CN103589442A - 一种外热式与固体热载体结合的回转式干馏方法及装置 - Google Patents

一种外热式与固体热载体结合的回转式干馏方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种外热式与固体热载体结合的回转式干馏方法及装置。涉及的方法包括：热载体与干燥预热后的原煤混合在干馏炉中被干馏，产生热半焦和煤气；其中，热半焦一部分为半焦产品，一部分为热焦粒被加热后作为热载体和煤气除尘使用；半焦加热时产生的烟气对原煤进行干燥预热。涉及的装置包括原煤预热干燥炉、半焦加热炉和干馏炉。其中，煤预热干燥炉和半焦加热炉位于干馏炉上方，且原煤预热干燥炉和半焦加热炉的物料出口均与干馏炉的物料进口连通；干馏炉与半焦加热炉之间由热焦粒循环输送系统连通；其中干馏炉优选外热式干馏炉。本发明的干馏工艺和相应装置热效率高、煤气热值高、粉尘含量低和产量大。并且装置结构紧凑，占地面积小。

Description

一种外热式与固体热载体结合的回转式干馏方法及装置
技术领域
本发明涉及煤炭干馏技术，具体涉及一种外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法及装置。
背景技术
现有的直立式煤炭干馏工艺为内热式，煤气热值低，氮气含量高，且不能干馏面煤。另外，直立式流化床式固体热载体循环干馏面煤过程中，循环半焦提升高度大，能耗高，煤气中粉尘大，干馏过程物料运行不流畅，易造成设备堵塞，所产生焦油重质组分多，焦油与粉尘混合物容易粘附设备，不易分离等。而传统的外热回转式干馏又存在干馏热效率低、产量放大后设备庞大等问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明目的之一在于提供一种外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，以解决现有的立式煤炭干馏工艺存在的煤气热值低，不能干馏面煤的问题，同时减少固体热载体循环量，减少煤气中粉尘产生，通过高温热半焦过滤煤气中粉尘，降低焦油中的粉尘和重质组分，降低循环半焦提升高度，节约能源，同时提高外热式回转炉热效率，减小外热式回转干馏由于热效率低产量放大后的设备尺寸，便于大规模生产。
为此，本发明的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法包括：热载体与干燥预热后的原煤混合后在干馏炉内被干馏，产生热半焦和煤气，所述的热半焦一部分作为半焦产品，一部分作为热焦粒，所述热焦粒被加热后作为热载体；干馏时产生的烟气与原煤进行热交换，对原煤进行干燥预热。
上述干馏工艺的其他技术特征是：
所述热载体用于对原煤加热干馏，同时用于过滤煤气中的粉尘。
上述工艺还包括：与原煤进行热交换后的烟气经过除尘后一部分用于输送热焦粒，一部分被排放，使得原煤中的物理水分不进入煤气系统。
所述热载体的温度为800～1000℃；所述干燥预热后的原煤的温度为150～300℃；所述热半焦的温度为500～600℃。
所述热载体与干燥预热后的原煤的质量比为1:（1～2）。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述工艺的装置，以解决现有装置存在的问题。
为此本发明提供的装置包括：原煤预热干燥炉、半焦加热炉和干馏炉；所述原煤预热干燥炉和半焦加热炉位于干馏炉上方；
所述原煤预热干燥炉上设有物料进口和物料出口；
所述半焦加热炉上设有物料进口和物料出口；
所述干馏炉上设有物料进口、煤气出口、半焦出口和热焦粒出口；
所述原煤预热干燥炉和半焦加热炉的物料出口均与干馏炉的物料进口连通；
所述干馏炉上的热焦粒出口与所述半焦加热炉上的物料进口连通。
上述装置的其他技术特征是：
所述干馏炉上的煤气出口和物料进口位于同端。
所述原煤预热干燥炉上还设有烟气进口和烟气出口；所述干馏炉上的热焦粒出口与所述半焦加热炉上的物料进口通过热焦粒循环输送系统连通；所述半焦加热炉上的物料出口通过热焦粒循环输送系统与所述原煤预热干燥炉上的烟气进口连通。
所述热焦粒循环输送系统包括热焦粒输送鼓风机、旋风式气固分离装置和除尘装置。
所述干馏炉为外热式干馏炉，外热式干馏炉由热烟气提供热源，经外热式干馏炉后的热烟气输送入原煤预热干燥炉对原煤进行干燥预热。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）传统的直立式热载体干馏工艺中，热载体与原煤的质量比大约为3:1，提升高度大。而本发明干馏工艺中的热载体运输路径短，热损耗低，实际工艺中需要热载体循环量小，一般热载体与与原煤的质量比大约为1:（1～2）。
（2）本发明的干馏工艺中热载体在用于对原煤加热干馏的同时用于过滤煤气中的粉尘。
（3）本发明的干馏工艺中热载体循环量降低，煤气中粉尘量少。
（4）本发明的干馏工艺中煤气热值高，氮气组分含量低。
（5）本发明的干馏工艺中与原煤进行热交换后的烟气经过除尘后一部分用于输送热焦粒，一部分被排放，使得原煤中的物理水分不进入煤气系统，可降低焦油系统废水量，有利环保。
（6）本发明的装置中物料水平回转式运行，不易堵塞，便于操作。
（7）本发明的装置中利用热载体过滤煤气粉尘，简化过滤工艺与设备。
（8）本发明的装置中干馏炉外热式加热，便于控制干馏炉温度制度，与固体热载体加热的结合，增加了回转式干馏设备的热效率。
（9）本发明的装置便于工业放大，可实现大规模生产。
