熄焦相比，干法熄焦避免了濕熄焦急劇冷卻對(duì)焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響，其機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、真比重都有所提高；干熄焦可回收利用紅焦約83%的顯熱，可用于發(fā)電，濕煤干燥等；另外，濕熄焦產(chǎn)生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物質(zhì)自由排放，嚴(yán)重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣，這些污染物占煉焦過程對(duì)外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對(duì)紅焦進(jìn)行冷卻，并配備良好有效的除塵設(shè)施，可以免除對(duì)周圍設(shè)備的腐蝕和對(duì)大氣的污染。因此，根據(jù)褐煤等低階煤的特點(diǎn)，開發(fā)將低階煤脫水干燥、低溫干餾及干法熄焦等過程有效結(jié)合的工藝及裝備，是解決我國(guó)低質(zhì)煤炭有效利用的重要途徑，使其發(fā)揮其應(yīng)有的能源貢獻(xiàn)，對(duì)支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展具有重要意義。
[0003]中國(guó)專利CN102277185A公開了 “一種利用蓄熱式旋轉(zhuǎn)爐熱解煤的方法”，該方法將一定量的原料經(jīng)破碎、篩分、干燥后，通過布料裝置布入旋轉(zhuǎn)床，采用輻射的方式隔絕空氣加熱到400-700°C，保持30-120分鐘。旋轉(zhuǎn)爐頂部出來的干餾氣經(jīng)油氣分離后，得焦油和荒煤氣。旋轉(zhuǎn)爐底部經(jīng)出料裝置排出的固體產(chǎn)物經(jīng)冷卻后得半焦。該發(fā)明盡管提到將熱解原料破碎、篩分、烘干，但未考慮到如褐煤等低階粉煤干燥、成型等處理方式，資源利用率仍有待提高；對(duì)于烘干過程未給出具體方法，如若采用系統(tǒng)外部熱量或煙氣干燥等，盡管可以滿足達(dá)到入爐要求，但會(huì)造成系統(tǒng)能耗增大或操作安全性降低。雖然此方法工藝簡(jiǎn)單，不需氣體或固體熱載體，有效提高了干餾爐熱效率及產(chǎn)品的品質(zhì)，但該方法沒有提及熄焦方法，未充分利用半焦廢熱，造成系統(tǒng)余熱利用不足。
[0004]中國(guó)專利CN101691492A公開了 “一種煤干餾工藝”，其特征為采用的干餾爐為外燃內(nèi)熱式干餾爐，用燃燒產(chǎn)生的煙氣將原料煤進(jìn)行干燥處理，得到冷煙氣；對(duì)經(jīng)過干燥處理的煤進(jìn)行干餾處理，形成干餾產(chǎn)品；用干燥產(chǎn)生的冷煙氣對(duì)干餾產(chǎn)品進(jìn)行冷卻處理。該發(fā)明的干餾工藝充分利用了工藝過程中產(chǎn)生的冷煙氣對(duì)干餾產(chǎn)品進(jìn)行冷卻處理，提高了整體干餾效率。然而由于干燥需在低溫(150-220°C )下操作，高溫?zé)煔獾睦寐瘦^低，熱量損失嚴(yán)重。以高溫?zé)煔庾鳛榱骰驌Q熱介質(zhì)，需要控制冷熱煙氣的配比，不但增加反應(yīng)操作難度，而且在對(duì)褐煤等低階煤進(jìn)行干燥時(shí)，操作的危險(xiǎn)性也會(huì)增加。該工藝?yán)脽煔膺M(jìn)行熄焦，為保證熄焦過程的安全性，須嚴(yán)格控制煤氣與空氣燃燒的充分性，增加了裝置操作難度。該工藝采用外燃內(nèi)熱式干餾爐，利用煤氣與高溫?zé)煔饣旌蠚怏w作為熱載體，不但稀釋煤氣降低熱值,而且增加后端設(shè)備負(fù)擔(dān)和成本。
[0005]中國(guó)專利CN101885973A公開了一種“用于褐煤或高揮發(fā)分煤干餾的生產(chǎn)工藝”，其特征為高溫干餾煤氣作為熱載體進(jìn)入干餾爐內(nèi)與爐內(nèi)煤料接觸傳熱，使煤料熱解干餾變成半焦，干餾逸出的煤氣匯入熱載體煤氣中一并出爐，出爐的煤氣經(jīng)降溫凈化后，相當(dāng)于原熱載體煤氣量的一部分煤氣經(jīng)間壁加熱至高溫后作為熱載體回干餾爐循環(huán)使用，其余量的煤氣作外供使用。該發(fā)明采用間壁加熱對(duì)干餾煤氣加熱產(chǎn)生高溫干餾煤氣作為熱載體進(jìn)入干餾爐內(nèi)與爐內(nèi)煤料接觸傳熱，傳熱效率低，氣體夾帶粉塵嚴(yán)重給后端除塵帶來很大負(fù)擔(dān)。所用高溫?zé)嵩礆怏w經(jīng)間壁換熱降溫后，作為煤料的干燥熱源使用，熱量損失較多，系統(tǒng)熱效率不高。熄焦方式采用熄焦段內(nèi)存氣體自循環(huán)冷卻處理，自循環(huán)氣體從熄焦段引出后，經(jīng)間壁式換熱器冷卻至150°C以下再進(jìn)入熄焦段循環(huán)使用，同樣造成了能量損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明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。
