CN103820138A - 一种粉煤干馏及高温煤气净化设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其包括进料密封料仓、立式干馏炉、密封除尘系统、煤气快速升温系统、干馏炉热风发生器、高温煤气除尘系统以及煤气净化系统；其中，所述进料密封料仓连接所述输煤系统，所述进料密封料仓设置有密封进料器及密封给料机，所述密封给料机连接所述立式干馏炉；所述立式干馏炉包括轴密封系统、预热干燥段、干馏段、熄焦冷却段、出料段，所述预料干燥段内部设置有高料位连锁提升机、低料位连锁密封给煤机以及正反刮板；所述煤气快速升温系统通过管道连接所述高温煤气除尘系统，所述高温煤气除尘系统连接所述煤气净化系统。本发明结构简单，提高了粉煤等的净化利用率。

Description

一种粉煤干馏及高温煤气净化设备及方法

技术领域

本发明涉及高温煤气净化领域，尤其涉及一种粉煤干馏及高温煤气净化工艺。 

背景技术

煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程。按加热终温的不同，分为低温干馏、中温干馏和高温干馏。 

按供热方式的不同，分为外热式和内热式两种。外热式代表性的为英国开发的伍德炉褐煤干燥提质工艺，其特点为干馏室与燃烧室不相通，干馏挥发物与燃烧烟气不相混合，从而保证了挥发产物不被稀释。但该方法存在着对褐煤的粒度及煤质要求较高，单台处理能力小，废水量大，环保性差等问题，目前该工艺已很少使用。 

现有的煤及油页岩低温干馏工艺主要是针对于粒径大于13mm的块状原料，采用内热式工艺，燃烧煤气的助燃空气中掺入大量的氮气，使得煤气不能低成本化产、利用率不高，现国家取消爆破采煤方法，提倡采煤机采煤，采煤机采煤过程中产生大量粉煤，现有设备不能满足粉煤干馏的要求，导致大量粉煤闲置，国内有几种粉煤干馏装置都由于焦油中粉尘含量超标而无法实现量产，主要应为粉煤干馏中会产生大量细小粉尘，现有净化除尘装置无法满足工艺要求，导致焦油析出的同时含带大量粉尘，在汽柴油加工过程中又无法清除，导致汽柴油质量不达标。 

发明内容

本发明为解决上述现有的粉煤净化装置净化粉煤率不高的缺点，提供一种直立式粉煤、油页岩干馏炉，煤气快速恒温器及高温煤气净化除尘工艺。实现了粉状含挥发分固体的干馏恒温及高温净化工艺。 

本发明的一个目的是提供一种粉煤干馏及高温煤气净化设备。 

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述设备粉煤干馏及高温煤气净化方法。 

具体的，本发明提供一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其包括进料密封料仓、立式干馏炉、密封除尘系统、煤气快速升温系统、干馏炉热风发生器、高温煤气除尘系统以及煤气净化系统；其中， 

所述进料密封料仓连接所述输煤系统，所述进料密封料仓设置有密封进料器及密封给料机，所述密封给料机连接所述立式干馏炉； 

所述立式干馏炉包括轴密封系统、预热干燥段、干馏段、熄焦冷却段、出料段以及焦化层，所述预热干燥段设置有100度烟气水汽出口以及250度烟气入口，所述100度烟气水汽出口连接所述密封除尘系统；所述干馏段设置有350度煤气出口以及650度煤气出口，所述350度煤气出口以及650度煤气出口分别连接所述煤气快速升温系统；所述熄焦冷却段设置有漏斗装置、调温煤气进口以及熄焦煤气进口，所述熄焦冷却段连接所述干馏炉热风发生器，所述出料段设置有粉焦出口； 

