CN102911687A

CN102911687A - 一种粉煤加压热解方法及装置

Info

Publication number: CN102911687A
Application number: CN2012104189352A
Authority: CN
Inventors: 沈浩; 张积耀; 李大鹏; 王明峰; 王宁波; 高瑞民; 黄传峰; 段文杰; 徐斌; 李佩玉; 李晓宏
Original assignee: Shaanxi Yanchang Petroleum Group Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Yanchang Petroleum Group Co Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-02-06

Abstract

一种粉煤加压热解方法及装置，包括进料单元、热解反应器、气体除尘单元和油气分离单元；进料单元包括机械进料单元和载气进料单元，本发明通过载气进料单元在加压条件下操作，有利用装置规模的扩大化。另外，气固分离器与深度除尘器的配合使用，含焦油煤气中的粉尘被有效去除，从而大大降低了了焦油中的含尘量，因而比传统热解技术更具有优势。

Description

一种粉煤加压热解方法及装置

技术领域

本发明涉及一种粉煤热解方法及装置，具体涉及一种粉煤加压热解方法及装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国石油消费量迅速增长。石油属于国家战略安全物资，而我国又是石油资源相对缺乏的国家，为了减少对进口石油的依赖，我国正在实施多元化能源战略。发展洁净煤技术是实施国家能源多元化战略的对策之一。其中，粉煤热解技术因方法相对简单、投资较少，是具有一定竞争力的洁净煤技术。

煤的热解技术除了按热解温度分类以外，还有其他多种分类方法：按照气氛可分为惰性气氛热解（不加催化剂），加氢热解和催化加氢热解；按加热速度可分为慢速热解、中速热解、快速热解和闪裂解；按加热方式可分为外热式、内热式和内外并热式热解；按热载体的类型可分为固体热载体、气体热载体和气-固热载体热解；按固体物料的运行状态可分为固定床、流化床和气流床；按反应器操作压力可分为常压和加压等。

国内外典型的煤热解工艺包括：外热立式炉工艺、内热立式炉工艺、美国的Garrett工艺和TOSCOAL工艺、日本的煤快速热解工艺、德国的LR工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前苏联3TX（ETCh）—175工艺、中国的流化床热解工艺、DG工艺和多段回转炉工艺等。

内热式炉借助热载体把热量传给煤料，热载体直接进入干馏室，穿过块状干馏料层，把热量传给料层。气体热载体一般是燃料煤气燃烧的烟气，热载体也可以是固体的，例如用热半焦或其他物料，与煤料在干馏系统相混合，热载体把煤料加热进行干馏。内热式炉的不足之处在于装入的煤料必需是块状的，一般要求粒度为20～80㎜，以便料层有足够的透气性，保证气体热载体能够穿过料层。

现有流化床热解工艺是以粉煤为原料，气体作为流化介质对粉煤进行流化热解，其不足之处在于除尘技术的限制造成焦油中含尘量较高，焦油加工处理难度较大。另外，现有热解技术操作压力基本都为常压，装置规模较小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够在加压条件下操作并大大降低焦油中的含尘量的粉煤加压热解方法及装置。

为达到上述目的，本发明的装置包括进料单元、热解反应器、气体除尘单元和油气分离单元；

所述的进料单元包括机械进料单元和载气进料单元；

所述的机械进料单元包括与原料粉煤相连通的煤斗，煤斗的出口依次与发送罐、输送装置相连通，输送装置的出口与热解反应器的入口相连通，热解反应器的下端设置有排焦罐；

所述的载气进料单元包括与载气相连的气体预热器，气体预热器的出口与输送装置相连；

所述的气体除尘单元包括与热解反应器的气体出口相连通的带有半焦收集罐的气固分离器，气固分离器的气体出口与带有细粉收集罐的深度除尘器相连通；

所述的油气分离单元包括与深度除尘器的气体出口相连通的焦油分离塔，焦油分离塔的另一入口与焦油洗液相连通，焦油分离塔的下端与焦油收集罐相连通，焦油分离塔的气体出口与气液分离器相连通。

