CN103435028A

CN103435028A - 一种生产兰炭的方法和装置

Info

Publication number: CN103435028A
Application number: CN2013103717153A
Authority: CN
Inventors: 贾会平
Original assignee: Shijiazhuang Xinhua Energy Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Shijiazhuang Xinhua Energy Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: CN103435028B

Abstract

本发明涉及一种生产兰炭的方法和装置，装置包括炉体、废水处理器、洗涤冷却器、煤气净化设备、电捕焦油设备和焦油脱水设备。炉体设有上抽吸梁、下抽吸梁、上下两层燃烧梁，每两根燃烧梁之间设有2～10个拱桥，相邻的拱桥之间交错布置，上下层燃烧梁的拱桥交错布置，拱桥下面两侧燃烧梁设有烧嘴。原料在带有拱桥的燃烧梁处进行低温干馏，干馏温度为500～800℃，兰炭经循环冷却后出装置，兰炭尾气经洗涤冷却器后到电捕焦油设备中分离出煤气、煤焦油和水。本发明通过带有拱桥的上下燃烧梁，下落原料分布均匀，原料在隔绝明火的情况下干馏成兰炭，加热温度均匀，上下燃烧梁形成二段不同温度的干馏段，提高了煤气和煤焦油的产率，有利于减少废气排放，提高综合经济效益。

Description

一种生产兰炭的方法和装置

技术领域

本发明属于化工生产设备技术领域，涉及一种生产兰炭的方法和装置。

背景技术

兰炭又称半焦、焦粉，是一种新型的炭素材料，具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低等特性，已逐步取代焦炭而广泛运用于电石、铁合金、硅铁和碳化硅等产品的生产。生产兰炭的同时副产兰炭尾气和煤焦油，目前每生产一吨兰炭大约副产700 Nm³尾气，热值1700-2000 kcal/Nm³。2010年全国的兰炭产量约1000万吨，即副产兰炭尾气约70亿Nm³。兰炭尾气中的氢气、甲烷和一氧化碳都是十分宝贵的化工原料，如果不能对其进行合理的利用，不仅损失了宝贵的化工原料，影响了企业经济效益，而且对环境造成了严重影响，并最终影响到整个兰炭产业的发展。

授权专利号为CN202626105U中国实用新型专利公开了一种“一种低温外燃立管炭化干馏兰炭炉，外形钢制圆柱体夹层锥底，连接封闭型螺旋输送兰炭机和强冷风机。内侧为耐火砖隔热保温环形砌体，中间多根耐火材料立管有序排列而成，每根立管中心内设一根耐热不锈钢细管，管周壁小孔遍布煤气逸出去总管处理利用，原煤分类后从上部管内加入预热，中部管间喷火燃烧炭化干馏，下部红兰炭与空气逆顺对流，回收显热供喷火嘴用，封闭型夹层螺旋输送兰炭机和强冷风机实现干法熄灭兰炭之功能。”该专利不能用于多产煤焦油和煤气等化工产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产兰炭的方法，以优化兰炭生产过程，提高煤焦油和煤气的产率，改善兰炭产品的活性，减少废气排放，提高企业经济效益和社会效益。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的装置。

本发明生产兰炭的方法，烟煤或褐煤原料经进料口进入兰炭炉体，经过预热和干馏，生成兰炭和兰炭尾气。兰炭经冷却后出装置，兰炭尾气经洗涤冷却器后到电捕焦油设备中分离出煤气、煤焦油和水。分出的煤气经煤气净化设备净化处理后到煤气储罐，作为兰炭炉燃气或化工原料，煤焦油经焦油脱水设备脱水处理后到焦油储罐。兰炭炉体为梁式炉体，原料在干馏段通过带有拱桥的燃烧梁进行低温干馏，干馏温度为500～800℃，用冷却后煤气作冷却介质冷却兰炭，兰炭尾气通过上抽吸梁抽出。

