CN101955803A

CN101955803A - 一种低阶煤干馏方法

Info

Publication number: CN101955803A
Application number: CN2009101616128A
Authority: CN
Inventors: 巩志坚; 岳江; 梁鹏; 高军; 靳瑛
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-01-26

Abstract

一种低阶煤干馏方法，其特征是干馏炉由干馏段和气化段纵向串联组成，气化段产生的热煤气作为干馏段的热介质，干馏段产生的干馏煤气经风机重新打回气化段被二次热解和部分燃烧，燃烧所需空气经气体分布器从底部供入。干馏煤气经二次裂解，使出炉煤气中不含焦油、酚等其它有害物质。气化段类似于颗粒过滤器，小颗粒不会从床中带出，减少了粉尘污染。燃烧部分干馏煤气作为热源，减少半焦化灰，提高半焦的质量。煤气不需净化即可供锅炉加热或电厂燃气轮机发电，有害放散物相对于传统的燃煤锅炉或电站均低很多。半焦质量高可作铁合金和电石生产原料等。

Description

一种低阶煤干馏方法

技术领域：

一种低阶煤干馏方法属煤炭转化或洁净煤技术领域

背景技术：

低阶煤是指无粘结性或弱粘结性的低变质程度的煤，如褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等。随着低阶煤的大量开采，低阶煤的利用途径不断扩展。除大量用作动力煤外还可进一步干馏(热解)生产不同产品，提高煤利用效率。低阶煤干馏根据干馏工艺不同可同时生产半焦、煤气和焦油，或只生产半焦和煤气。

半焦的用途越来越广，可作为铁合金生产原料，电石生产原料、无烟燃料、炼钢增碳剂，烟气净化的吸附剂，碳材料生产的原料(如活性炭生产原料等)、高炉喷吹料、水泥生产和矿石煅烧原料等，特别是近年来作为炼焦原料生产型煤、型焦，弥补炼焦煤短缺意义重大。

煤气的利用根据其成份不同除用作燃料气外，还可用作铁矿石的直接还原气，现代煤化工的原料气，如合成甲醇、合成二甲醚、合成汽油、合成烯烃，特别是氢能生产的原料气。

焦油可作为燃料替代重油或进一步深加工生产市场短缺的化工原料，如酚类化合物等。

低阶煤干馏技术也随着市场的需求不断发展完善，目前中国市场如山西大同、陕北俯谷、神木、内蒙准格尔、海拉尔等地均有不同规模的低阶煤干馏生产厂。可以预见，低阶煤的热解将会快速发展，规模不断扩大。

低阶煤的干流方法按加热方式分类可分为内热式、外热式和混热式；按加热介质分类可分为气体热载体、固体热载体和二者兼有的加热方式；按加热气体与固体接触方式可分为固定床干馏、流化床干馏、气流床干馏；按固体热载体与煤接触方式分类可分为下落床、搅拌床和流化床等。目前市场采用的干馏技术，主要有固定床内热、外热及混热式直立炉，外形为圆形和方形，此外有少数地方采用回转窑干馏炉(内热式和混热式)。新的研究方向是流化床热解技术，目前还未能得到推广，技术还不完善。纵观低阶煤干馏技术目前存在如下问题：

1、规模较小，单炉半焦生产量小、煤气没有充分利用；。

2、干馏技术不完善，表现在炉体结构不合理，热效率低，以内热、混热为主，化焦严重、焦炭灰分高；

3、机械化程度较差，工人劳动强度大、劳动效率低、环境差。

4、生态效益太差煤气冷却大都采用直冷为主，造成含焦油、酚等有害物的污水量较大。煤气泄露，粉尘放散严重。

发明内容：

一种低阶煤干馏方法，其特征是干馏炉分上下两段，上段为干馏段，下段为气化段。干馏段上部设有煤料入口和干馏煤气导出口，气化段上部设有煤气导出口，下部设有干馏煤气分布器、空气导入口、空气分布器和半焦排出口。煤料由干馏炉上部装煤车加入装煤斗，然后经旋塞阀定量加入干馏段，煤料在下行过程与气化段产生的煤气换热得到干馏，干馏产生的煤气经干馏煤气风机抽出再打入气化段下部煤气分布器进入气化段，在气化段底部同时供入经空气分布器分布的空气，干馏段下行至气化段的半焦温度进一步提高，半焦得到进一步干馏和部分气化。干馏煤气在气化段得到二次热解和部分燃烧使煤气中焦油成分和高级碳氢化合物得到裂解，甲烷得到重整，经气化和热解后的煤气从气化段的上部，即整个炉的中部排出。煤气主要成份是N₂、H₂、CO、CO₂、H₂O和少量CH₄等，不含焦油，因煤气从半焦层通过，半焦层具有颗粒床过滤除尘的作用，使煤气中不含或少含粉尘，煤气无需冷却净化脱除焦油和粉尘，可直接供锅炉燃烧或燃气发电，环保效益显著，生态安全。半焦化灰少质量高，可作为铁合金和电石生产原料、水泥生产和铝土矿煅烧的燃料、碳材料生产原料(活性炭、活性半焦原料)、型煤、型焦生产原料、高炉喷吹料、炼钢增碳剂等。

