CN101063039A - 以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，它包括：流化床干燥热解装置、多循环流化床气化装置、循环流化床锅炉、热电联供系统，它由干燥热解、气化、燃烧工序构成，原煤经原煤加工装置加工筛选后以一定粒度的粉煤进入流化床干燥热解装置进行干燥热解反应，而热解后的高碳半焦粉进入多循环流化床气化装置进行多重循环气化反应，产生的合成气进入化工生产，而后将固相含碳量较低的灰焦送入循环流化床锅炉，使其在循环流化床锅炉内充分燃烧，本发明工艺可靠，操作运行费用低，使煤的资源能够充分利用，廉价提取煤粉中的各种高附加值的烃类产品，并且充分利用了工艺过程中的所有热能，有最高经济效益和洁净环保社会效益。

Description

以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术

技术领域：

本发明涉及一种粉煤利用技术，特别涉及一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术。

背景技术：

现有的粉煤利用技术，在气化方面存在很多问题，气化温度高时将煤中高附加值的烃类化工产品，在较高的运行费用下分解成化工原料气非常不经济，气化温度低时，这些高附加值的烃类化工产品裂解不完全，增加净化费用更不经济，在燃烧利用方面，把煤中可热解分离提取的高附加值烃类产品烧掉本身就是对资源的浪费，并且在气化过程中，氧化燃烧放热和水蒸汽气化吸热同床进行，连续气化热值较低，当需要高热值时，又需要富氧或纯氧，而富氧或纯氧又必须有空气分离装置，运行成本更高，而且使燃烧过程复杂化，其次使煤中化合态的硫、氮在氧化燃烧状态下，生成酸性氧化物，严重污染环境，进而使其在环保净化等方面更加难以控制或加大净化费用。

发明内容：

本发明的目的就在于克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺可靠，操作运行费用低，使煤的资源能够充分利用，有最高经济效益和洁净环保社会效益的一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术。

本发明的目的是这样实现的，它包括：包括：流化床干燥热解装置、多循环流化床气化装置、循环流化床锅炉、热电联供系统，它由干燥热解、气化、燃烧工序构成，干燥热解装置由干燥床、低温热解床、中温热解床、燃烧室组成，原煤经原煤加工装置加工筛选后以一定粒度的粉煤进入壳体上部的干燥床，通过热解床提供的煤气加热干燥除去水分后，并被加热至150℃-200℃左右进入到低温热解床中进行热解反应，热解温度在300℃-500℃左右，然后进入中温热解床中再次进行热解反应，热解温度在600℃-850℃左右，产出的粗煤气经过旋风分离器分离，固体返回，气体进入煤化工加工、净化、分离系统进行分离净化，以提取高附加值的烃类化工产品，燃气、空气通过混合器进入燃烧室燃烧为中、低热解床提供热源，自身产出的煤气即可作为燃气来源，热解后挥发份小于10％的半焦粉经阀门控制在热解的工作温度下，通过气力输送装置，在热态输送到顶部分离沉降室，并通过连通管由阀门控制进入气化床中与蒸汽边气化反应边下移动，到达下部时温度逐渐降低，并与刚刚进入的蒸汽进行换热，换热后进入由阀门控制的与气力输送装置相连的出口管靠压差进入气力输送装置，与氧化剂边氧化燃烧放热反应边向上移动，到达顶部分离沉降室被加热到950℃左右，并通过连通管由阀门控制进入气化床中进行气化，气化后的焦粉逐步向下移动，到达下部后在气力输送装置的带动下又返回到分离沉降室中，如此多重循环，这样粉煤与蒸汽气化吸热反应在密相流态化鼓泡气化床内进行，而氧化燃烧放热反应在稀相气力输送装置内进行，两者上下相连互相配合，实现了粉煤的多循环气化反应，燃烧、气化在气力输送装置和气化床中可以互换进行，同样在蒸汽、氧化剂的互换作用下使焦粉在气力输送装置、气化床内进行多重循环气化反应，产生的高温烟气通过出口进入余热锅炉进行热能回收，产生的蒸汽并入蒸汽管网，产生的合成气通过旋风分离器分离气固后进入下道化工生产工序，最后将固相含碳量较低的灰焦在其工作温度下通过灰焦出口送入循环流化床锅炉，并在循环流化床锅炉内充分燃烧，蒸汽送入热电联供系统，燃烧后的灰渣回收后可作为建筑材料。

本发明的目的也可以通过以下技术措施来实现，气力输送装置由多组组成，干燥热解、气化、燃烧工序之间，原料是在热态工作温度下直接输送至后一工序，各连通管之间设有阀门，流化床干燥热解装置、多循环流化床气化装置内部设有保温层。

相比现有技术，本发明具有工艺可靠，利用压缩空气作为动力源，操作运行费用低，使煤的资源能够充分利用，并且充分利用了工艺过程中的所有热能，有最高经济效益和洁净环保社会效益等优点。