电捕焦油设备和焦油脱水设备分出的废水经废水处理器处理后用作洗涤冷却器的洗涤水。

本发明生产兰炭的装置，包括炉体、废水处理器、洗涤冷却器、煤气净化设备、电捕焦油设备和焦油脱水设备。炉体设有进料口、预热段、干馏段、冷却段出料口和冷却气入口，预热段设有1～5根上抽吸梁，冷却段设有1～5根下抽吸梁。干馏段设有上下两层燃烧梁，每层3～5根燃烧梁，两层燃烧梁交错设置，下层燃烧梁位于上层两根燃烧梁之间。每两根燃烧梁之间设有2～10个拱桥，相邻的拱桥之间交错布置。上下层燃烧梁的拱桥交错布置，使下层燃烧梁的拱桥位于上层燃烧梁拱桥的空隙，拱桥下面两侧燃烧梁设有烧嘴。上抽吸梁和下抽吸梁的出口连接到洗涤冷却器，洗涤冷却器连接到电捕焦油设备。电捕焦油设备设有煤气出口、焦油出口和废水出口，焦油出口通过焦油脱水设备连接到焦油罐。电捕焦油设备和焦油脱水设备的废水出口连接到废水处理设备，废水处理设备连接到洗涤冷却器。电捕焦油设备的煤气出口连接到煤气净化设备，煤气净化设备的出口分别连接到燃烧梁的燃气入口、冷却气入口和煤气储罐。煤气通过冷却气入口进入窑体作冷却气体。

拱桥为锥体结构，锥体的下部为圆拱，烧嘴位于圆拱的下面。煤气净化设备包括煤气脱硫设备、煤气除尘设备、煤气冷却器和增压机。焦油脱水设备的煤焦油出口连接到焦油罐或化工生产装置。炉体可以选择为套筒炉体或并流式双膛炉体。

本发明生产兰炭的方法和装置，原料在梁式兰炭炉中进行预热和低温干馏生成兰炭和兰炭尾气，兰炭尾气经过洗涤冷却、电捕焦油分出煤气和焦油，经过脱水处理，焦油作化工原料，煤气经净化后作燃料或化工原料，增加了煤气和焦油的产率，有利于减少废气排放，提高企业的综合经济效益。用煤气循环冷却兰炭，避免用水熄焦产生的水污染以及颇为耗能的再烘干流程，提高了兰炭反应活性，减少了兰炭含水量，从而提高了兰炭的综合品质。燃烧梁设有拱桥，下落的原料分布均匀，避免出现偏析和过热，使原料在隔绝明火的情况下加热煅烧形成兰炭，加热温度更加均匀，有利于提高兰炭的活性和气液产品的产率。

附图说明

图1为本发明生产兰炭的装置的流程示意图；

图2为兰炭炉的结构示意图；

图3为燃烧梁示意图。

其中：

1—进料口、2—炉体、3—上抽吸梁、4—燃烧梁、5—下抽吸梁、6—出料口、7—废水处理器、8—洗涤冷却器、9—电捕焦油设备、10—焦油脱水设备、11—煤气净化设备、12—冷却气入口、13—拱桥、14—烧嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明生产兰炭的装置如图1所示，包括炉体2、废水处理器7、洗涤冷却器8、煤气净化设备11、电捕焦油设备9和焦油脱水设备10。炉体设有进料口1、预热段、干馏段和冷却段、出料口6和冷却气入口12。预热段设有两根上抽吸梁3、冷却段设有3根下抽吸梁5。干馏段设有上下两层燃烧梁4，上层4根燃烧梁，下层3根燃烧梁，两层燃烧梁交错布置，下层燃烧梁位于上层两根燃烧梁之间。如图2所示，从右数第1、2根燃烧梁之间设有3个拱桥13，第3、4根燃烧梁之间设有3个拱桥，第2、3根燃烧梁之间设有2个拱桥，第1、2根燃烧梁之间的拱桥与第2、3根燃烧梁之间的拱桥交错布置。上下层燃烧梁的拱桥交错布置，使下层燃烧梁的拱桥位于上层燃烧梁拱桥的空隙。如图3所示，拱桥13为锥体结构，锥体的下部为圆拱，圆拱下面两侧燃烧梁设有烧嘴14。上抽吸梁和下抽吸梁的出口连接到洗涤冷却器，洗涤冷却器连接到电捕焦油设备。电捕焦油设备设有煤气出口、焦油出口和废水出口，焦油出口通过焦油脱水设备连接到焦油罐。电捕焦油设备和焦油脱水设备的废水出口连接到废水处理设备，废水处理设备连接到洗涤冷却器。电捕焦油设备煤气出口连接到煤气净化设备，煤气净化设备的出口分别连接到燃烧梁的燃气入口、冷却气入口12和煤气储罐。

