CN101719001B - 煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种煤干馏工艺参数的控制系统，用于具有输送煤气、空气以及循环气的管道的煤干馏装置中，具有热载体温度控制部分和物料终端温度控制部分。本发明的煤干馏工艺参数的控制系统，其中的热载体温度控制部分通过配气的方式来实现，即在混合腔室内有两种气体同时进入，一种为煤气和空气经过燃烧后产生的高温烟气，另一种为经过换热后的循环气(干燥段为烟气，干馏段为荒煤气)，混合腔室内设置温度传感器提供反馈信号，温度高则增加循环气量，温度低则减小循环气量，操作方便灵活，能够快速适应温度变化，利于实现自控。

Description

煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种煤干馏工艺技术，具体地说涉及一种煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法。

背景技术

干馏是固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程。干馏的结果是生成各种气体、蒸气以及固体残渣。气体与蒸气的混合物经冷却后被分成气体和液体。干馏是人类很早就熟悉和采用的一种生产过程，如干馏木材制木炭，同时得到木精(甲醇)、木醋酸等。在煤的化学加工中，干馏一直是重要的方法。煤经过干馏后，原料的成分和聚集状态都将发生变化，产物中固态、气态和液态物质都有，可得到半焦、煤焦油、粗氨水以及焦炉气。一般来讲，高水分煤是指含水量15％以上的原煤，低温干馏是指干馏温度控制在约为450-500℃左右的干馏方法。

鲁奇-斯皮尔盖斯低温干馏法是工业上已采用的典型方法，此法采用气体热载体内热式垂直连续炉，这种鲁奇炉在中国俗称三段炉，即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段三部分。褐煤或由褐煤压制成型的煤块(粒径约在25～60mm)由上而下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。炉顶原料的含水量较高，在干燥段脱除大部分水分，逆流而上的约250℃热气体冷至80～100℃。干燥后原料在干馏段被600～700℃不含氧的燃烧气加热至约450-500℃，发生热分解；热气体冷至约250℃，生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水。

目前常用的上述煤干馏炉均存在的问题是，在热载体温度的控制上目前主要是通过调节煤气和空气比例来实现，这会造成煤气燃烧不充分，产生大量黑烟，污染环境；物料的终温通常靠改变出焦速度来实现，这对于多段炉来说很难保证干燥和干馏段同时满足要求；同时如果推焦过快则可能会导致产品干燥/干馏不充分。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的煤干馏炉的热载体温度控制方式不合理、容易因煤气燃烧不充分而污染环境的技术问题，提出一种煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，一种煤干馏工艺参数的控制系统，用于具有输送煤气、空气以及循环气的管道的煤干馏装置中，具有热载体温度控制部分和物料终端温度控制部分，所述热载体温度控制部分包括：

循环气流量控制装置，其为设置在循环气的管道中的阀门装置；

混合腔室温度感应装置，其设置在所述混合腔室内，与所述循环气流量控制装置连锁；

所述物料终端温度控制部分，包括：

煤气空气流量控制装置，其为设置在煤气和空气管道中的阀门装置，可按照相同增减比例控制进行燃烧的煤气和空气流量；

物料终端温度感应装置，其设置在物料终端处，与所述煤气空气流量控制装置连锁。

在上述技术方案中，所述阀门装置设置在管道中靠近出气端处。

在上述技术方案中，所述循环气在对煤块进行干燥处理过程中为烟气，该烟气为所述热载体在对煤块进行干燥处理后产生的气体产物。

在上述技术方案中，所述循环气在对煤块进行干馏处理过程中为荒煤气，该荒煤气为所述热载体在对煤块进行干馏处理后产生的气体产物。

一种采用上述的控制系统的控制方法，包括以下步骤：

a、由所述混合腔室温度感应装置检测所述混合腔室内的当前温度数值；

b、根据步骤a中检测到的温度数值，所述循环气流量控制装置对管道中循环气的流量进行控制：若所述温度数值高于预设值则增大所述循环气的流量；若所述温度数值低于预设值则减小所述循环气的流量。

在上述技术方案中，还包括以下步骤：

c、由物料终端温度感应装置检测物料终端处的当前温度数值；

d、根据步骤c中检测到的温度数值，煤气空气流量控制装置对管道中煤气和空气的流量按照相同增减比例进行控制：若所述温度数值高于预设值则减小所述煤气和空气的流量；若所述温度数值低于预设值则增大所述煤气和空气的流量。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的煤干馏工艺参数的控制系统，其中的热载体温度控制部分通过配气的方式来实现，即在混合腔室内有两种气体同时进入，一种为煤气和空气经过燃烧后产生的高温烟气，另一种为经过换热后的循环气(干燥段为烟气，干馏段为荒煤气)，混合腔室内设置温度传感器提供反馈信号，温度高则增加循环气量，温度低则减小循环气量，操作方便灵活，能够快速适应温度变化，利于实现自控。

