CN103980912B - 一种褐煤干馏方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种褐煤干馏方法及装置。所涉及的褐煤干馏方法包括：利用循环蒸汽对原煤进行流化烘干加热；利用热烟气对预热干燥后的原煤进行间接加热和利用热载体对预热干燥后的原煤进行直接加热；经干馏后的煤一部分作为半焦产品，一部分作为循环半焦；将所述循环半焦筛分为粗焦和细焦；通过细焦粉燃烧对粗焦进行加热，经加热后的粗焦作为热载体；煤干馏时所需的热烟气来自燃料燃烧时产生的烟气；半焦冷却时产生蒸汽用于烘干原煤。所涉及的装置包括：干燥炉、外热式与热载体结合的干馏炉、烧焦炉煤气除尘装置和半焦冷却与提升装置等。本发明的褐煤干馏工艺采用综合式传热，褐煤干馏热解能耗较低、煤气粉尘含量低、热效率高、焦粉灰分低。

Description

一种褐煤干馏方法及装置
技术领域
本发明涉及煤炭干馏技术，具体涉及一种褐煤干馏方法及装置。
背景技术
褐煤热解提质国内外有很多技术，但是主要包括外热式热解法，固体热载体热解法，快速气体热解法等。其中外热式热解褐煤存在热效率低的问题；固体热载体存在煤气中粉尘大、半焦灰分大等问题；气体快速热解存在气体循环量大、加热冷却循环气体热效率低、煤气中粉尘大等问题。尚无广泛推广的生产工艺及装置。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的之一在于提供一种褐煤干馏方法。
为此，本发明提供的褐煤干馏方法包括：
(一)原煤预热干燥：①利用半焦产品冷却时产生的蒸汽对原煤进行间接加热，和②用原煤预热干燥产生的蒸汽循环直接流化和直接加热原煤；
(二)煤干馏：①利用热烟气对预热干燥后的原煤进行间接加热，和②利用热载体对预热干燥后的原煤进行直接加热；经干馏后的煤变成半焦后一部分作为半焦产品，一部分作为循环半焦；
(三)循环半焦的筛分：将所述循环半焦筛分为粗焦和细焦；
(四)半焦产品冷却；
(五)加热粗焦：燃料燃烧对粗焦进行直接加热，经加热后的粗焦作为所述热载体，产生的烟气作为所述煤干馏时所需的热烟气。
优选的，所述细焦作为所述燃料。
优选的，所述半焦产品与循环半焦的质量比为1:1。
优选的，所述方法还包括：去除煤气中的煤粉，并将煤气中的煤粉作为所述燃料。
优选的，所述方法还包括：煤气冷却时产生的内水在加热粗焦时燃烧处理。
优选的，所述方法还包括：所述燃料燃烧时产生的烟气作为所述煤干馏时所需的热烟气后，继续用于预热助燃空气。
针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的之二在于提供一种实现上述方法的装置。
为此，本发明提供的褐煤干馏装置包括：
干燥炉，为流化床蒸汽干燥炉，用于原煤预热干燥；
干馏炉，为外热式和内热式结合的回转体炉，用于对预热干燥后的煤进行干馏；
烧焦炉，为直接加热炉，用于加热粗焦；
半焦筛分装置，为滚筒式筛分装置，用于筛分粗焦和细焦；
半焦冷却装置，为水管间接冷却和喷水直接冷却相结合的半焦冷却器，用于冷却半焦产品。
优选的，上述装置还包括：
半焦提升装置，为高温斗提机，用于提升粗焦；
空气-烟气换热装置，为板式换热器，用于热烟气和空气间换热；
所述干燥炉和烧焦炉位于干馏炉的上方，且所述干燥炉、烧焦炉位于同一水平面；干馏炉和颗粒除尘器位于同一水平面；
热载体和预热干燥后的原煤从干馏炉进料端进入，半焦和煤气从干馏炉出料端输出；燃料燃烧热烟气与粗焦在烧焦炉中顺流换热；出烧焦炉的热烟气与干馏炉中物料进行外热式间接逆流换热；出干馏炉热烟气与烧焦炉所需助燃空气逆流换热。