[0007]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，在充分回收半焦余熱的同時(shí)，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程以及蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率及能源轉(zhuǎn)化效率都得到了提高。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提出一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，包括:蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器具有進(jìn)料口、出焦口、油氣出口和燃料進(jìn)口 ；熱送進(jìn)料單元，所述熱送進(jìn)料單元與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的進(jìn)料口相連；塊煤過熱蒸汽干燥單元，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進(jìn)料單元相連；型煤過熱蒸汽干燥單元，所述型煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進(jìn)料單元相連；荒煤氣冷卻單元，所述荒煤氣冷卻單元與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的油氣出口相連；煤氣凈化單元，所述煤氣凈化單元與所述荒煤氣冷卻單元相連；油水分離單元，所述油水分離單元與所述荒煤氣冷卻單元相連；油罐，所述油罐與所述油水分離單元相連；水罐，所述水罐與所述油水分離單元相連；凈煤氣熄焦單元和凈煤氣除塵單元，所述凈煤氣熄焦單元分別與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的出焦口和凈煤氣除塵單元進(jìn)口相連且所述凈煤氣熄焦單元與所述煤氣凈化單元相連，所述凈煤氣除塵單元還分別與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的燃料進(jìn)口、過熱蒸汽發(fā)生單元和飽和蒸汽發(fā)生單元相連；蒸汽熄焦單元，所述蒸汽熄焦單元與所述凈煤氣熄焦單元相連；半焦收集單元，所述半焦收集單元與所述蒸汽熄焦單元相連；過熱蒸汽發(fā)生單元，所述過熱蒸汽發(fā)生單元分別與所述蒸汽熄焦單元、所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述型煤過熱蒸汽干燥單元相連；飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元，所述飽和蒸汽發(fā)生單元與所述蒸汽熄焦單元相連和冷凝水處理單元相連，所述冷凝水處理單元還分別與所述塊煤過熱蒸汽干燥單元、所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述水罐相連。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，在充分回收半焦余熱的同時(shí)，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率及能源轉(zhuǎn)化效率都得到了提高。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括原煤破碎篩分單元和粉煤成型單元，其中，所述原煤破碎篩分單元具有塊煤出口和粉煤出口，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述塊煤出口相連，所述粉煤成型單元分別與所述粉煤出口和所述型煤過熱蒸汽干燥單元相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括塊煤干燥除塵器，所述塊煤干燥除塵器設(shè)在所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括型煤干燥除塵器，所述型煤干燥除塵器設(shè)在所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括荒煤氣除塵單元，所述荒煤氣除塵單元設(shè)在所述荒煤氣冷卻單元和所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的油氣出口之間。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，包括以下步驟:將塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理；對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到半焦和油氣混合物；分離油氣混合物以得到凈煤氣和油水混合物；將凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱以冷卻半焦；將干燥后的型煤與塊煤直接通過熱送進(jìn)料單元熱態(tài)送到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)；通過凈煤氣熄焦單元和蒸汽熄焦單元兩級(jí)換熱使半焦冷卻充分，熱量充分回收；凈煤氣經(jīng)凈煤氣熄焦單元預(yù)熱升溫和凈煤氣除塵單元除塵后可作為系統(tǒng)自身氣體燃料使用。