所述预料干燥段内部设置有高料位连锁提升机、低料位连锁密封给煤机以及正反刮板； 

所述煤气快速升温系统通过管道连接所述高温煤气除尘系统，所述高温煤气除尘系统连接所述煤气净化系统。 

优选的，预热干燥段、干馏段、熄焦冷却段、出料段分别设置有高温滑动装置、减速机以及六角形主轴。 

优选的，所述预热干燥段和干馏段之间设置有高温密封给料器，所述高温密封给料器设置有高温防尘滑动装置。 

优选的，所述熄焦冷却段采用漏斗串联方式实现冷煤气和高温粉焦的充分热交换。 

优选的，所述出料段设置有密封出料装置及紧急喷淋装置；所述密封出料装置通过上料位连锁进行密封。 

优选的，所述高温煤气除尘系统包括多个除尘单元，所述多个除尘单元分别设置有高温煤气除尘装置，所述多个除尘单元采用并联的 工作方式，三分之二的除尘单元工作，三分之一的除尘单元清灰，所述每个除尘单元分别设有差压监测计算机进行自动清灰；所述高温煤气除尘装置为高温陶瓷球，所述高温陶瓷球设有防止煤气低温焦油析出的恒温装置。 

优选的，所述干馏炉热风发生器设置有用于降低烟气温度的调温煤气换热器，所述调温煤气换热器连接有热烟气发生器以及燃烧空气风机；所述调温煤气换热器采用填料换热器，所述调温煤气换热器设置有烟气程和煤气程。 

优选的，所述烟气程和煤气程都设置有蓄热填料仪，用量提高换热效率。 

一种基于上述设备粉煤干馏及高温煤气净化方法，其包括以下步骤： 

S1：粉料经进料密封料仓的密封进料器密封经过密封给料机进入立式干馏炉的预热干燥段；经高料位连锁提升机，低料位连锁密封给煤机，粉料通过正反刮板向下运动，预热干燥段产生的100度烟气水汽经100度烟气水汽出口进入密封除尘系统； 

S2：此时粉料温度从常温预热到200度；经250度烟气入口进入到预热干燥段的250度烟气由下向上运动，温度从250度散热至100度后，排放进密封除尘系统； 

S3：200度的粉料经过高温密封给料器进入干馏段，350度的干馏煤气由独立的管道独立排出，排出管设有清灰沉降管；粉料由200度升温至350度； 

S4：350度的粉料继续向下运动，温度由350度升至650度，产生的650度焦化煤气由独立的排出管排出，并与350度的干馏煤气混合； 

S5：650度的高温焦粉向下运动至熄焦冷却段，通过重力经漏斗装置向下运动并与通过调温煤气进口进入的由下向上的冷煤气热交换，80度时进入出料段的密封出料装置排出系统，上料位连锁密封出料装置；当温度超过设定温度时，自动启动喷淋装置降温； 

S6；高温煤气经恒温装置恒温后由高温煤气除尘系统除尘达标后 进入煤气净化系统； 

S7：净化后的煤气部分进入干馏炉熄焦冷却段；部分进人干馏炉热风发生器和燃烧空气风机鼓进的空气燃烧产生1600度的高温烟气，之后和从干馏炉烟道由高温烟气风机引人炉内的150度的烟气混合为1000度的高温烟气进入调温煤气换热器；部分进入调温煤气换热器进行低温煤气和高温烟气间接热交换； 

S8：从调温煤气换热器出来的700度烟气间接和粉煤热交换降温至400度后进入干馏发热层降温至250度再进入预热干燥段和物料直接热交换降温至100度后进入煤气净化系统，净化后部分回流至干馏炉热风发生器降温，部分排放。 

