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Abstract

一种利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺及系统，将褐煤装入固定床褐煤干燥器内，通入温度介于105℃-260℃的低温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干燥褐煤至达到下一工艺要求，更换或加热介质，通入温度介于400℃-1000℃的高温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干馏褐煤至达到工艺要求，然后卸出热褐煤，以及组成实现利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺的系统，在本发明中，固定床褐煤干燥器没有任何运转部件，在一个床体上完成干燥和干馏过程，大大的简化了操作，满足褐煤干馏的特殊性要求，提高褐煤的干馏产品质量，并且，褐煤在深度干燥后的全水很低，对干馏气的洁净高效分离有利，提高焦油收油率，提高褐煤干馏的经济性。

Description

一种利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种用于褐煤干馏的利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺，以及实施该工艺所使用的系统，主要用于褐煤等颗粒状物料的干馏。
背景技术
褐煤是一种高水分、高灰分、高挥发分、低热值、低灰熔点、污染重且利用率相对较低的煤炭资源，褐煤含水25％-55％，褐煤含水分为外在水、毛细水、吸附水和结晶水，在105℃-110℃条件下，可以脱除褐煤的外在水、毛细水以及部分吸附水，再升高到150℃以上，可以脱除结晶水，并引起褐煤结构改变，以上为褐煤的干燥过程；升高到260℃时，褐煤内所含焦油质和甲烷、氢气开始分解析出，这个过程一直持续到1000℃以上，这是褐煤的干馏过程。
褐煤脱除水分后，褐煤是干燥的，挥发分留存在干燥褐煤里，干燥褐煤接触空气，挥发分的活性较高，氧化反应加快，在散热不利的情况下，褐煤自燃，抑制褐煤自燃要对褐煤进行干馏，降低褐煤挥发分含量，特别是活性较高部分的挥发分含量，安定褐煤，同时提高干馏褐煤的热值，并将褐煤里所含焦油提出，用于化工和生产燃油，这是褐煤提质的最终目的。
褐煤干馏工艺有：鲁奇炉类工艺、固体载热干馏工艺、气体载热干馏工艺、外加热干馏工艺。
所有褐煤干馏工艺，均设有干燥、干馏、冷却三个工艺部分，干燥工艺部分的干燥方法在专利201320166864.1背景技术上有阐述，所述的干燥工艺完成后进入干馏工艺部分的褐煤全水含量均较高，即没有达到干燥工艺应达到的干燥程度，专利201320166864.1说明书记载的干燥工作温度也偏低，应提高干燥工作温度，尽可能在少损失挥发分的情况下降低干燥褐煤全水，这样有利于干馏工艺的干馏质量和焦油析出量。
褐煤干馏时，褐煤性质发生很大改变，包括缩聚、毛细孔倒塌，以及其他焦化反应，并且由于褐煤为不粘结煤，所以干馏褐煤易发生褐煤崩解粉碎甚至粉化，若工艺有外力施加或气流冲刷，将加剧褐煤粉化，粉化的褐煤煤粉随干馏气体或载热气体排出，加大气固分离难度，并且由于煤粉的强吸附作用，将大大减少焦油收油率，极大的影响经济性，并加大污染。
褐煤干馏工艺应避免外力施加或气流冲刷，上述所列出的褐煤干馏工艺，均不可避免的有外力施加和气流冲刷或因干燥程度不够而加大气流冲刷的问题，导致褐煤干馏后形体崩解和粉化，带来最终产品的可用性和质量降低以及焦油收油率的降低，并且工艺操作环节多，设备复杂。
专利201320166864.1记载的结构适合褐煤，但是温度低，应用范围窄。
综上所述，已有的干馏工艺均存在褐煤干馏后形体崩解和粉化、最终产品的质量降低和焦油收油率的降低、工艺操作环节多、设备复杂等缺点，以及专利201320166864.1应用范围窄。
发明内容
本发明目的是提供一种利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺及系统，以解决现有技术干馏工艺及装置均存在的褐煤干馏后形体崩解和粉化、最终产品的质量降低和焦油收油率的降低、工艺操作环节多、设备复杂等缺点，拓宽专利201320166864.1应用范围。
本发明的技术方案是：一种利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺，包括以下工艺步骤：
(1)、将褐煤装入固定床褐煤干燥器内，通入温度介于105℃-260℃的低温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干燥褐煤至达到下一工艺要求；蒸发水分引出固定床褐煤干燥器。
(2)、更换或加热介质，通入温度介于400℃-1000℃的高温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干馏褐煤至达到工艺要求；干馏气引出固定床褐煤干燥器。