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝還包括將經(jīng)凈煤氣熄焦單元預(yù)熱升溫和凈煤氣除塵單元除塵后的煤氣引入到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器和/或飽和蒸汽發(fā)生單元和過熱蒸汽發(fā)生單元作為燃料燃燒供熱。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤的溫度為90°C -95°C，對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到的半焦的溫度為500°C -600°C。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，經(jīng)凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱后的半焦的溫度為4000C _500°C，經(jīng)飽和水蒸汽與半焦進(jìn)行換熱以進(jìn)一步冷卻的半焦的溫度不高于100°C。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，還包括在塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理前將原煤進(jìn)行破碎篩分以得到塊煤和粉煤的步驟以及將粉煤制成型煤的步驟。
[0021]本發(fā)明的附加方面和優(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，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)的示意圖；和
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025]下面參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)。
[0026]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，包括:蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106，熱送進(jìn)料單元105，塊煤過熱蒸汽干燥單元103，型煤過熱蒸汽干燥單元104，荒煤氣冷卻單元117，煤氣凈化單元118，油水分離單元119，油罐120，水罐121，凈煤氣熄焦單元107,蒸汽熄焦單元109,半焦收集單元115,過熱蒸汽發(fā)生單元110,飽和蒸汽發(fā)生單元114和冷凝水處理單元113。
[0027]具體地說，旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106具有進(jìn)料口、出焦口、油氣出口和燃料進(jìn)口。熱送進(jìn)料單元105與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的進(jìn)料口相連。塊煤過熱蒸汽干燥單元103與熱送進(jìn)料單元105相連。型煤過熱蒸汽干燥單元104與熱送進(jìn)料單元105相連。即，經(jīng)過塊煤過熱蒸汽干燥單元103和型煤過熱蒸汽干燥單元104干燥處理后的塊煤和型煤經(jīng)熱送進(jìn)料單元105送入旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106進(jìn)行干餾處理。
[0028]荒煤氣冷卻單元117與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的油氣出口相連。即，荒煤氣冷卻單元117用于冷卻蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106干餾產(chǎn)生的油氣混合物以得到荒煤氣和油水混合物。
[0029]煤氣凈化單元118與荒煤氣冷卻單元117相連，用于凈化荒煤氣。
[0030]油水分離單元119與荒煤氣冷卻單元117相連，用于將油水混合物分離為油品和水。
[0031]油罐120與油水分離單元119相連，用于收集油品。
[0032]水罐121與油水分離單元119相連，用于收集干餾處理得到的水。
[0033]凈煤氣熄焦單元107分別與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的出焦口和蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的燃料進(jìn)口相連且凈煤氣熄焦單元107與煤氣凈化單元118相連。SP，干餾處理得到的半焦進(jìn)入凈煤氣熄焦單元107，將煤氣凈化單元118凈化得到的凈煤氣通入凈煤氣熄焦單元107內(nèi)與半焦進(jìn)行換熱以冷卻半焦。凈煤氣換熱升溫后作為燃料通入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106作為干餾處理的熱量來源。