本发明生产兰炭的过程为，烟煤或褐煤原料经进料口1进入兰炭炉体2的预热段，燃烧梁燃烧产生烟气和兰炭尾气在上抽吸梁3的抽吸作用下向上运行，预热预热段的原料。预热至300～400℃的原料降至干馏段，在带有拱桥燃烧梁的干馏段进行低温干馏，干馏的温度为650℃，生成兰炭和兰炭尾气。兰炭经循环煤气冷却后经出料口6出装置，循环煤气经下抽吸梁5抽出到洗涤冷却器8。兰炭尾气和燃烧产生的烟气由上抽吸梁2抽出，与下抽吸梁抽出的循环煤气一起经洗涤冷却器8洗涤和冷却后到电捕焦油设备9，电捕焦油设备分离出煤气、焦油和水，分出的煤气经煤气净化设备11净化处理后一部分到燃烧梁燃气入口作燃气，一部分经冷却气入口12进入窑体下部作循环冷却煤气，另一部分出装置作化工原料。煤焦油经焦油脱水设备10脱水处理后到焦油罐。电捕焦油设备9和焦油脱水设备10分出的水经废水处理器7处理后用作洗涤冷却器8的洗涤水。

兰炭生产参数如下：

上抽吸梁出口兰炭尾气温度：100℃

燃烧梁干馏段温度：650℃

下抽吸梁兰炭温度：600℃

炉底兰炭温度：80℃

兰炭产率：60%；焦油产率：7%；煤气产率：920Nm³/吨煤

煤气组成：H₂23.68%；N2：38.99%；CO：17.51%； CO₂：11.96%；O₂：0.41%；CH₄：5.62%；CmHn：0.83%；其它：1%。煤气热值：1900kcal/Nm³。

Claims

1.一种生产兰炭的方法，烟煤或褐煤原料经进料口（1）进入兰炭炉体（2），经过预热和干馏，生成兰炭和兰炭尾气；兰炭经冷却后出装置，兰炭尾气经洗涤冷却器（8）后到电捕焦油设备（9）中分离出煤气、煤焦油和水，分出的煤气经煤气净化设备（11）净化处理后到煤气储罐，煤焦油经焦油脱水设备（10）脱水处理后到焦油罐，其特征是：所述兰炭炉体为梁式炉体，原料在干馏段通过带有拱桥的燃烧梁进行低温干馏，干馏温度为500～800℃，用冷却后煤气作冷却介质冷却兰炭，兰炭尾气通过上抽吸梁（3）抽出。

2.根据权利要求1所述的生产兰炭的方法，其特征是：所述电捕焦油设备（9）和焦油脱水设备（10）分出的废水经废水处理器（7）处理后用作洗涤冷却器（8）的洗涤水。

3.一种生产兰炭的装置，包括炉体（2）、废水处理器（7）、洗涤冷却器（8）、煤气净化设备（11）、电捕焦油设备（9）和焦油脱水设备（10），所述炉体设有进料口（1）、预热段、干馏段、冷却段出料口（6）和冷却气入口（12），预热段设有1～5根上抽吸梁（3），冷却段设有1～5根下抽吸梁（5）；干馏段设有上下两层燃烧梁（4），每层3～5根燃烧梁，两层燃烧梁交错设置，下层燃烧梁位于上层两根燃烧梁之间；其特征是：每两根燃烧梁之间设有2～10个拱桥（13），相邻的拱桥之间交错布置；上下层燃烧梁的拱桥交错布置，使下层燃烧梁的拱桥位于上层燃烧梁拱桥的空隙；所述拱桥下面两侧燃烧梁设有烧嘴（14）；所述上抽吸梁和下抽吸梁的出口连接到洗涤冷却器（8），洗涤冷却器连接到电捕焦油设备；电捕焦油设备设有煤气出口、焦油出口和废水出口，焦油出口通过焦油脱水设备连接到焦油罐；电捕焦油设备和焦油脱水设备的废水出口连接到废水处理设备，废水处理设备连接到洗涤冷却器；电捕焦油设备煤气出口连接到煤气净化设备，所述煤气净化设备的出口分别连接到燃烧梁的燃气入口、冷却气入口（12）和煤气储罐。

4.根据权利要求3所述的生产兰炭的装置，其特征是：所述拱桥（13）为锥体结构，锥体的下部为圆拱，烧嘴位于圆拱的下面。

5.根据权利要求3所述的生产兰炭的装置，其特征是：所述煤气净化设备（11）包括煤气脱硫设备、煤气除尘设备、煤气冷却器和增压机。

6.根据权利要求3所述的生产兰炭的装置，其特征是：所述焦油脱水设备（10）的煤焦油出口连接到焦油罐或化工生产装置。

7.根据权利要求3所述的生产兰炭的装置，其特征是：所述炉体（2）为套筒炉体或并流式双膛炉体。