本发明采用立式干馏炉，在预热干燥段常温粉煤和干馏段进入的250度烟气直接热交换，产生的水气和烟气100度独立排出；提高了煤气温度，减少了煤气快速升温系统的负荷；200-350度时干馏段煤气和350-650度焦化煤气单独排出混合为550度煤气进入煤气快速升温系统再进高温除尘系统，提高了煤气温度减少煤气什么消耗的煤气量。550度煤气进入煤气快速升温系统中，当温度低压工艺要求时系统中通入纯氧燃烧部分煤气达到升温的目的，当温度高于设定要求时系统喷入雾化水达到降温的目的。550度的煤气进入高温除尘系统除尘达30mg／Nh3时再进入煤气净化系统，净化后的饱和水煤气部分熄焦，部分进入干馏炉燃烧产生高温烟气用于间接干馏，部分煤气用于和高温烟气间接热交换，烟气700度进入干馏炉，煤气650度进入焦化层。其它煤气送用户使用。 

本发明结构简单，提高了粉煤等的净化利用率。 

附图说明

图1为本发明粉煤干馏及高温煤气净化设备的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步解释， 

如图1所示，本发明提供一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其 包括进料密封料仓2、立式干馏炉3、密封除尘系统4、煤气快速升温系统5、干馏炉热风发生器7、高温煤气除尘系统8以及煤气净化系统9；其中， 

进料密封料仓2连接输煤系统1，进料密封料仓2设置有密封进料器20及密封给料机，密封给料机连接立式干馏炉3。 

立式干馏炉3包括轴密封系统30、预热干燥段31、干馏段32、熄焦冷却段33、出料段34以及焦化层，预热干燥段31设置有100度烟气水汽出口310以及250度烟气入口(图中未显示)，100度烟气水汽出口310连接密封除尘系统4；干馏段32设置有350度煤气出口320以及650度煤气出口321，350度煤气出口320以及650度煤气出口321分别连接煤气快速升温系统5；熄焦冷却段33设置有漏斗装置、调温煤气进口330以及熄焦煤气进口331，熄焦冷却段33连接干馏炉热风发生器7，出料段34设置有粉焦出口340。 

预料干燥段31内部设置有高料位连锁提升机、低料位连锁密封给煤机以及正反刮板。 

煤气快速升温系统5通过管道连接高温煤气除尘系统8，高温煤气除尘系统8连接煤气净化系统9。 

优选的，预热干燥段31、干馏段32、熄焦冷却段33、出料段34分别设置有高温滑动装置、减速机以及六角形主轴。 

优选的，预热干燥段31和干馏段32之间设置有高温密封给料器311，高温密封给料器311设置有高温防尘滑动装置。 

优选的，熄焦冷却段33采用漏斗串联方式实现冷煤气和高温粉焦的充分热交换。 

优选的，出料段34设置有密封出料装置及紧急喷淋装置；密封出料装置通过上料位连锁进行密封。 

优选的，高温煤气除尘系统8包括多个除尘单元，多个除尘单元分别设置有高温煤气除尘装置，多个除尘单元采用并联的工作方式，三分之二的除尘单元工作，三分之一的除尘单元清灰，每个除尘单元分别设有差压监测计算机进行自动清灰；高温煤气除尘装置为高温陶瓷球，高温陶瓷球设有防止煤气低温焦油析出的恒温装置。 

优选的，干馏炉热风发生器7设置有用于降低烟气温度的调温煤气换热器6，调温煤气换热器6连接有热烟气发生器60以及燃烧空气风机61；调温煤气换热器6采用填料换热器，调温煤气换热器6设置有烟气程和煤气程。 

优选的，烟气程和煤气程都设置有蓄热填料仪，用量提高换热效率。 

一种基于上述设备粉煤干馏及高温煤气净化方法，其包括以下步骤： 

S1：粉料经进料密封料仓2的密封进料器20密封经过密封给料机进入立式干馏炉3的预热干燥段31；经高料位连锁提升机，低料位连锁密封给煤机，粉料通过正反刮板向下运动，预热干燥段31产生的100度烟气水汽经100度烟气水汽出口310进入密封除尘系统4； 