[0034]蒸汽熄焦單元109與凈煤氣熄焦單元107相連，飽和蒸汽發(fā)生單元114與蒸汽熄焦單元109相連。過熱蒸汽發(fā)生單元110分別與蒸汽熄焦單元109、塊煤過熱蒸汽干燥單元103和型煤過熱蒸汽干燥單元104相連。半焦收集單元115與蒸汽熄焦單元109相連。凈煤氣熄焦單107元還分別與過熱蒸汽發(fā)生單元110和飽和蒸汽發(fā)生單元114相連。即，將與凈煤氣換熱后的半焦送入蒸汽熄焦單元109并通入飽和蒸汽，以使飽和蒸汽與半焦進(jìn)一步換熱來冷卻半焦并送入半焦收集單元115。飽和蒸汽經(jīng)換熱升溫后送入過熱蒸汽發(fā)生單元，制得的過熱蒸汽用于對(duì)塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理。凈煤氣換熱升溫后還可以作為飽和蒸汽發(fā)生單元114與過熱蒸汽發(fā)生單元110的熱量來源。
[0035]冷凝水處理單元113分別與塊煤過熱蒸汽干燥單元103、型煤過熱蒸汽干燥單元104和水罐121相連，以將蒸汽冷凝成水。
[0036]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，在充分回收半焦余熱的同時(shí)，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程以及蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率及能源轉(zhuǎn)化效率都得到了提高。
[0037]有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括原煤破碎篩分單元101和粉煤成型單元102。原煤破碎篩分單元101具有塊煤出口和粉煤出口。塊煤過熱蒸汽干燥單元103與所述塊煤出口相連，粉煤成型單元102分別與所述粉煤出口和型煤過熱蒸汽干燥單元104相連。即，原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以下的塊煤進(jìn)入塊煤蒸汽干燥單元103進(jìn)行干燥脫水，篩分得到的粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單元102制成型煤(煤棒)后再進(jìn)入型煤蒸汽干燥單元104進(jìn)行干燥脫水。
[0038]有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)還包括塊煤干燥除塵器112，型煤干燥除塵器111，凈煤氣除塵單元108，荒煤氣除塵單元116。塊煤干燥除塵器112設(shè)在塊煤過熱蒸汽干燥單元103和冷凝水處理單元113之間。型煤干燥除塵器111設(shè)在型煤過熱蒸汽干燥單元104和冷凝水處理單元113之間。凈煤氣除塵單元108設(shè)在凈煤氣熄焦單元和蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的燃料進(jìn)口之間?；拿簹獬龎m單元116設(shè)在荒煤氣冷卻單元117和蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的油氣出口之間。由此，可以去除系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的粉塵的雜質(zhì)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)具有以下技術(shù)效果:
[0040]1、通過凈煤氣熄焦單元、蒸汽熄焦單元兩級(jí)取熱可充分回收高溫半焦(5000C -6000C )的顯熱，在半焦冷卻(<100°C)的同時(shí)可提高系統(tǒng)的熱效率。另外，避免了濕法熄焦工藝急劇冷卻對(duì)焦炭結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，避免濕法熄焦產(chǎn)生的大量酚、氰化合物和硫化合物等有害物質(zhì)對(duì)周圍設(shè)備腐蝕及大氣污染問題。
[0041]2、通過凈煤氣熄焦單元將凈煤氣升溫除塵后用于蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的供熱燃料，在充分利用部分高溫半焦余熱的同時(shí)，可降低燃料消耗量進(jìn)而提高系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)化效率。
[0042]3、通過將冷凝水處理單元、飽和蒸汽發(fā)生單元、蒸汽熄焦單元(高溫半焦部分余熱)以及過熱蒸汽發(fā)生單元相結(jié)合，可低能耗地產(chǎn)生用于塊煤及型煤干燥的過熱蒸汽并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)水循環(huán)利用，減少污染，降低能耗。