所述的输送装置包括机械输送装置以及气流输送装置。

所述的煤斗与发送罐之间还安装有锁斗。

所述的载气通过管路还与发送罐相连通。

所述的焦油洗液经储罐、泵与焦油分离塔相连通。

所述的焦油分离塔与分离器之间还设置有冷却器。

所述的气液分离器的煤气出口上还安装有引风机。

所述的原料粉煤采用粒度小于13mm的褐煤、长焰煤、烟煤、焦炭或生物质，且在原料煤中添加原料粉煤重量比的0～15%的铁基、钼基、锌基、镍基、锡基或钴基金属催化剂。

所述的热解反应器的操作压力为0.001～4.0MPa，温度为400～800℃。

本发明粉煤加压热解方法如下：

原料粉煤经煤斗、锁斗、发送罐送入输送装置，N₂、H₂、CO₂或其混合气体经管路分别与发送罐、气体预热器相连，经气体预热器加压、加热后送入输送装置作为输送气送粉煤入热解反应器，原料粉煤经热解反应器热解后，产生的半焦排至排焦罐，热解后的产品气从热解反应器顶部进入气固分离器，经气固分离器分离后的半焦排放至半焦分离罐，热解气进入深度除尘器，热解气中的粉尘经深度除尘器脱除后排入细粉收集罐，除尘后的热解气送入焦油分离塔，焦油洗液经储罐、泵后进入焦油分离塔，经焦油洗液洗涤后的焦油由焦油分离塔的底部排至焦油收集罐，热解气由焦油分离塔顶排出送入冷却器，冷却后经气液分离器进行气水分离，煤气由引风机送出。

本发明的有益效果是，本发明在加压条件下操作，有利用装置规模的扩大化。另外，气固分离器与深度除尘器的配合使用，含焦油煤气中的粉尘被有效去除，从而大大降低了了焦油中的含尘量，因而比传统热解技术更具有优势。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中：1、原料粉煤 2、煤斗 3、锁斗 4、发送罐 5、气体预热器 6、载气7、输送装置 8、热解反应器 9、排焦罐 10、气固分离器 11、半焦收集罐 12、深度除尘器 13、细粉收集罐 14、焦油分离塔 15、焦油收集罐 16、冷却器 17、分离器 18、泵 19、储罐 20、引风机 21、煤气 22、焦油洗液。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明的装置包括：进料单元、热解反应器、气体除尘单元和油气分离单元；

所述的进料单元包括固体进料单元和气体进料单元；

所述的固体进料单元包括与原料粉煤1相连通的煤斗2，煤斗2的出口依次与锁斗3、发送罐4、输送装置7相连通，输送装置7的出口与热解反应器8的入口相连通，热解反应器8的下端设置有排焦罐9；

所述的气体进料单元包括与载气6相连的发送罐4和气体预热器5，气体预热器5的出口与输送装置7相连；

所述的气体除尘单元包括与热解反应器8的气体出口相连通的带有半焦收集罐11的气固分离器10，气固分离器10的气体出口与带有细粉收集罐13的深度除尘器12相连通；

所述的油气分离单元包括与深度除尘器12的气体出口相连通的焦油分离塔14，焦油分离塔14的另一入口经储罐19、泵18与焦油洗液22相连，焦油分离塔14的下端与焦油收集罐15相连通，焦油分离塔14的气体出口经冷却器16与气液分离器17相连通，液分离器17的煤气出口21上还安装有引风机20。