(3)、卸出热褐煤至冷却装置或热褐煤处理装置。
组成实现利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺的系统，包括专利201320166864.1的固定床褐煤干燥器、低温热源、高温热源、干馏气处理装置、蒸汽冷凝装置或放散装置以及相适应的连接管道，所述的低温热源和高温热源的工作介质出口和入口并联连接于固定床褐煤干燥器的间壁换热器加热工作介质入口和出口，干馏气处理装置与蒸汽冷凝装置或放散装置的入口并联连接于固定床褐煤干燥器的气态产物引出口，低温热源和高温热源的工作介质出口和入口、干馏气处理装置与蒸汽冷凝装置或放散装置的入口均装有切换阀门。
所述的高温热源采用有压的惰性气体为工作介质。
本发明的有益效果是：
1、在干燥、干馏褐煤时，在一个设备完成工艺过程，褐煤不需要翻动，工艺过程延长，工艺温和，保持了褐煤粒度的完整，干馏褐煤质量高；
2、干燥蒸汽和干馏气通过褐煤孔隙排出时的气体流速低而可控，煤粉夹带轻微，对后续处理影响很小，冷凝水洁净、焦油收油率高；
3、固定床结构，一个工艺循环褐煤装卸一次，对换热器结构磨损极小，设备简单、寿命长。
附图说明
图1是本发明系统示意图，框线内是专利201320166864.1的说明书附图内容。
具体实施方式
参见图1，框线内专利201320166864.1的固定床褐煤干燥器，包括外壳和安装在外壳内的间壁换热器5，外壳由内侧金属层1和外侧的保温层2复合而成。在外壳的上端和下端分别设有进料口3和出料口4，间壁换热器5的两端设有穿出外壳的加热工作介质入口(管)51和出口(管)52；在固定床褐煤干燥器外壳设有穿出外壳的气态产物引出口(管)10。
参见图1，低温热源6和高温热源7的工作介质出口(管)63、73和入口(管)64、74并联连接于固定床褐煤干燥器的间壁换热器5加热工作介质入口(管)51和出口(管)52，干馏气处理装置8入口(管)82与蒸汽冷凝装置或放散装置9的入口(管)92并联连接于固定床褐煤干燥器的气态产物引出口(管)10；低温热源6和高温热源7的工作介质出口(管)63、73和入口(管)64、74、干馏气处理装置8入口(管)82与蒸汽冷凝装置或放散装置9的入口(管)92，与间壁换热器加热工作介质入口(管)51和出口(管)52、气态产物引出口(管)10的连接管道均装有切换阀门61、62、71、72、81、91，各连接选择相适应的连接管道。
高温热源7采用有压的惰性气体为工作介质，如二氧化碳气体，压力大小根据需要调节。
工艺过程：
在固定床褐煤干燥器内装入褐煤，封闭干燥器，关闭高温热源7的切换阀门71、72，关闭干馏气处理装置8的切换阀门81，开启低温热源6的切换阀门61、62，开启蒸汽冷凝装置或放散装置9的切换阀门91，低温热源6向间壁换热器5通入温度介于105℃-260℃的低温工作介质，对固定床内褐煤进行干燥；干燥产生的蒸汽经过气态产物引出口(管)10排入蒸汽冷凝装置或放散装置9，冷凝蒸汽为液态水或排向大气。
在通过其他技术措施判断干燥褐煤至达到下一工艺要求【具体要求?】，停止低温热源6，关闭低温热源6的切换阀门61、62，关闭蒸汽冷凝装置或放散装置9的切换阀门91，开启高温热源7的切换阀门71、72，开启干馏气处理装置8的切换阀门81，高温热源7向间壁换热器5通入温度介于400℃-1000℃的高温工作介质，对固定床内褐煤进行干馏；干馏产生的干馏气经过气态产物引出口(管)10排入干馏气处理装置8，对干馏气进行分离和处理。
在通过其他技术措施判断干馏褐煤至达到工艺要求，关闭高温热源7的切换阀门71、72，关闭干馏气处理装置8的切换阀门81，卸出热褐煤至冷却装置或热褐煤处理装置。
低温热源6采用蒸汽为工作介质，可以使干燥温度均匀，温度易于控制，不发生在干燥时出现局部超温而出现挥发分和焦油损失；
高温热源7采用有压的惰性气体为工作介质，一是可以减轻管路腐蚀，二是可以增大单位体积工作介质热容量，有利于载热和传热。
低温热源6和高温热源7的工作介质循环均可改变，即可以从间壁换热器5的下部进入间壁换热器5。
重复以上工艺过程，进行连续化生产。
高温热源7在加热工作介质时，因进入高温热源7的循环工作介质初温较高，可以采用蓄热式燃烧技术，降低排出高温热源7的排烟温度，提高热效率。
在通过其他技术措施判断干燥和干馏褐煤的工艺要求时，可以通过安装在固定床里的温度检测装置检测温度来判定，或通过检测气态产物引出口(管)10的气态产物的排出速率来判定。
干馏气处理装置8的处理方式可以采用分段冷却的方式来分离焦油和可燃气体，对于焦油各馏分温度设定分段冷却温度，进行焦油各馏分分段收集。
本发明和已有技术的明显区别是：组成系统的固定床褐煤干燥器没有任何运转部件，在一个床体上完成干燥和干馏过程，大大的简化了操作，满足褐煤干馏的特殊性要求，提高褐煤的干馏产品质量，并且，褐煤在深度干燥后的全水很低，对干馏气的洁净高效分离有利。在实际应用中，可以多个系统并联工作，使高、低温热源处于连续工作中，对于节能是有利的。