[0043]4、通過采用熱送進(jìn)料單元可將干燥后的型煤和塊煤直接輸送到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器，省去儲(chǔ)存和倒倉(cāng)過程，并且減少物料因降溫在干餾反應(yīng)器中重新升溫所需的能量消耗，進(jìn)而提高系統(tǒng)熱效率及能源轉(zhuǎn)化效率。
[0044]5、所采用的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器燃燒供熱系統(tǒng)與熱解系統(tǒng)完全隔離，所產(chǎn)生的熱解氣與煙氣隔離，熱解氣中有效氣氛含量高，凈化后氣體熱值較高，由于蓄熱體可吸收高溫?zé)煔庥酂岵⒔o燃料氣預(yù)熱，因此只需少部分熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的凈煤氣與高溫半焦換熱升溫后即可滿足熱解燃燒系統(tǒng)需求，其他凈煤氣可作為產(chǎn)品銷售，或進(jìn)入飽和蒸汽和過熱蒸汽發(fā)生單元作為燃料，進(jìn)而提高系統(tǒng)熱效率及經(jīng)濟(jì)效益。
[0045]下面根據(jù)附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝。
[0046] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，包括以下步驟:將塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理；對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到半焦和油氣混合物；分離油氣混合物以得到凈煤氣和油水混合物；將凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱以冷卻半焦。進(jìn)一步地，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝還包括將飽和水蒸汽與半焦進(jìn)行換熱以進(jìn)一步冷卻半焦的步驟。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，進(jìn)一步分離所述油水混合物以得到油品。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤的溫度為90°C _95°C。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到的半焦的溫度為500°C -600°C。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，經(jīng)凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱后的半焦的溫度為400 0C -500。。。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，經(jīng)飽和水蒸汽與半焦進(jìn)行換熱以進(jìn)一步冷卻的半焦的溫度不高于100°C。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝還包括在塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理前將原煤進(jìn)行破碎篩分以得到塊煤和粉煤的步驟。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝還包括將粉煤制成型煤的步驟。
[0054]也就是說，原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以下的塊煤進(jìn)入塊煤蒸汽干燥單元103進(jìn)行干燥脫水，篩分得到的粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單元102制成型煤(煤棒)后再進(jìn)入型煤蒸汽干燥單元104進(jìn)行干燥脫水。
[0055]干燥后溫度為90°C -95°C的塊煤與型煤直接經(jīng)熱送進(jìn)料單元105送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106中進(jìn)行干餾反應(yīng)。由于采用熱送進(jìn)料裝置可將干餾反應(yīng)時(shí)間減少10-15分鐘，進(jìn)而降低燃料消耗，提高系統(tǒng)熱效率及能源轉(zhuǎn)化效率。