另外，本发明的煤干馏工艺参数的控制系统，其中的物料终温控制部分通过同时按比例调节燃烧机入口的煤气量和空气量，在干馏段底部和干燥段底部分别安装温度控制器提供反馈信号，从而能快速实现对物料终温的调节，且调节范围较宽，同时还解决了干馏和干燥互相影响的问题，使产品质量大大提高。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的煤干馏工艺参数的控制系统一种具体实施方式的主视结构示意图；

附图标记表示为：1-煤气管道，2-空气管道，3-循环气管道，4-阀门，5-混合腔室温度感应装置，6-物料终端温度感应装置。

具体实施方式

图1显示了本发明的煤干馏工艺参数的控制系统一种具体实施方式。如图1所示，在干馏炉的混合腔室内设有混合腔室温度感应装置5，其与设置在循环气管道3靠近出气口处的阀门4控制相连；在干馏炉的的物料终端处设有物料终端温度感应装置6，其分别与设置在煤气管道1和空气管道2靠近出气口处的阀门4控制相连。

应用了本实施方式工艺参数的控制系统的外燃内热式煤干馏炉，其从上至下依次为：预热段、干燥段、干馏段以及冷却段。所述预热段设置在所述干燥段上方、与所述干燥段连通、用来对原料煤进行预热处理；所述干燥段用来对原料煤进行干燥处理，并同时得到冷烟气；所述干馏段用来对经过干燥处理的原料煤进行干馏处理，原料煤经过干馏处理后形成半焦；所述冷却段是通过通入所述冷烟气来对其中产出的半焦进行冷却处理，并同时得到热烟气。所述煤干馏炉还设有将所述干燥段产生的所述冷烟气导通至所述冷却段的冷烟气管道，以及将所述冷却段产生的所述热烟气导通至所述预热段的尾气管道。所述冷烟气管道上连接有的循环风机，其可以使所述干燥段中的产生的所述冷烟气经由所述冷烟气管道导通至所述冷却段，之后再经由所述尾气管道导通至所述预热段。所述冷烟气管道连接有将所述冷却段不需要的多余的所述冷烟气排空的排空通道。在所述干馏段的荒煤气出口处还连接有对所述干馏段中对原料煤进行干馏处理时产生荒煤气进行除煤焦油的后处理系统。在所述后处理系统的烟气出口与所述干燥段之间还连接有干燥燃烧器，在所述冷烟气管道与所述干燥燃烧器的烟气出口之间还连接干燥管道。所述干燥燃烧器将所述后处理系统中产生的部分煤气进行燃烧、以产生用于所述干燥段中的干燥处理的干燥烟气，所述干燥管道可将所述干燥段中产生的部分冷烟气与所述干燥烟气混合以调节所述干燥段中干燥处理的温度。此外，在所述后处理系统的烟气出口与所述干馏段之间还连接有干馏燃烧器，在所述后处理系统的烟气出口与所述干馏燃烧器的烟气出口之间还连接有干馏管道。所述干馏燃烧器可将所述后处理系统中产生的部分煤气进行燃烧、以产生用于所述干馏段中的干馏处理的干馏烟气，所述干馏管道可将所述后处理系统中产生的部分煤气与所述干馏烟气相混合以调节所述干馏段中的干馏处理的温度。所述干燥燃烧器和所述干馏燃烧器的烟气入口处还连接有分别向所述干燥燃烧器和所述干馏燃烧器中提供助燃空气的助燃空气风机。

本发明的煤干馏工艺参数的控制系统，其设置在煤干馏炉中对煤层进行干馏处理的干馏段部分，其具体包括一个热载体温度控制部分，其包括：循环气流量控制装置，其为设置在循环气的管道中的阀门装置；混合腔室温度感应装置，其设置在混合腔室内，与所述流量控制装置连锁。本发明的控制系统还包括一个物料终端温度控制部分，其包括：煤气空气流量控制装置，其为设置在煤气和空气管道中的阀门装置，可按照相同增减比例控制进行燃烧的煤气和空气流量；物料终端温度感应装置，其设置在物料终端处，与所述煤气空气流量控制装置连锁。其中，所述阀门装置设置在管道中靠近出气端处。所述热载体为煤气和空气经过燃烧后产生的高温烟气与循环气在混合室内混合形成的产物。