（10）本发明的装置结构紧凑，占地面积较小。
附图说明
以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步解释说明。
图1为本发明装置的结构参考示意图；
图2为图1的一右侧视图；
图3为本发明装置的俯视结构参考示意图；
图4为图3的左侧视图；
图中各代码表示：1-原煤预热干燥炉、2-半焦加热炉、3-干馏炉、4-热焦粒循环输送系统、5-除尘装置、6-热焦粒输送鼓风机、7-旋风式气固分离装置、8-热焦粒提升管道、9-半焦链式冷却输送机、10-煤气管、11-煤气烧嘴、12-半焦颗粒除尘与下料仓、13-推焦机、14-出烘干炉烟气管道、15-热烟气总管道、16-原煤斗提机、17-烟气排放管道。
具体实施方式
与现有的煤炭干馏工艺不同的是，本发明的一种外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法包括：热载体与干燥预热后的原煤混合后在干馏炉内被干馏，产生热半焦和煤气，其中的热半焦一部分作为半焦产品，一部分作为热焦粒，热焦粒被加热后作为热载体使用，同时热载体可用于过滤煤气中的粉尘。干馏时产生的烟气与原煤进行热交换，对原煤进行干燥预热。为避免原煤中的物理水分不进入煤气系统，与原煤进行热交换后的烟气经过除尘后一部分用于输送热焦粒，一部分被排放。
参考图1至图4，本发明的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置包括原煤预热干燥炉1、半焦加热炉2和干馏炉3，其中原煤预热干燥炉1和半焦加热炉2位于干馏炉3上方，三者一般为平行设置，且原煤预热干燥炉1、半焦加热炉2和干馏炉3分两层平行设置，干馏炉3置于底层，其中原煤预热干燥炉1和半焦加热炉2的物料出口均与干馏炉3的物料进口连通，即实现原煤和热载体共同进入干馏炉3进行干馏。当然，和现有技术相同的是干馏炉3上设有相应的煤气出口10和半焦链式冷却输送机9，原煤通过原煤斗提机16送入原煤预热干燥炉1。
考虑到热载体在对原煤加热干馏的同时可用于过滤煤气中的粉尘，干馏炉3上的煤气出口10和物料进口位于同端，如图1至3所示。
为实现干馏炉3排出的热焦粒向半焦加热炉2的输送，干馏炉3与半焦加热炉2之间由热焦粒循环输送系统4连通，同时，为实现高温烟气的利用，半焦加热炉2上的物料出口通过热焦粒循环输送系统4与原煤预热干燥炉1上的烟气进口连通。具体讲，热焦粒循环输送系统4上设有热焦粒进口、热焦粒出口和烟气出口，热焦粒循环输送系统4上的热焦粒进口与干馏炉3上的热焦粒出口连通；热焦粒循环输送系统4上的热焦粒出口与半焦加热炉2上的物料进口连通，热焦粒循环输送系统4上的烟气出口与原煤预热干燥炉1上的烟气进口连通。参考如图3所示，可通过热烟气总管道15实现上述设备的连通。
考虑到对降温后的烟气的应用，热焦粒循环输送系统4上还设有烟气进口，预热干燥炉1的烟气出口与热焦粒循环输送系统4上的烟气进口通过除尘装置连通。参考如图4所示，可通过出烘干炉烟气管道14实现两者的连通，从而一部分烟气经出烘干炉烟气管道14进入热焦粒循环输送系统4，一部分冷烟气经烟气排放管道17输出。
另外，当干馏炉3选用外热式外热式干馏炉时，外热式干馏炉中排出的烟气，也可用于对原煤进行预热干燥。
考虑到设备的上下设置关系以及工艺的优化，热焦粒循环输送系统4可包括除尘装置5、热焦粒输送鼓风机6、旋风式气固分离装置7、热焦粒提升管道8。参考图4所示，除尘装置5、热焦粒输送鼓风机6和旋风式气固分离装置7顺着气体的走向依次连接，其中热焦粒输送鼓风机6和旋风式气固分离装置7通过热焦粒提升管道8连通。
为实现原煤和热载体顺利进入干馏炉3，参考图1、2和3，可在设备连接处安装半焦颗粒除尘装置与下料仓12和推焦机13，这样干燥预热后的原煤和热载体通过水平输送装置送入干馏炉，保证物料输送顺畅。
本发明半焦加热炉2中的热源可通过燃烧煤气提供，参考图1和3所示，经煤气烧嘴11输送煤气进行燃烧供热。
实施例：
遵循本发明的技术方案，该实施例中的干馏炉3为外热式干馏炉，该外热式干馏炉是被单独加热且外热式干馏炉3的热风进、出口温度分别是1000℃和600℃。
结合上述解释说明，装置的工作原理如下：
（1）原煤经过原煤斗提机16进入原煤预热干燥炉1烘干预热后，原煤温度达到150～300℃左右时进入下料仓12和来自半焦加热炉2的800～1000℃热载体，按照1:（1～2）的比例，混合后被推入外热式干馏炉。
（2）预热后的原煤与加热后的热载体在外热式干馏炉3内换热30～45分钟后，实现原煤的热解，原煤形成热半焦，部分热半焦循环使用，被鼓风机提升到固气分离装置中，实现固气分离，分离出的烟气随后进入原煤预热干燥炉1和原煤进行换热。半焦加热炉2内被加热到800～1000℃进入半焦颗粒除尘装置与下料仓12，与预热后的原煤混合进入外热式干馏炉，半焦加热炉产生烟气与固气分离装置出口的烟气一同进入原煤预热干燥炉1。
（3）干馏后的500～600℃的热半焦部分返回循环加热，作为热载体使用，另一部分作为产品通过半焦链式冷却输送机9输送排出，热解煤气从干馏炉引出，经除尘后，通过煤气管10进入煤气净化系统，净化冷却后部分煤气用于热半焦加热和外热式干馏炉加热，其余用于其他用途。
（4）进入原煤预热干燥炉1预热原煤后温度降到200～300℃的烟气，经过除尘装置除尘冷却后，部分循环使用，用于提升半焦，一部分排放掉。
（5）单独加热的外热式干馏炉产生的烟气余热回收后进入烟气管道排放掉。