[0056]蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106是一種環(huán)形爐，爐墻、爐頂及蓄熱式輻射管固定不動(dòng)，環(huán)形爐爐底為旋轉(zhuǎn)式爐底，爐底裝載待熱解原料，爐底上、下部的爐墻側(cè)面沿爐膛設(shè)有蓄熱式輻射管。由于采用雙蓄熱式技術(shù)，即，蓄熱體吸收高溫?zé)煔?1400°C _1500°C )的熱量，空氣和燃料氣分別經(jīng)過空氣和燃?xì)庑顭狍w預(yù)熱(1200-130(rc )，煙氣經(jīng)蓄熱體取熱后溫度低于180°c，輻射管內(nèi)可燃燒低熱值燃料(>700大卡/Nm3)，燃燒產(chǎn)生的熱量(25-30KW/m2)可通過高溫蓄熱式輻射管以輻射熱和對(duì)流換熱的形式傳遞給待熱解原料使其達(dá)到干餾所需溫度(400-600°C)。輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)物(煙氣)完全與爐膛內(nèi)的熱解氣氛隔絕，可以減小后續(xù)煤氣凈化處理裝置的規(guī)格，凈化分離后的氣體可保有較高的品質(zhì)(熱值>4000大卡/Nm3)。因此，少量的來自煤氣凈化單元118的凈煤氣即可滿足干餾反應(yīng)所需的熱量。
[0057]由于僅采用一級(jí)熄焦過程不但無法實(shí)現(xiàn)高溫半焦熱量的充分回收，而且單級(jí)熄焦為滿足換熱效率設(shè)備尺寸和成本都較大。因此，本專利采用自身熱解煤氣直接換熱和蒸汽間接換熱兩級(jí)換熱方式，利用熱解氣和水蒸發(fā)過程的高吸熱性能來充分回收半焦余熱。來自煤氣凈化單元118的凈煤氣在凈煤氣熄焦單元107與干餾產(chǎn)生的溫度為500°C -600°C的半焦進(jìn)行直接換熱，換熱后半焦溫度降到400°C -500°C，凈煤氣可達(dá)到200°C _300°C，預(yù)熱后的凈煤氣經(jīng)凈煤氣除塵單元108除塵，再經(jīng)蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106中的蓄熱體進(jìn)一步預(yù)熱后(1200°C -1300°C )與預(yù)熱空氣(1200°C -1300°C )在輻射管內(nèi)燃燒。為了進(jìn)一步充分回收溫度為400°C -500°C半焦中的熱量，在蒸汽熄焦單元109利用飽和蒸汽(比熱大)使半焦繼續(xù)降溫至100°c以下，隨后進(jìn)入半焦收集單元115儲(chǔ)存。因此，通過凈煤氣熄焦單元107和蒸汽熄焦單元109不但可以充分回收固體半焦的余熱，提高系統(tǒng)熱效率，還可以將凈煤氣預(yù)熱，減少蓄熱體體積，提高能源轉(zhuǎn)化效率，降低成本。
[0058]干餾產(chǎn)生的油氣和水蒸汽混合物由蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106上的油氣出口匯集進(jìn)入荒煤氣除塵單元116進(jìn)行除塵凈化，凈化后的油氣和水蒸汽混合物進(jìn)入荒煤氣冷卻單元117冷卻，冷卻后的油水混合物進(jìn)入油水分離單元119進(jìn)行油水分離，分離得到的油品進(jìn)入油罐120儲(chǔ)存，干餾產(chǎn)生的水經(jīng)水罐121沉淀后進(jìn)入冷凝水處理單元113處理后進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)。干餾煤氣經(jīng)煤氣凈化單元118處理后即可作為化工原料使用，也可以通過凈煤氣熄焦單元107和凈煤氣除塵單元108預(yù)熱除塵后進(jìn)入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106或飽和蒸汽發(fā)生單元114和過熱蒸汽發(fā)生單元110作為氣體燃料使用。
[0059]來自飽和蒸汽發(fā)生單元114的飽和水蒸汽(120°C-150°C)在蒸汽熄焦單元109中與高溫半焦(400°C -500°C )進(jìn)行間接換熱，利用半焦廢熱生成過熱蒸汽再經(jīng)過熱蒸汽發(fā)生單元110達(dá)到一定壓力和溫度后進(jìn)入塊煤蒸汽干燥單元103和型煤蒸汽干燥單元104對(duì)濕煤進(jìn)行干燥脫水。蒸汽經(jīng)型煤干燥除塵器111和塊煤干燥除塵器112后及冷凝水處理單元113處理后再進(jìn)入飽和蒸汽發(fā)生單元 114循環(huán)使用。此過程在充分回收半焦余熱的同時(shí)，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率及能源轉(zhuǎn)化效率都得到了提高。
[0060]具體實(shí)施例:
[0061]以某褐煤(性質(zhì)見表1)原料干餾為例，生產(chǎn)規(guī)模為原煤處理量2.5t/h，全水25%的原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以下的塊煤(1.5t/h)進(jìn)入塊煤蒸汽干燥單元進(jìn)行干燥脫水，篩分得到40 %粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單元102形成10 X 50mm型煤后再進(jìn)入型煤蒸汽干燥單元104進(jìn)行干燥脫水。
[0062]干燥脫水后溫度為90°C _95°C的塊煤與型煤(2t/h，全水為10% )直接經(jīng)熱送進(jìn)料單元105送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106中進(jìn)行干餾反應(yīng)。由于采用熱送進(jìn)料裝置可將干餾反應(yīng)時(shí)間減少10-15分鐘，降耗約70kJ/kg。
