CN1025568C - 一种生产干馏煤气的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以循环流化床锅炉循环热灰为热源生产干馏煤气的方法和装置。该装置主要包括循环流化床锅炉、流化床干燥器、干馏器及物料气力输送系统。煤经干燥器干燥和破粘后，在干馏器内被自循环流化床锅炉来的热灰加热，产生干馏煤气，干馏产生的半焦和放热后的灰送回炉膛，半焦做为锅炉燃料。本发明工艺及设备简单，热损失小，煤气成本低，煤气热值大于3500KCal/Nm³(14630KJ/Nm³)，煤气中一氧化碳含量低于10%。

Description

本发明涉及一种生产干馏煤气的方法及装置，特别是涉及一种以循环流化床锅炉循环热灰为热源加热煤，生产干馏煤气的方法及装置。

在天然气、液化石油气缺乏的地区，居民生活和工艺生产对优质煤气的要求十分迫切。目前民用煤气的生产主要采用焦炉、直立碳化炉、水煤气发生炉加甲烷化装置以及鲁奇炉等，由于它们普遍存在着投资大，效率低，煤气成本高以及对煤种有特殊要求等问题，使其应用受到很大限制。

美国能源部报告DOE/LE/40543-3，DE86    009113（1985.2）-“先进流化床空气加热器工艺的基础研究”（Generic    Studies    of    Advanced    Fluid    Bed    Air    Heater    Technology）中介绍了一种以空气为流化介质的压力流化床干馏煤气生产方法和装置。其方法是破碎过的煤加压后进入流化床干燥器。干燥器工作温度为370℃，压力为17大气压。煤在干燥器中被预热、脱水和预氧化破粘后，进入压力流化床干馏器，干馏器工作温度为538℃，压力约为17大气压，煤中的挥发份释放出来，成为煤气，干燥器和干馏器的流化气均为压缩空气，所需热量均由其内部分煤的燃烧提供。干馏器排出的半焦送到常压流化床锅炉燃烧放热。由于干馏器以空气为流化气，产生煤气的热值较低，煤气中一氧化碳含量较高，不能直接用做民用煤气，同时由于工作压力较高，设备造价及运行成本也都较高。

为了克服以上几种煤气生产方法和装置的不足，寻求一种工艺和设备简单、投资低且能生产高质量煤气的方法，本发明提出了一种用循环流化床锅炉循环灰为热源，生产干馏煤气的方法和装置。

本发明的生产干馏煤气方法，包括煤在流化床干燥器中预热、干燥、脱粘，再在干馏器中加热，生产干馏煤气，其主要特征是煤干馏所需热量是由来自循环流化床锅炉的循环热灰提供，而干馏产生的半焦送回循环流化床锅炉作为燃料燃烧，其主要步骤是，破碎过的原煤先进入常压流化床干燥器，进行预热、干燥和脱粘，干燥器的流化气体为空气或自锅炉来的热烟气，也可为两者的混合气，干燥器所需热量由其内部分煤的燃烧及热烟气显热提供。循环流化床锅炉分离器的循环灰流向两个地方，一部分直接回到锅炉炉膛，另一部分则被送到干馏器内。两部分灰量的比例大小，由设在分离器内的灰量调节门控制。干燥器排出来的干煤和循环流化床锅炉分离器来的热灰按一定的重量比例同时引入干馏器内，煤被热灰加热，释放出的挥发份即为干馏煤气，煤释放出挥发份后成为半焦，半焦和放热后的灰自干馏器下部流出，进入气力输送管，被输送风机来的空气送到锅炉炉膛，锅炉的燃料为半焦和使燃烧稳定，调节锅炉负荷所加的原煤。这部分煤是经过锅炉给煤机直接加入炉膛作为燃料燃烧。干馏器出来的煤气，送至常规的煤气净化工序。