S2：此时粉料温度从常温预热到200度；经250度烟气入口进入到预热干燥段31的250度烟气由下向上运动，温度从250度散热至100度后，排放进密封除尘系统4； 

S3：200度的粉料经过高温密封给料器311进入干馏段32，350度的干馏煤气由独立的管道独立排出，排出管设有清灰沉降管；粉料由200度升温至350度； 

S4：350度的粉料继续向下运动，温度由350度升至650度，产生的650度焦化煤气由独立的排出管排出，并与350度的干馏煤气混合； 

S5：650度的高温焦粉向下运动至熄焦冷却段33，通过重力经漏斗装置向下运动并与通过调温煤气进口330进入的由下向上的冷煤气热交换，80度时进入出料段34的密封出料装置排出系统，上料位连锁密封出料装置；当温度超过设定温度时，自动启动喷淋装置降温； 

S6；高温煤气经恒温装置恒温后由高温煤气除尘系统8除尘达标后进入煤气净化系统9； 

S7：净化后的煤气部分进入干馏炉熄焦冷却段33；部分进人干馏炉热风发生器7和燃烧空气风机61鼓进的空气燃烧产生1600度的高温烟气，之后和从干馏炉烟道由高温烟气风机引人炉内的150度的烟 气混合为1000度的高温烟气进入调温煤气换热器6；部分进入调温煤气换热器6进行低温煤气和高温烟气间接热交换； 

S8：从调温煤气换热器6出来的700度烟气间接和粉煤热交换降温至400度后进入干馏发热层降温至250度再进入预热干燥段31和物料直接热交换降温至100度后进入煤气净化系统9，净化后部分回流至干馏炉热风发生器7降温，部分排放。 

具体实施方式1 

选取颗粒小于10mm的煤、油页岩及其他在加热过程中可产生挥发物的固体原料； 

粉料经进料密封料仓2的密封进料器20密封经过密封给料机进入立式干馏炉3的预热干燥段31；经高料位连锁提升机，低料位连锁密封给煤机，粉料通过正反刮板向下运动，预热干燥段31产生的100度烟气水汽经100度烟气水汽出口310进入密封除尘系统4； 

此时粉料温度从常温预热到200度；经250度烟气入口进入到预热干燥段31的250度烟气由下向上运动，温度从250度散热至100度后，排放进密封除尘系统4； 

200度的粉料经过高温密封给料器311进入干馏段32，350度的干馏煤气由独立的管道独立排出，排出管设有清灰沉降管；粉料由200度升温至350度； 

350度的粉料继续向下运动，温度由350度升至650度，产生的650度焦化煤气由独立的排出管排出，并与350度的干馏煤气混合； 

650度的高温焦粉向下运动至熄焦冷却段33，通过重力经漏斗装置向下运动并与通过调温煤气进口330进入的由下向上的冷煤气热交换，80度时进入出料段34的密封出料装置排出系统，上料位连锁密封出料装置；当温度超过设定温度时，自动启动喷淋装置降温； 

高温煤气经恒温装置恒温后由高温煤气除尘系统8除尘达标后进入煤气净化系统9； 

净化后的煤气部分进入干馏炉熄焦冷却段33；部分进人干馏炉热风发生器7和燃烧空气风机61鼓进的空气燃烧产生1600度的高温烟气，之后和从干馏炉烟道由高温烟气风机引人炉内的150度的烟气 混合为1000度的高温烟气进入调温煤气换热器6；部分进入调温煤气换热器6进行低温煤气和高温烟气间接热交换； 

从调温煤气换热器6出来的700度烟气间接和粉煤热交换降温至400度后进入干馏发热层降温至250度再进入预热干燥段31和物料直接热交换降温至100度后进入煤气净化系统9，净化后部分回流至干馏炉热风发生器7降温，部分排放。 

具体实施方式2 

选取粒径<13mm，全水分(MT)：10％，挥发分(Vad)：35％，粘结指数为3的长烟煤末煤； 

粉料经进料密封料仓2的密封进料器20密封经过密封给料机进入立式干馏炉3的预热干燥段31；经高料位连锁提升机，低料位连锁密封给煤机，粉料通过正反刮板向下运动，预热干燥段31产生的100度烟气水汽经100度烟气水汽出口310进入密封除尘系统4； 