发明专利的特点：

1、将煤干馏与气化有机结合，完全采用内热、干馏炉热效率高。

2、干馏煤气再次送回干馏炉的气化段经二次裂解或重整，煤气中不含焦油，减少了致癌物、酚等其它有毒物的排放。

3、燃烧部分煤气作为干馏气化的热源，半焦质量高。

4、煤炭转化率高达96％，大约原煤热量的60％转化为半焦热量，36％转化为煤气。热损失4％。

5、气化段类似于颗粒过滤器，降低了煤气的流速，小颗粒不会从床中带出，减少了粉尘污染。

6、煤气不需净化即可供锅炉加热或电厂燃气轮机发电，并且有害放散物相对于传统的燃煤锅炉或电站均低。

7、该方法不必进行煤气冷却，没有含焦油、酚和其它有毒物质的废水产生。

8、设备简单，煤的干燥、热解、干馏煤气的热解、半焦的冷却都集中在一个装置，投资相对于其它技术低。

9、该方法可将不同的动力煤转化为稀缺产品，通过改变技术参数，可调节最终产品的质量，满足用户的要求。

10、该方法的主要设备(干馏炉)没有移动或旋转部件，增加了操作的可靠性。

附图说明

附图是“一种低阶煤干馏方法”的示意图。其中：

1.装煤斗2.旋塞阀3.干馏段4.煤气导出口5.气化段6.干馏煤气分布器7.半焦排出口8.空气导入口9.干馏煤气风机10.干馏煤气导出口11.气体分布器

具体实施方式：

采用山西大同和陕北俯谷长焰煤，筛分破碎为10～50mm的小块，经干馏炉顶的装煤斗(1)、旋塞阀(2)进入干馏段(3)，与气化段(5)产生的气化煤气直接换热，煤料得到初步干馏，干馏半焦随气化段底部的间断出焦而下移进入气化段，进一步经历干馏、气化、燃烧等过程。干馏煤气由干馏煤气风机(9)从干馏段顶部干馏煤气导出口(10)抽出，经干馏煤气分布器(6)再次打回气化段经历二次热解过程，同时有部分煤气与底部空气导入口(8)供入的空气进行燃烧，维持炉温在一定温度，同时产生部分吹风气。吹风气与干馏煤气的热解气混合作为出炉煤气由气化段顶部煤气导出口(4)导出，直接作为锅炉燃料。半焦则经空气冷却由炉底侧半焦排焦口(7)排出，经进一步冷却后作为产品。所产半焦质量如表1，所产煤气成分如表2。

表1半焦的质量指标

表2干馏煤气成分指标

Claims

1.一种低阶煤干馏方法，其特征是两段炉煤气化过程干馏段的干馏煤气经煤气风机从干馏段煤气出口抽出，经干馏煤气分布器再次送入气化段，被二次热解和部分燃烧。

2.权利要求1所述的煤气风机可为离心煤气风机或罗茨煤气风机，为避免风机过热，传动轴采用水夹套冷却。

3.权利要求1所述的干馏煤气分布器，为安装在汽化段外围一定高度处的煤气圆管或方管，并在不同角度开孔与气化段内部连接。使干馏煤气均匀供入气化段。

4.权利要求1所述的干馏煤气在气化段经高温炭催化二次裂解，使气化段出口煤气合成气产率增加，焦油减少；干馏煤气穿过气化段，此时气化段具有颗粒过滤床作用，减少了出口煤气中粉尘含量，减少了煤气净化设备。

5.权利要求1所述的干馏煤气在气化段部分与炉底供入的空气或氧气反应，为两段炉热解与气化提供热量，同时减少了半焦燃烧量，提高了半焦产量和质量。