本发明中生产干馏煤气的方法所采用的装置，包括流化床锅炉、流化床干燥器、干馏器及物料气力输送系统，其特点是，流化床锅炉为能够燃烧煤干馏产生的半焦并为干馏器提供加热煤所需的循环热灰的循环流化床锅炉，锅炉上部烟气出口与锅炉分离器相连，锅炉分离 器底部接有锅炉返料管和干馏器热灰管，锅炉返料管和干馏器热灰管分别与锅炉炉膛和干馏器相连通，锅炉分离器内设有灰量调节门，流化床干燥器配有煤斗和给煤机，干燥器上部出口和外置的干燥器分离器相连通，其分离器下部出口和干燥器的溢煤口与干煤斗相连通，干煤斗下部的落煤管与干馏器热灰返料器出口相连接或直接通入干馏器，干馏器上部有一煤气管，其下部有一排料管，排料管与将半焦和放热后的灰送回锅炉炉膛的气力输送管相连通。本发明所用的循环流床锅炉可为蒸汽锅炉或热水锅炉。锅炉分离器可为旋风分离器或惯性分离器，也可为其它形式的分离器，分离器可以立式布置，也可卧式布置。分离器的灰可全部或部分进入干馏器。当锅炉分离器多于一个时，可从任意一个或同时从几个分离器向干馏器送灰，锅炉可以烧煤或半焦。

原煤进入干燥器前，要经过破碎，使其最大粒度不超过8毫米，干燥器的工作温度可在150℃～370℃之间，具体视煤种而定，当煤无粘性时，也可不设干燥器，直接将破碎后的煤加入干馏器。

干馏器内部可设一个或多个分离器，也可不设。干馏器工作压力为常压，工作温度可在400℃～850℃之间，具体可通过灰量调节门来控制进入干馏器的灰量，实现温度调整，干馏器内灰与煤的重量比为2～20，即热灰∶煤＝2～20∶1。

本发明工艺简单，投资低，煤气生产热效率高，煤种适应性广，可用烟煤、褐煤，煤气质量高，热值大于3500KCal/Nm³（14630KJ/Nm³）一氧化碳含量低于10%，可直接做为民用煤气。本发明的实施，将为我国城市煤气的发展开辟一条有效途径，起到节省建设投 资、节约能源，降低城市大气污染程度，提高居民生活水平的作用。本发明用于热电站，可实现煤气、电力和热力“三联产”，能解决目前热电联产、集中供热中存在的只供热，不供煤气，居民生活不便的问题;本发明用于改造国内现有的小型火力发电厂，实现煤气和电力“两联产”可较大地提高其生产热效率和经济效益，使其具有较高的生存和竞争能力，还可用于改造现有的一些小锅炉，实现煤气和热力“两联产”。

