CN104066823A - 改性煤制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以不降低改性煤的生产量的前提下高效地除去焦油的改性煤制造设备。该改性煤制造设备具备：生成加热气体(11)的燃烧炉(124)、向燃烧炉供给在干馏装置(121)中产生的干馏气体(14)的干馏气体供给管(101)、接收在燃烧炉中生成的加热气体的一部分并使该加热气体进行热交换而生成废热气体(13)的蒸气发生器(125)、向干馏气体供给管供给废热气体和在干馏装置(121)中由加热气体对干燥煤进行间接加热而形成的低温加热气体(12)的排气管(52)、废热气体进送管(54)、混合气体进送管(55)、鼓风机(126)、混合气体供给管(56)、混合气体分支管(102)、流量调节阀(103)、混合气体连接管(104)。

Description

改性煤制造设备

技术领域

本发明涉及一种改性煤制造设备，在应用于对褐煤或次烟煤等之类的多孔且水分含量多的低品位煤(低质煤)进行改性的情况下尤其有用。

背景技术

像褐煤或次烟煤等那样的多孔且水分含量多的低品位煤(低质煤)由于每单位重量的发热量低，因此通过进行加热处理而使之干燥，来提高每单位重量的发热量。

作为进行此种低品位煤的改性的改性煤制造设备，例如有如下的设备，即，具备：利用加热气体将低品位煤间接地加热而干馏的间接加热方式的干馏装置、将所述干馏装置中产生的干馏气体经由干馏气体供给管供给并将该干馏气体等燃烧而生成所述加热气体的燃烧炉。

虽然上述的干馏气体由低沸点成分构成，然而由于在较高温度下处理所述低品位煤，因此会伴随有高沸点成分的焦油(干馏油)。当所述干馏气体被冷却时，所述焦油就会附着在该干馏气体所流通的管道等的壁面上。当焦油的附着量变多时，就有可能产生堵塞所述管道等问题，因此开发出了各种除去所述焦油的技术。

例如，在下述的专利文献1中，公开过如下的去焦方法，即，利用将空气用水蒸气或惰性气体稀释而将氧浓度调节为3体积％～21体积％、并且将温度调节为350℃～500℃的气体，将附着于管内的焦炭燃烧除去。

在下述的专利文献2中，公开过如下的借助外热炉的处理物的热分解处理方法，即，通过向外热炉的内筒内供给含有氧的气体，而使因热分解而生成的处理物中的有机物的碳化物或可燃性气体燃烧，由此升高热分解气体的温度，防止其液化或固化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-188653号公报(例如参照段落[0013]、[0017]等)

专利文献2：日本特开2004-3738号公报(例如参照段落[0011]、[0014]、[0015]等)

但是，如果将上述的专利文献1中记载的去焦方法应用于上述的改性煤制造设备中，则必须在将干馏装置自身停止的状态下实施去焦，或者将从干馏装置向燃烧炉供给干馏气体的管道设为2个系统，在将1个系统停止的状态下实施去焦，从而会因设备的运转率降低、大型化等而使改性煤的生产成本增加。也就是说，无法高效地除去焦油。

另外，虽然通过将调节了氧浓度的氧浓度调节气体直接向所述干馏气体供给管供给，可以将运转中产生的焦油燃烧而抑制该焦油向干馏气体供给管上的附着，然而如果意图由空气或惰性气体(氮气或水蒸气)来制造所述氧浓度调节气体，则需要用于该目的的装置，从而会因该装置而使改性煤的生产成本增加。另外，为了与所述焦油反应而必须事先将所述氧浓度调节气体升温，从而需要追加能量。也就是说，无法高效地除去焦油。

由于在上述的专利文献2中记载的借助外热炉的处理物的热分解方法中，将因热分解而生成的处理物的有机物的碳化物自身燃烧，因此如果将该方法应用于改性煤制造设备的干馏装置中，就会降低改性煤的生产量。

发明内容

基于以上的情况，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供能够在不降低改性煤的生产量的前提下高效地除去焦油的改性煤制造设备。