Claims (10)

1.一种外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，其特征在于，方法包括：热载体与干燥预热后的原煤混合后在干馏炉内被干馏，产生热半焦和煤气，所述的热半焦一部分作为半焦产品，一部分作为热焦粒，所述热焦粒被加热后作为热载体，干馏时产生的烟气与原煤进行热交换，对原煤进行干燥预热。
2.如权利要求1所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，其特征在于，所述热载体用于对原煤加热干馏，同时用于过滤煤气中的粉尘。
3.如权利要求1所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，其特征在于，方法还包括：与原煤进行热交换后的烟气经过除尘后一部分用于输送热焦粒，一部分被排放，使得原煤中的物理水分不进入煤气系统。
4.如权利要求1所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，其特征在于，所述热载体的温度为800～1000℃；所述干燥预热后的原煤的温度为150～300℃；所述热半焦的温度为500～600℃。
5.如权利要求1所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏方法，其特征在于，所述热载体与干燥预热后的原煤的质量比为1:（1～2）。
6.一种外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置，其特征在于，装置包括原煤预热干燥炉、半焦加热炉和干馏炉，
所述原煤预热干燥炉上设有物料进口和物料出口；
所述半焦加热炉上设有物料进口和物料出口；
所述干馏炉上设有物料进口、煤气出口、半焦出口和热焦粒出口；
所述原煤预热干燥炉和半焦加热炉位于干馏炉上方；所述原煤预热干燥炉和半焦加热炉的物料出口均与干馏炉的物料进口连通；
所述干馏炉上的热焦粒出口与所述半焦加热炉上的物料进口连通。
7.如权利要求6所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置，其特征在于，所述干馏炉上的煤气出口和物料进口位于同端。
8.如权利要求6所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置，其特征在于，所述原煤预热干燥炉上还设有烟气进口和烟气出口；所述干馏炉上的热焦粒出口与所述半焦加热炉上的物料进口通过热焦粒循环输送系统连通；所述半焦加热炉上的物料出口通过热焦粒循环输送系统与所述原煤预热干燥炉上的烟气进口连通。
9.如权利要求8所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置，其特征在于，所述热焦粒循环输送系统包括热焦粒输送鼓风机、旋风式气固分离装置和除尘装置。
10.如权利要求6-9任一权利要求所述的外热式和固体热载体相结合的回转式干馏装置，其特征在于，所述干馏炉为外热式干馏炉，外热式干馏炉由热烟气供热，经外热式干馏炉后的热烟气输送入原煤预热干燥炉对原煤进行干燥预热。
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