本发明的煤干馏工艺参数的控制系统中，所述热载体温度控制部分中所述流量控制装置设置在输送所述高温烟气与所述循环气的管道的出气口处。所述物料终端温度控制部分中，煤气空气流量控制装置设置在运送煤气和空气的管道的出口处。所述循环气在对煤块进行干燥处理过程中为烟气，该烟气为所述热载体在对煤块进行干燥处理后产生的气体产物。所述循环气在对煤块进行干馏处理过程中为荒煤气，该荒煤气为所述热载体在对煤块进行干馏处理后产生的气体产物。

本发明的煤干馏工艺参数的控制系统中，所述热载体温度控制部分可以控制循环气的流量；而所述物料终端温度控制部分可以通过控制高温烟气的产量，进而控制其流量。

本发明的控制系统在工作过程中的控制方法包括以下步骤(其中，循环气为荒煤气)：

a、由所述混合腔室温度感应装置检测所述混合腔室内的当前温度数值；

b、根据步骤a中检测到的温度数值，所述循环气流量控制装置对管道中循环气的流量进行控制：若所述温度数值高于预设值则增大所述循环气的流量；若所述温度数值低于预设值则减小所述循环气的流量。

c、由物料终端温度感应装置检测物料终端处的当前温度数值；

d、根据步骤c中检测到的温度数值，煤气空气流量控制装置对管道中煤气和空气的流量按照相同增减比例进行控制：若所述温度数值高于预设值则减小所述煤气和空气的流量；若所述温度数值低于预设值则增大所述煤气和空气的流量。

本发明的煤干馏工艺参数的控制系统，其中的热载体温度控制部分通过配气的方式来实现，即在混合腔室内有两种气体同时进入，一种为煤气和空气经过燃烧后产生的高温烟气，另一种为经过换热后的循环气，混合腔室内设置温度传感器提供反馈信号，温度高则增加循环气量，温度低则减小循环气量，操作方便灵活，能够快速适应温度变化，利于实现自控；另外，其中的物料终温控制部分通过同时按比例调节燃烧机入口的煤气量和空气量，在干馏段底部和干燥段底部分别安装温度控制器提供反馈信号，从而能快速实现对物料终温的调节，且调节范围较宽，同时还解决了干馏和干燥互相影响的问题，使产品质量大大提高。

在其他的具体实施方式中，本发明的控制系统还可以应用在对煤层进行干燥处理的干燥段煤干馏炉中，此时的循环气为烟气。同样，可以利用本前面所述的具体实施方式中的控制系统以及其控制方法对煤层进行干燥处理，干燥处理过程中可以快速适应温度变化，实现灵活控制。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种煤干馏工艺参数的控制系统，用于具有输送煤气、空气以及循环气的管道的煤干馏装置中，其特征在于，具有热载体温度控制部分和物料终端温度控制部分，所述热载体温度控制部分包括：

循环气流量控制装置，其为设置在循环气的管道中的阀门装置；

混合腔室温度感应装置，其设置在所述混合腔室内，与所述循环气流量控制装置连锁；

所述物料终端温度控制部分，包括：

煤气空气流量控制装置，其为设置在煤气和空气管道中的阀门装置，可按照相同增减比例控制进行燃烧的煤气和空气流量；

物料终端温度感应装置，其设置在物料终端处，与所述煤气空气流量控制装置连锁。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述阀门装置设置在管道中靠近出气端处。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述循环气在对煤块进行干燥处理过程中为烟气，该烟气为所述热载体在对煤块进行干燥处理后产生的气体产物。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述循环气在对煤块进行干馏处理过程中为荒煤气，该荒煤气为所述热载体在对煤块进行干馏处理后产生的气体产物。

5.一种采用权利要求1所述的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、由所述混合腔室温度感应装置检测所述混合腔室内的当前温度数值；

b、根据步骤a中检测到的温度数值，所述循环气流量控制装置对管道中循环气的流量进行控制：若所述温度数值高于预设值则增大所述循环气的流量；若所述温度数值低于预设值则减小所述循环气的流量。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

c、由物料终端温度感应装置检测物料终端处的当前温度数值；

d、根据步骤c中检测到的温度数值，煤气空气流量控制装置对管道中煤气和空气的流量按照相同增减比例进行控制：若所述温度数值高于预设值则减小所述煤气和空气的流量；若所述温度数值低于预设值则增大所述煤气和空气的流量。

Images