此时粉料温度从常温预热到200度；经250度烟气入口进入到预热干燥段31的250度烟气由下向上运动，温度从250度散热至100度后，排放进密封除尘系统4； 

200度的粉料经过高温密封给料器311进入干馏段32，350度的干馏煤气由独立的管道独立排出，排出管设有清灰沉降管；粉料由200度升温至350度； 

350度的粉料继续向下运动，温度由350度升至650度，产生的650度焦化煤气由独立的排出管排出，并与350度的干馏煤气混合； 

650度的高温焦粉向下运动至熄焦冷却段33，通过重力经漏斗装置向下运动并与通过调温煤气进口330进入的由下向上的冷煤气热交换，80度时进入出料段34的密封出料装置排出系统，上料位连锁密封出料装置；当温度超过设定温度时，自动启动喷淋装置降温； 

高温煤气经恒温装置恒温后由高温煤气除尘系统8除尘达标后进入煤气净化系统9； 

净化后的煤气部分进入干馏炉熄焦冷却段33；部分进人干馏炉热风发生器7和燃烧空气风机61鼓进的空气燃烧产生1600度的高温烟气，之后和从干馏炉烟道由高温烟气风机引人炉内的150度的烟气 混合为1000度的高温烟气进入调温煤气换热器6；部分进入调温煤气换热器6进行低温煤气和高温烟气间接热交换； 

从调温煤气换热器6出来的700度烟气间接和粉煤热交换降温至400度后进入干馏发热层降温至250度再进入预热干燥段31和物料直接热交换降温至100度后进入煤气净化系统9，净化后部分回流至干馏炉热风发生器7降温，部分排放。 

本具体实施方式实现了对小粒径固体燃料的干馏，采用立式干馏炉，烟气在干燥段直接和物料热交换，提高了干燥效率；烟气混合水汽独立排出常规密封净化处理，设防倒流装置保证煤气系统安全。干馏段和焦化层采用无氧烟气间接热交换，调温和熄焦的饱和水煤气直接热交换，提高了干馏及焦化效率。熄焦采用了饱和水煤气熄焦工艺，干法熄焦减少用水，符合行业及国家提倡的产业政策。通过煤气恒温装置和高温除尘系统配合除尘，在焦油露点之上处理了煤气中的粉尘，满足了常规净化装置的要求。采用了调温换热器及无氧烟气循环系统，减少了调温空气量，烟气排放量大幅减少，并保障了烟气氧含量减少，保障煤气系统安全。整个系统供热采用外部燃烧调温后进入系统，防止高温事故的发生。 

所属技术领域的技术人员应当理解：在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对本发明进行各种修改、润饰、组合、补充或技术特征的替换，这些等同替换方式或明显变形方式均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：其包括进料密封料仓、立式干馏炉、密封除尘系统、煤气快速升温系统、干馏炉热风发生器、高温煤气除尘系统以及煤气净化系统；其中，

所述进料密封料仓连接所述输煤系统，所述进料密封料仓设置有密封进料器及密封给料机，所述密封给料机连接所述立式干馏炉；

所述立式干馏炉包括轴密封系统、预热干燥段、干馏段、熄焦冷却段、出料段以及焦化层，所述预热干燥段设置有100度烟气水汽出口以及250度烟气入口，所述100度烟气水汽出口连接所述密封除尘系统；所述干馏段设置有350度煤气出口以及650度煤气出口，所述350度煤气出口以及650度煤气出口分别连接所述煤气快速升温系统；所述熄焦冷却段设置有漏斗装置、调温煤气进口以及熄焦煤气进口，所述熄焦冷却段连接所述干馏炉热风发生器，所述出料段设置有粉焦出口；