Claims (3)

1.一种利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺，其特征是：包括以下工艺步骤：
(1)、将褐煤装入固定床褐煤干燥器内，通入温度介于105℃-260℃的低温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干燥褐煤至达到下一工艺要求；蒸发水分引出固定床褐煤干燥器；
(2)、更换或加热介质，通入温度介于400℃-1000℃的高温工作介质至固定床褐煤干燥器的间壁换热器内，干馏褐煤至达到工艺要求；干馏气引出固定床褐煤干燥器；
(3)、卸出热褐煤至冷却装置或热褐煤处理装置。
2.一种实现权利要求1所述的利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤工艺的系统，包括固定床褐煤干燥器、低温热源、高温热源、干馏气处理装置、蒸汽冷凝装置或放散装置以及相适应的连接管道，其特征是：低温热源和高温热源的工作介质出口和入口并联连接于固定床褐煤干燥器的间壁换热器加热工作介质入口和出口，干馏气处理装置与蒸汽冷凝装置或放散装置的入口并联连接于固定床褐煤干燥器的气态产物引出口，低温热源和高温热源的工作介质出口和入口、干馏气处理装置与蒸汽冷凝装置或放散装置的入口均装有切换阀门。
3.根据权利要求2所述的利用固定床褐煤干燥器干馏褐煤系统，其特征是：高温热源采用有压的惰性气体为工作介质。
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