本发明的方法如下：首先取粒度小于13mm的褐煤、长焰煤、烟煤、焦炭或生物质，经煤斗2、锁斗3、发送罐4送入输送装置7，输送装置7可以是机械输送装置，如星形给料器、螺旋给料机或其他机械给料设备，也可以是以是载气6为动力的气力输送设备。载气6可以是煤气，也可以是N₂、H₂、CO₂或其混合气体。载气6经管路分别与发送罐4、气体预热器5相连，经气体预热器5加热后通过输送装置7送入热解反应器8。另外，原料粉煤1中可以添加铁基、钼基、锌基、镍基、锡基或钴基等金属催化剂，以提高粉煤热解产物的产率。通常情况下，铁基、钼基、锌基、镍基、锡基或钴基等金属催化剂的添加量为原料粉煤1加入重量比的0～15%。热解反应器8的操作压力一般为0.001～4.0MPa，操作温度为一般为400～800℃。原料粉煤1经热解反应器8热解后的焦排至排焦罐9，热解后的产品气从炉顶提出进入气固分离器10，经气固分离器10分离后的半焦排放至半焦分离罐11，热解气进入深度除尘器12，热解气中的粉尘经深度除尘器12脱除后排入细粉收集罐13，除尘后的热解气送入焦油分离塔14，焦油洗液22经储罐19、泵18后进入焦油分离塔14，经焦油洗液洗涤后的焦油由焦油分离塔14的底部排至焦油收集罐15，热解气由焦油分离塔顶排出送入冷却器16，冷却后经气液分离器17进行气水分离，煤气21由引风机20送出。

Claims

1.一种粉煤加压热解装置，其特征在于：包括进料单元、热解反应器、气体除尘单元和油气分离单元；

所述的进料单元包括机械进料单元和载气进料单元；

所述的机械进料单元包括与原料粉煤（1）相连通的煤斗（2），煤斗（2）的出口依次与发送罐（4）、输送装置（7）相连通，输送装置（7）的出口与热解反应器（8）的入口相连通，热解反应器（8）的下端设置有排焦罐（9）；

所述的载气进料单元包括与载气（6）相连的气体预热器（5），气体预热器（5）的出口与输送装置（7）相连；

所述的气体除尘单元包括与热解反应器（8）的气体出口相连通的带有半焦收集罐（11）的气固分离器（10），气固分离器（10）的气体出口与带有细粉收集罐（13）的深度除尘器（12）相连通；

所述的油气分离单元包括与深度除尘器（12）的气体出口相连通的焦油分离塔（14），焦油分离塔（14）的另一入口与焦油洗液（22）相连通，焦油分离塔（14）的下端与焦油收集罐（15）相连通，焦油分离塔（14）的气体出口与气液分离器（17）相连通。

2.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的输送装置（7）包括机械输送装置以及气流输送装置。

3.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的煤斗（2）与发送罐（4）之间还安装有锁斗（3）。

4.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的载气（6）通过管路还与发送罐（4）相连通。

5.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的焦油洗液（22）经储罐（19）、泵（18）与焦油分离塔（14）相连通。

6.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的焦油分离塔（14）与分离器（17）之间还设置有冷却器（16）。

7.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的气液分离器（17）的煤气出口（21）上还安装有引风机（20）。

8.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的原料粉煤（1）采用粒度小于13mm的褐煤、长焰煤、烟煤、焦炭或生物质，且在原料煤中添加原料粉煤（1）重量比的0～15%的铁基、钼基、锌基、镍基、锡基或钴基金属催化剂。

9.根据权利要求1所述的粉煤加压热解装置，其特征在于：所述的热解反应器（8）的操作压力为0.001～4.0MPa，温度为400～800℃。

10.一种粉煤加压热解方法，其特征在于：

原料粉煤（1）经煤斗（2）、锁斗（3）、发送罐（4）送入输送装置（7），N₂、H₂、CO₂或其混合气体经管路分别与发送罐（4）、气体预热器（5）相连，经气体预热器（5）加压、加热后送入输送装置（7）作为输送气送粉煤入热解反应器（8），原料粉煤（1）经热解反应器（8）热解后，产生的半焦排至排焦罐（9），热解后的产品气从热解反应器（8）顶部进入气固分离器（10），经气固分离器（10）分离后的半焦排放至半焦分离罐（11），热解气进入深度除尘器（12），热解气中的粉尘经深度除尘器（12）脱除后排入细粉收集罐（13），除尘后的热解气送入焦油分离塔（14），焦油洗液（22）经储罐（19）、泵（18）后进入焦油分离塔（14），经焦油洗液洗涤后的焦油由焦油分离塔（14）的底部排至焦油收集罐（15），热解气由焦油分离塔顶排出送入冷却器（16），冷却后经气液分离器（17）进行气水分离，煤气（21）由引风机（20）送出。