[0063]物料進(jìn)入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106內(nèi)被高溫蓄熱式輻射管(表面溫度為700°C，輻射強(qiáng)度為25KW/m2)以輻射熱和對(duì)流換熱的形式加熱到干餾溫度(550°C )，并轉(zhuǎn)化成溫度為550°C的半焦、高溫焦油氣、高溫煤氣及高溫水蒸汽，干餾產(chǎn)物產(chǎn)率分布見表2。輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)物(煙氣)完全與爐膛內(nèi)的熱解氣氛隔絕，可以減小后續(xù)煤氣凈化處理裝置的規(guī)格。煙氣經(jīng)蓄熱體取熱后溫度為150°C-180°C。
[0064]干餾產(chǎn)生的高溫油、氣和水蒸汽混合物由蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106上的導(dǎo)氣管匯集進(jìn)入荒煤氣除塵單元116進(jìn)行除塵凈化，凈化后的油氣和水蒸汽混合物進(jìn)入荒煤氣冷卻單元117冷卻，冷卻后的油水混合物進(jìn)入油水分離單元119進(jìn)行油水分離，分離得到的油品(產(chǎn)率為4.26% )進(jìn)入油罐120儲(chǔ)存，干餾產(chǎn)生的水(21.48% )經(jīng)水罐121沉淀后進(jìn)入冷凝水處理單元113處理后進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)。干餾煤氣經(jīng)煤氣凈化單元118處理后可得到產(chǎn)率為11.33%，熱值為5181.53kcal/Nm3的凈煤氣。一部分凈煤氣可作為化工原料使用，另一部分則通過凈煤氣熄焦單元107和凈煤氣除塵單元108預(yù)熱除塵后進(jìn)入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106或進(jìn)入飽和蒸汽發(fā)生單元114和過熱蒸汽發(fā)生單元110作為氣體燃料使用。油品及凈煤氣的具體性質(zhì)見表3-4。
[0065]干餾產(chǎn)生的產(chǎn)率為62.93%，溫度為550°C高溫半焦在凈煤氣熄焦單元107與來自煤氣凈化單元118的凈煤氣(30°C )進(jìn)行換熱，凈煤氣升溫至300°C經(jīng)凈煤氣除塵單元108除塵凈化后進(jìn)入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器106的蓄熱式輻射管中進(jìn)行蓄熱式燃燒為干餾過程提供熱量，熱效率可達(dá)到94%;半焦溫度降至450°C，進(jìn)入蒸汽熄焦單元109與來自飽和蒸汽發(fā)生單元114的飽和蒸汽(150°C)進(jìn)一步換熱后溫度降至90°C左右，半焦的性質(zhì)見表5。
[0066]蒸汽熄焦單元109所產(chǎn)生的過熱蒸汽再經(jīng)過熱蒸汽發(fā)生單元110過熱后達(dá)到0.6MPa, 200°C進(jìn)入塊煤蒸汽干燥單元103和型煤蒸汽干燥單元104對(duì)濕煤進(jìn)行脫水。蒸汽經(jīng)型煤干燥除塵器111和塊煤干燥除塵器112后及冷凝水處理單元113處理后再進(jìn)入飽和蒸汽發(fā)生單元114循環(huán)使用。
[0067]表1原煤性質(zhì)分析
[0068]

【權(quán)利要求】
1.一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，包括: 蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器具有進(jìn)料口、出焦口、油氣出口和燃料進(jìn)口； 熱送進(jìn)料單元，所述熱送進(jìn)料單元與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的進(jìn)料口相連； 塊煤過熱蒸汽干燥單元，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進(jìn)料單元相連； 型煤過熱蒸汽干燥單元，所述型煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進(jìn)料單元相連； 荒煤氣冷卻單元，所述荒煤氣冷卻單元與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的油氣出口相連； 煤氣凈化單元，所述煤氣凈化單元與所述荒煤氣冷卻單元相連； 油水分離單元，所述油水分離單元與所述荒煤氣冷卻單元相連； 油罐，所述油罐與所述油水分離單元相連； 水罐，所述水罐與所述油水分離單元相連； 凈煤氣熄焦單元和凈煤氣除塵單元，所述凈煤氣熄焦單元分別與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的出焦口和凈煤氣除塵單元進(jìn)口相連且所述凈煤氣熄焦單元與所述煤氣凈化單元相連，所述凈煤氣除塵單元還分別與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的燃料進(jìn)口、過熱蒸汽發(fā)生單元和飽和蒸汽發(fā) 