优选的，上述装置还包括：煤气颗粒除尘装置，为间歇式颗粒除尘装置，用于去除煤气中的煤粉。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)将褐煤进行蒸汽间接加热和预热干燥时产生的蒸汽循环流化烘干结合，保证褐煤烘干时不易燃烧，干燥效率高，主体设备无运动部件，节能，同时物理水不进入煤气系统，还可以回收热解水。
(2)干燥后的褐煤通过半焦热载体和外热式综合加热，少量的热载体和外热式加热结合提高传热效率，降低粉尘。
(3)半焦加热采用细焦粉代替煤气，节约了煤气，细焦粉得到合理的利用，降低热解加热用燃料的成本；由于没有直接燃烧热载体半焦，本工艺不提高半焦粉的灰分；由于半焦粉已经脱硫，燃烧半焦粉也有利于环保。
(4)煤气中的粉尘通过设置在干馏炉煤气出口处的间歇式颗粒除尘器除尘，除下的粉尘用作加热炉燃料；解决褐煤热解过程中大粉尘含量的出路问题。
(5)将煤气中的冷却废水(内水)通入烧焦炉处理，使得干馏过程不产生废水，有利环保。
(6)半焦加热炉主要通过焦粉燃烧，顺流加热半焦，烟气出炉温度较高，不仅用于干馏炉外热，而且用于助燃空气预热，热量梯度利用，热利用率高。
(7)烧焦炉烟气全部走外热式夹套，便于最后除尘，烟气不影响煤气、焦粉和焦油的品质。
综上，本发明的褐煤干馏工艺采用综合式传热，使得褐煤干馏热解能耗较低、煤气粉尘含量低、热效率高、环境污染小、投资低；煤气热值高，焦油收率高，焦粉灰分低。
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详细解释说明。
图1为实施例的褐煤干馏装置结构示意图。
具体实施方式
除非另有说明，本发明所述各术语的含义均为本领域技术人员的常规理解。
本发明所述的细焦为粒径小于等于100微米的焦粉。本发明所述的粗焦为粒径大于100微米的焦粉。本发明所述的煤粉是指除尘器除下的粒径小于等于100微米的煤粉。
以下是发明人提供的实施例，以对本发明的技术方案作进一步解释说明。
实施例：
参考图1，该实施例的装置包括：干燥炉14、干馏炉11、烧焦炉12、料仓1、冷凝器2、煤气冷却净化器4、袋式除尘器5、旋风除尘器6、细焦粉仓7、空气-烟气换热装置8、半焦提升装置9、半焦冷却装置10、蒸汽盘管13和煤气颗粒除尘装置3。
其中干馏炉11位于生产建筑的一层，干燥炉14和烧焦炉12位于二层；干馏炉11与烧焦炉12之间利用半焦筛分装置回转筛、半焦提升装置9输送循环半焦。
干馏过程产生的煤气经间歇式颗粒除尘器除尘，最终的半焦产品经半焦冷却装置10冷却后回收。
具体干馏工艺如下：
原煤为颗粒小于30mm的褐煤。
干燥炉14为蒸汽流化干燥炉，即原料褐煤由料仓1进入干燥炉14后，由经蒸汽盘管13来自半焦产品冷却的蒸汽间接加热，同时由褐煤预热干燥时产生的蒸汽吹动原煤对原煤进行流化态直接加热，干燥时产生的蒸汽部分循环使用，部分经冷凝器2后回收或排放。其中干燥炉14循环蒸汽进口温度为200-300℃、蒸汽出口温度为120-150℃；干燥炉14入褐煤料口温度为室温，出料口温度100-150℃，褐煤在干燥炉14内停留30-60分钟。
干馏炉11为外热式和内热式结合的回转体炉，其内筒中通有热载体和被干馏的煤，外筒与内筒之间的烟道通有间接加热用的热载体，即通过外热和热载体相结合的加热方式对褐煤进行干馏加热，且通过顺流式换热实现的。干馏炉11出料口处安装有回转筛，用于对粗焦和细焦进行筛分。过程中预热后的100-150℃干煤和被加热到900-1000℃的半焦按照1:1的重量比混合进入干馏炉11内，在干馏炉11内停留20-40分钟时间，出干馏炉11半焦的温度为400-550℃；干馏炉转速0.5-2转/分钟，物料在回转炉内的体积填充率为30％-40％。