附图说明：

图1为本发明工艺床图

具体实施方式：

下面结合附图及实施例详述本发明，它包括：流化床干燥热解装置1、多循环流化床气化装置38、循环流化床锅炉32、热电联供系统35，它由干燥热解、气化、燃烧工序构成，干燥热解装置1由干燥床10、低温热解床7、中温热解床6、燃烧室3组成，原煤经原煤加工装置加工筛选后以一定粒度的粉煤进入流化床干燥热解装置1上部的干燥床10，通过热解床7提供的煤气加热干燥除去水分后，并被加热至150℃-200℃左右进入到低温热解床7中进行热解反应，热解温度在300℃-500℃左右，然后进入中温热解床6中再次进行热解反应，热解温度在600℃-850℃左右，产出的粗煤气经过旋风分离器12分离，固体返回，气体进入煤化工加工、净化、分离系统14进行分离净化，以提取高附加值的烃类化工产品，燃气、空气通过混合器2进入燃烧室3燃烧为中、低热解床6、7提供热源，自身产出的煤气即可作为燃气来源，热解后挥发份小于10％的半焦粉经阀门36控制在热解的工作温度下，通过出口管路37、气力输送装置26，输送到分离沉降室21中，并通过连通管22由阀门23控制进入气化床39中，与蒸汽边气化反应边下移动，到达下部时温度逐渐降低，并与刚刚进入的蒸汽进行换热，换热后经连通管27由阀门28控制进入气力输送装置26中，与通过氧化剂、(蒸汽)进口29、(30)进入的氧化剂边氧化燃烧放热反应边向上移动，到达顶部分离沉降室21被加热到950℃左右，并通过连通管22由阀门23控制进入气化床39中再次进行气化，气化后的焦粉逐步向下移动，到达下部后在气力输送装置26的带动下又返回到分离沉降室21中，如此多重循环，这样粉煤与蒸汽气化吸热反应在密相流态化鼓泡气化床39内进行，而氧化燃烧放热反应在稀相气力输送装置26内进行，两者上下相连互相配合，实现了粉煤的多循环气化反应，燃烧、气化在气力输送装置26和气化床39中可以互换进行，同样在蒸汽、氧化剂的互换作用下使焦粉在气力输送装置26、气化床39内进行多重循环气化反应，产生的高温烟气通过出口18进入余热锅炉17进行热能回收，产生的蒸汽并入蒸汽管网，产生的合成气经旋风分离器20分离后通过出口19进入下道化工生产工序16，最后将固相含碳量较低的灰焦在其工作温度下通过灰焦出口31送入循环流化床锅炉32，并在循环流化床锅炉32内充分燃烧，蒸汽送入热电联供系统35，燃烧后的灰渣回收后可作为建筑材料。气力输送装置26由多组组成，三级工序干燥热解、气化、燃烧之间，原料是在热态工作温度下直接输送至后一工序，连通管4、8、22之间设有阀门5、9、23，流化床干燥热解装置1、多循环流化床气化装置38内部设有保温层15。

本发明的工作原理是，原煤经原煤加工装置加工筛选后以一定粒度的粉煤进入流化床干燥热解装置1上部的干燥床10，通过流化床干燥热解装置1热解床7提供的煤气加热干燥除去水分后，并被加热至150℃-200℃左右进入到流化床干燥热解装置1的低温热解床7中对粉煤进行初步热解，热气体自身显热为热解热源，温度在干燥床10、热解床6、7由下向上逐步递减，低温热解床7中的热解温度在300℃-500℃左右，然后进入流化床干燥热解装置1的中温热解床6中再次进行热解反应，热解温度在650℃-850℃左右，流化床干燥热解装置1的干燥、中、低温热解床10、7、6相互之间设有连通管4、8、控制阀5、9，中温热解床6的下部设有粉焦出口37，干燥床10的上部设有粉煤入口11，由流化床干燥热解装置1产出的粗煤气经过流化床干燥热解装置1上部的旋风分离器12分离，固体返回，气体进入煤化工加工、净化、分离系统14进行分离净化，以提取高附加值的烃类化工产品，热解后挥发份小于10％的半焦粉经阀门36控制在热解的工作温度下通过粉焦出口37、气力输送装置26，输送到输送到分离沉降室21中，并通过连通管22由阀门23控制进入气化床39中，与蒸汽边气化反应边下移动，到达多循环流化床气化装置38的下部，到达下部后在气力输送装置26的带动下又返回到分离沉降室21中，如此多重循环，这样粉煤与蒸汽气化吸热反应在密相流态化鼓泡气化床39内进行，而氧化燃烧放热反应在稀相气力输送装置26内进行，两者上下相连互相配合，实现了粉煤的多循环气化反应，燃烧、气化在气力输送装置26和气化床39中可以互换进行，同样在蒸汽、氧化剂的互换作用下使焦粉在气力输送装置26、气化床39内进行多重循环气化反应，产生的高温烟气通过出口18进入余热锅炉17进行热能回收，产生的蒸汽并入蒸汽管网，产生的合成气经旋风分离器20分离后通过出口19进入下道化工生产工序16，最后将固相含碳量较低的灰焦在其工作温度下通过灰焦出口31送入循环流化床锅炉32，并在循环流化床锅炉32内充分燃烧，蒸汽送入热电联供系统35，燃烧后的灰渣回收后可作为建筑材料。气力输送装置26的下部设有氧化剂、蒸汽、粉煤入口27、29、30，上部设有粉焦、烟气出口，多循环流化床气化装置38的内部设有旋风分离器20，上部设有分离沉降室21，多循环流化床气化装置38与气化床的之间设有连通管22，燃烧、气化在气力输送装置26和多循环流化床气化装置38中可以互换进行，气力输送装置26由多组组成，三级工序干燥热解、气化、燃烧之间，原料是在热态工作温度下直接输送至后一工序，使得后级工序能有效利用前级工序原料的热能，以提高其热解、气化效率，各连通管之间的阀门5、9、23。可以控制和调节粉煤的下降速度和流量，流化床干燥热解装置1、多循环流化床气化装置38内部设有保温层15可以有效提高热能利用率。