以下结合附图将具体描述本发明。

附图为本发明生产干馏煤气方法所用的装置示意图。

图中：

（1）循环流化床锅炉    （14）干馏器

（2）锅炉分离器    （15）干馏器内置分离器

（3）锅炉返料管    （16）煤气管

（4）干馏器热灰管    （17）落煤管

（5）灰量调节门    （18）煤斗

（6）锅炉返料器    （19）干燥器分离器

（7）干馏器热灰返料器    （20）引风机

（8）锅炉煤斗    （21）流化床干燥器

（9）锅炉给煤机    （22）给煤机

（10）锅炉一次风机    （23）干燥器煤斗

（11）锅炉放渣管    （24）空气管

（12）输送管    （25）抽烟机

（13）输送风机    （26）排料管

附图亦为本发明生产干馏煤气装置的一个实施例。如图所示，它主要由循环流化床锅炉（1）、流化床干燥器（21）、干馏器（14）及气力输送管（12）和输送风机（13）及有关附属设备构成。煤斗（8）及给煤机（9）直接向锅炉（1）给煤，一次空气经过一次风机（10）从锅炉底部风室进入锅炉（1）。煤燃烧后剩下的渣定期从放渣管（11）排出。烟气从炉膛出来后进入锅炉分离器（2），分离出的灰经过锅炉返料管（3）、锅炉返料器（6）和干馏器热灰管（4）、干馏器返料器（7）分别进入锅炉（1）的炉膛和干馏器（14）。调节灰量调节门（5），可控制两部分灰量的比例。经过干燥器煤斗（23）和给煤机（22）向干燥器（21）给煤。干燥器（21）的流化气为来自抽烟机（25）的热烟气和来自空气管（24）的空气的混合气。干燥器（21）设有一个外置分离器（19），本装置中所用的分离器为旋风分离器，把干燥器（21）排出的烟气中夹带的煤粒分离出来。自分离器（19）排出的气体，经过引风机（20）后排入大气。分离器（19）分离下来的煤粒、干燥器（21）溢流口出来的干煤都进入干煤斗（18），经过其下部的落煤管（17）与自干燥器热灰返料器（7）出来的热灰分别进入干馏器（14）。干馏器（14）内部设有一内置旋风分离器（15），产生的干馏煤气经过分离器（15），从煤气管（16）引至后续净化工序。干馏产生的半焦和放热后的灰从干馏器（14）下部经过排料管（26）进入气力输送管（12），气力输送管（12）与锅炉（1）炉膛相连，来自输送风机（13）的空气将半焦和灰送入炉膛。

本实施例有关参数如下：

循环流化床锅炉：

型式：热水锅炉

容量：7吨/小时

加入原煤：30公斤/小时

出水温度：75℃

进入温度：20℃

流化床干燥器：

出力：150公斤煤/小时

工作温度：350℃

进干燥器烟气温度：350℃

干馏器：

工作温度：700℃

灰/煤：5∶1

煤气产量：30Nm³/h

煤气热值：3500kcal/Nm³（15460KJ/Nm³）

CO含量（容积）：7.5%

Claims (5)

1、一种包括煤在流化床干燥器中预热，干燥、脱粘，再在干馏器中加热，生产干馏煤气的方法，其主要特征在于煤干馏加热所需热量来自循环流化床锅炉循环热灰的显热，干馏产生的半焦在循环流化床锅炉内做为燃料燃烧，其主要步骤是，破碎过的煤先在流化床干燥器内预热、干燥和脱粘，干燥器的流化气体为空气或来自锅炉的热烟气，也可为两者混合气，煤干燥所需热量由热烟气显热和干燥器，内部分煤的燃烧提供，干燥器排出的干燥和循环流化床锅炉分离器下部引来的循环热灰同时被送入干馏器，进入干馏器的热灰和煤的重量比为热灰∶煤=(2～20)∶1，干馏器内煤的干馏温度在400～800℃之间，煤被热灰加热释放出其中的挥发份，产生干馏煤气，煤干馏产生的半焦和放热后的灰自干馏器底部排出，然后被送到循环流化床锅炉炉膛。锅炉的燃料为半焦或半焦和使燃烧稳定，调节锅炉负荷的原煤。

2、按照权利要求1所述生产干馏煤气的方法，其特征在于循环流化床锅炉分离器分离出的循环热灰部分或全部进行干馏器。

3、一种如权利要求1所述生产干馏煤气的方法所用的装置，包括流化床锅炉，流化床干燥器、干馏器及物料气力输送系统，其特征在于流化床锅炉为能够燃烧煤干馏所产生的半焦并为干馏器提供加热煤所需循环热灰的循环流化床锅炉（1），锅炉（1）上部烟气出口与锅炉分离器（2）相连，锅炉分离器（2）底部接有的锅炉返料管（3）和至干馏器热灰管（4），分别与锅炉（1）炉膛和干燥器（14）内部相连通，流化床干馏器（21）上部与干燥器分离器（19）相连通，分离器（19）下部出口和干燥器（21）的溢煤口与煤斗（18）相连通，煤斗（18）下部的干煤落煤管（17）与干馏器热灰返料器（7）出口相连通或直接与干馏器（14）相连通，干馏器（14）上部有一煤气管（16），其下部有一排料管（26），排料管（26）与将半焦和放热后的灰送回锅炉（1）炉膛的气力输送管（12）相连通。

4、按照权利要求3所述的装置，其特征在于循环流化床锅炉为蒸汽锅炉或为热水锅炉。

5、按照权利要求3所述的装置，其特征在于干馏器内可设一个或多个分离器。