生單元相連； 蒸汽熄焦單元，所述蒸汽熄焦單元與所述凈煤氣熄焦單元相連； 半焦收集單元，所述半焦收集單元與所述蒸汽熄焦單元相連； 過熱蒸汽發(fā)生單元，所述過熱蒸汽發(fā)生單元分別與所述蒸汽熄焦單元、所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述型煤過熱蒸汽干燥單元相連； 飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元，所述飽和蒸汽發(fā)生單元與所述蒸汽熄焦單元相連和冷凝水處理單元相連，所述冷凝水處理單元還分別與所述塊煤過熱蒸汽干燥單元、所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述水罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括原煤破碎篩分單元和粉煤成型單元，其中，所述原煤破碎篩分單元具有塊煤出口和粉煤出口，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述塊煤出口相連，所述粉煤成型單元分別與所述粉煤出口和所述型煤過熱蒸汽干燥單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括塊煤干燥除塵器，所述塊煤干燥除塵器設(shè)在所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括型煤干燥除塵器，所述型煤干燥除塵器設(shè)在所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括荒煤氣除塵單元，所述荒煤氣除塵單元設(shè)在所述荒煤氣冷卻單元和所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床干餾反應(yīng)器的油氣出口之間。
6.一種蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，其特征在于，包括以下步驟: 將塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理； 對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到半焦和油氣混合物；分離油氣混合物以得到凈煤氣和油水混合物； 將凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱以冷卻半焦； 將干燥后的型煤與塊煤直接通過熱送進(jìn)料單元熱態(tài)送到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)； 通過凈煤氣熄焦單元和蒸汽熄焦單元兩級(jí)換熱使半焦冷卻充分，熱量充分回收；凈煤氣經(jīng)凈煤氣熄焦單元預(yù)熱升溫和凈煤氣除塵單元除塵后可作為系統(tǒng)自身氣體燃料使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，其特征在于，還包括將經(jīng)凈煤氣熄焦單元預(yù)熱升溫和凈煤氣除塵單元除塵后的煤氣引入到蓄熱式旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器和/或飽和蒸汽發(fā)生單元和過熱蒸汽發(fā)生單元作為燃料燃燒供熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，其特征在于，經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤的溫度為90°C -95°C ;對(duì)經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進(jìn)行干餾處理以得到的半焦的溫度為 500°C -600°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，其特征在于，經(jīng)凈煤氣與半焦進(jìn)行換熱后的半焦的溫度為400°C -500°C ;經(jīng)飽和水蒸汽與半焦進(jìn)行換熱以進(jìn)一步冷卻的半焦的溫度不高于100°C。
10.根據(jù)權(quán)利要 求6-9中任一項(xiàng)所述的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床低溫干餾工藝，其特征在于，還包括在塊煤和型煤進(jìn)行干燥處理前將原煤進(jìn)行破碎篩分以得到塊煤和粉煤的步驟以及將粉煤制成型煤的步驟。
【文檔編號(hào)】C10B1/10GK104073263SQ201410256812
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】吳道洪, 裴培, 王其成 申請(qǐng)人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司