本发明充分利用了粉煤在无氧氛围下干馏热解的焦粉活性好的特点，利用可靠的流化床热解，非常廉价地提取了粉煤中高附加值烃类化工产品，又把流化床与气力输送互相循环配合，实现了空气氧化粉煤的连续蒸汽气化制合成气，即节省了空气分离装置的投资及运行费用，又得到了比纯氧氧化更优的合成气质，同时为了调节合成化工与电力、动力供热的产能需要，多循环流化床气化装置可多台串联使用以提高气化效率。本发明工艺可靠，操作运行费用低，使煤的资源能够充分利用，并且充分利用了工艺过程中的所有热能，有最高经济效益和洁净环保社会效益，是现有粉煤利用技术的最佳方法。

Claims (5)

1、一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，包括：流化床干燥热解装置、多循环流化床气化装置、循环流化床锅炉、热电联供系统，其特征在于：它由干燥热解、气化、燃烧工序构成，干燥热解装置由干燥床、低温热解床、中温热解床、燃烧室组成，原煤经原煤加工装置加工筛选后以一定粒度的粉煤进入干燥热解装置上部的干燥床，通过热解床提供的煤气加热干燥除去水分后，并被加热至150℃-200℃左右进入到低温热解床中进行热解反应，热解温度在300℃-500℃左右，然后进入中温热解床中再次进行热解反应，热解温度在600℃-850℃左右，产出的粗煤气经过旋风分离器分离，固体返回，气体进入煤化工加工、净化、分离系统进行分离净化，以提取高附加值的烃类化工产品，燃气、空气通过混合器进入燃烧室燃烧为中、低热解床提供热源，自身产出的煤气即可作为燃气来源，热解后挥发份小于10％的半焦粉经阀门控制在热解的工作温度下，通过气力输送装置，在热态输送到顶部分离沉降室，并通过连通管由阀门控制进入气化床中与蒸汽边气化反应边下移动，到达下部时温度逐渐降低，并与刚刚进入的蒸汽进行换热，换热后进入由阀门控制的与气力输送装置相连的出口管靠压差进入气力输送装置，与氧化剂边氧化燃烧放热反应边向上移动，到达顶部分离沉降室被加热到950℃左右，并通过连通管由阀门控制进入气化床中进行气化，气化后的焦粉逐步向下移动，到达下部后在气力输送装置的带动下又返回到分离沉降室中，如此多重循环，这样粉煤与蒸汽气化吸热反应在密相流态化鼓泡气化床内进行，而氧化燃烧放热反应在稀相气力输送装置内进行，两者上下相连互相配合，实现了粉煤的多循环气化反应，燃烧、气化在气力输送装置和气化床中可以互换进行，同样在蒸汽、氧化剂的作用下使焦粉在气力输送装置、气化床内进行多重循环气化反应，产生的高温烟气通过出口进入余热锅炉进行热能回收，产生的蒸汽并入蒸汽管网，产生的合成气通过旋风分离器分离气固后进入下道化工生产工序，最后将固相含碳量较低的灰焦在其工作温度下通过灰焦出口送入循环流化床锅炉，并在循环流化床锅炉内充分燃烧，蒸汽送入热电联供系统，燃烧后的灰渣回收后可作为建筑材料。

2、根据权利要求书1所述一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，其特征在于：气力输送装置由多组组成。

3、根据权利要求书1所述一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，其特征在于：干燥热解、气化、燃烧工序之间，原料是在热态工作温度下直接输送至后一工序。

4、根据权利要求书1所述一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，其特征在于：各连通管之间设有阀门。

5、根据权利要求书1所述一种以热解为第一级的粉煤分级洁净多联利用技术，其特征在于：流化床干燥热解装置、多循环流化床气化装置内部设有保温层。

Images