烧焦炉12为直接加热炉，粗焦经半焦提升装置9输送入烧焦炉，筛分出来的细焦先输送入细焦粉仓7，而后再输送入烧焦炉12。煤气经煤气颗粒除尘装置3和煤气冷却净化器4后被回收。其中烧焦炉12内的温度为1200-1100℃，半焦出炉温度900-1000℃，烟气出炉温度1000-1100℃；半焦在干馏炉内停留20-60分钟。
半焦产品在半焦冷却装置10中进行熄焦处理，熄焦是间接水冷熄焦为主，辅助喷水蒸汽熄焦相结合，间接冷却半焦产生的水蒸汽与蒸汽列管、干燥炉相连通，用于干燥原煤，半焦干法出焦。
干馏炉煤气出口处设置煤气颗粒除尘装置3，该除尘器间歇式颗粒除尘装置，其包括两个除尘器，采用从干馏炉出来的热烟气反吹除尘器内的煤粉，保持除尘器温度在反吹时不下降，反吹出来的粉尘，作为燃料，用于烧焦炉燃烧。两个除尘器间歇式运行一个小时左右，采用干馏炉加热套中的热烟气进行反吹，清出除尘器中的粉尘。颗粒除尘器的压降阻力为1500-2500Pa。煤气出干馏炉、入间歇式颗粒除尘器的温度为350-400℃，然后被空气间接冷却后进入电捕焦获得焦油和纯煤气。
循环半焦通过干馏炉出口的回转筛，实现粗焦和细焦的分离，细焦作为燃料用于半焦炉燃烧，通过半焦提升装置9将出干馏炉11的400-550℃的半焦提升到设置在烧焦炉12上方的料仓中，进入烧焦炉12被加热到900-1000℃后进入干馏炉11。
细焦在烧焦炉燃烧后产生的高温烟气，依次用于加热半焦、加热干馏炉，预热助燃空气，实现烟气热量的梯度利用。其中烧焦炉12出来的1000-1100℃烟气进入干馏炉11加热套，出干馏炉11加热套、进助燃空换热器温度为500-600℃，出空气换热器温度为150-180℃，然后通过袋式除尘装置在高于100℃的温度下除尘后排放。
干馏系统采用细焦燃烧，由于细焦已经脱硫，有利环保，细焦燃烧成本低于煤气，有利降低系统燃料费用。其中加热半焦消耗60-80公斤细焦粉。

Claims (5)

1.一种褐煤干馏方法，其特征在于，该方法包括：
(一)原煤预热干燥：①利用半焦产品冷却时产生的蒸汽对原煤进行间接加热，和②用原煤预热干燥产生的蒸汽循环直接流化和直接加热原煤；
(二)煤干馏：①利用热烟气对预热干燥后的原煤进行间接加热，和②利用热载体对预热干燥后的原煤进行直接加热；经干馏后的煤变成半焦后一部分作为半焦产品，一部分作为循环半焦；
(三)循环半焦的筛分：将所述循环半焦筛分为粗焦和细焦；
(四)半焦产品冷却；
(五)加热粗焦：燃料燃烧对粗焦进行直接加热，经加热后的粗焦作为所述热载体，产生的烟气作为所述煤干馏时所需的热烟气；
所述半焦产品与循环半焦的质量比为1:1。
2.如权利要求1所述褐煤干馏方法，其特征在于，所述细焦作为所述燃料。
3.如权利要求1所述褐煤干馏方法，其特征在于，所述方法还包括：去除煤气中的煤粉，并将煤气中的煤粉作为所述燃料。
4.如权利要求1所述褐煤干馏方法，其特征在于，所述方法还包括：煤气冷却时产生的内水在加热粗焦时燃烧处理。
5.如权利要求1所述褐煤干馏方法，其特征在于，所述方法还包括：所述燃料燃烧时产生的烟气作为所述煤干馏时所需的热烟气后，继续用于预热助燃空气。
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