所述预料干燥段内部设置有高料位连锁提升机、低料位连锁密封给煤机以及正反刮板；

所述煤气快速升温系统通过管道连接所述高温煤气除尘系统，所述高温煤气除尘系统连接所述煤气净化系统。

2.根据权利要求1所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：预热干燥段、干馏段、熄焦冷却段、出料段分别设置有高温滑动装置、减速机以及六角形主轴。

3.根据权利要求2所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述预热干燥段和干馏段之间设置有高温密封给料器，所述高温密封给料器设置有高温防尘滑动装置。

4.根据权利要求2所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述熄焦冷却段采用漏斗串联方式实现冷煤气和高温粉焦的充分热交换。

5.根据权利要求1所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述出料段设置有密封出料装置及紧急喷淋装置；所述密封出料装置通过上料位连锁进行密封。

6.根据权利要求1所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述高温煤气除尘系统包括多个除尘单元，所述多个除尘单元分别设置有高温煤气除尘装置，所述多个除尘单元采用并联的工作方式，三分之二的除尘单元工作，三分之一的除尘单元清灰，所述每个除尘单元分别设有差压监测计算机进行自动清灰；所述高温煤气除尘装置为高温陶瓷球，所述高温陶瓷球设有防止煤气低温焦油析出的恒温装置。

7.根据权利要求1所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述干馏炉热风发生器设置有用于降低烟气温度的调温煤气换热器，所述调温煤气换热器连接有热烟气发生器以及燃烧空气风机；所述调温煤气换热器采用填料换热器，所述调温煤气换热器设置有烟气程和煤气程。

8.根据权利要求7所述的一种粉煤干馏及高温煤气净化设备，其特征在于：所述烟气程和煤气程都设置有蓄热填料仪，用量提高换热效率。

9.一种根据前述任一权利要求所述的粉煤干馏及高温煤气净化设备进行粉煤干馏及高温煤气净化方法，其包括以下步骤：

S1：粉料经进料密封料仓的密封进料器密封经过密封给料机进入立式干馏炉的预热干燥段；经高料位连锁提升机，低料位连锁密封给煤机，粉料通过正反刮板向下运动，预热干燥段产生的100度烟气水汽经100度烟气水汽出口进入密封除尘系统；

S2：此时粉料温度从常温预热到200度；经250度烟气入口进入到预热干燥段的250度烟气由下向上运动，温度从250度散热至100度后，排放进密封除尘系统；

S3：200度的粉料经过高温密封给料器进入干馏段，350度的干馏煤气由独立的管道独立排出，排出管设有清灰沉降管；粉料由200度升温至350度；

S4：350度的粉料继续向下运动，温度由350度升至650度，产生的650度焦化煤气由独立的排出管排出，并与350度的干馏煤气混合；

S5：650度的高温焦粉向下运动至熄焦冷却段，通过重力经漏斗装置向下运动并与通过调温煤气进口进入的由下向上的冷煤气热交换，80度时进入出料段的密封出料装置排出系统，上料位连锁密封出料装置；当温度超过设定温度时，自动启动喷淋装置降温；

S6；高温煤气经恒温装置恒温后由高温煤气除尘系统除尘达标后进入煤气净化系统；

S7：净化后的煤气部分进入干馏炉熄焦冷却段；部分进人干馏炉热风发生器和燃烧空气风机鼓进的空气燃烧产生1600度的高温烟气，之后和从干馏炉烟道由高温烟气风机引人炉内的150度的烟气混合为1000度的高温烟气进入调温煤气换热器；部分进入调温煤气换热器进行低温煤气和高温烟气间接热交换；

S8：从调温煤气换热器出来的700度烟气间接和粉煤热交换降温至400度后进入干馏发热层降温至250度再进入预热干燥段和物料直接热交换降温至100度后进入煤气净化系统，净化后部分回流至干馏炉热风发生器降温，部分排放。

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