解决上述问题的第一发明的改性煤制造设备，其特征在于，是具备使煤干燥的干燥机构、将干燥了的所述煤利用加热气体间接加热而干馏的间接加热式干馏机构、和将干馏了的所述煤冷却的冷却机构的改性煤制造设备，所述改性煤制造设备还具备：加热气体生成机构，其生成所述加热气体；干馏气体供给机构，其向所述加热气体生成机构供给在所述间接加热式干馏机构中产生的干馏气体；废热气体生成机构，其接收在所述加热气体生成机构中生成的所述加热气体的一部分，使该加热气体进行热交换而生成废热气体；混合气体供给机构，其向所述干馏气体供给机构供给所述废热气体和在所述间接加热式干馏机构中由所述加热气体对所述煤进行间接加热而形成的低温加热气体。

解决上述问题的第二发明的改性煤制造设备是上述的第一发明的改性煤制造设备，其特征在于，还具备气体温度测量机构，其设于所述干馏气体供给机构中，用以测量气体温度，所述混合气体供给机构具备：气体流量调节机构，其调节向所述干馏气体供给机构供给的所述废热气体和所述低温加热气体的流量；和控制机构，其基于由所述气体温度测量机构测量出的所述气体温度来控制所述气体流量调节机构。

发明效果

根据本发明的改性煤制造设备，可以将低温加热气体和废热气体向干馏气体供给机构供给。这样，即使在干馏气体供给机构内干馏气体被冷却而产生焦油(干馏油)的液化或固化，也可以利用所述低温加热气体和所述废热气体，氧浓度约成为1～2％左右，将所述焦油氧化分解。其结果是，焦油轻质化，可以防止焦油向构成干馏气体供给机构的管道等的壁面上的附着。另外，由于在将焦油轻质化时产生的轻质气体发生燃烧，因此干馏气体的温度升高，可以防止焦油向构成干馏气体供给机构的管道等的壁面上的附着。可以不停止装置地将焦油氧化分解，与停止装置后将焦油氧化分解的设备相比，可以提高设备的运转率。也就是说，可以高效地除去焦油。干馏气体与低温加热气体及废热气体的温度大致相同，不需要低温加热气体及废热气体的预热，因而节能。

附图说明

图1是本发明的改性煤制造设备置的主要的实施方式的整体结构简图。

其中，1 低品位煤，2 干燥煤，3 干馏煤，4 改性煤，11 加热气体 12 低温加热气体，13 废热气体，14 干馏气体，51 加热气体进送管，52 排气管，53 加热气体分支管，54 废热气体进送管，55 混合气体进送管，56 混合气体供给管，101 干馏气体供给管，102 混合气体分支管，103 流量调节阀，104 混合气体连接管，105 气体温度测量器，106 控制装置，111 干燥装置，121 干馏装置，122 内筒，123 外筒，124 燃烧炉，125 蒸气发生器，126 鼓风机，127 废气处理器，131 冷却装置

具体实施方式

基于附图对本发明的改性煤制造设备的实施方式进行说明。

[主要的实施方式]

基于图1对本发明的改性煤制造设备的主要的实施方式进行说明。

如图1所示，首先，将褐煤、次烟煤等低品位煤1从未图示的料斗等向作为使该低品位煤1干燥的干燥机构的干燥装置111供给。干燥装置111的送出口与将干燥煤2干馏的干馏装置121的接收口122a相连。干馏装置121的送出口122b与作为将干馏煤3冷却的冷却机构的冷却装置131的接收口相连。

干馏装置121具有内筒122和覆盖内筒122的外筒123。向外筒123供给后述的加热气体11。这样，就会将供给到内筒122内的干燥煤2间接地加热而干馏，生成干馏煤3。也就是说，干馏装置121是成为热源的高温气体(加热气体)与低品位煤1不直接接触的间接加热方式的装置，例如为外热式炉等，形成间接加热式干馏机构。

干馏装置121的内筒122的气体排出口经由干馏气体供给管101与燃烧炉124的气体接收口相连。这样，就可以将因干馏而生成的含有气体状的焦油(干馏油)的干馏气体14向燃烧炉124的气体接收口供给。还向燃烧炉124的气体接收口供给天然气等燃料(未图示)。燃烧炉124将干馏气体14及天然气等的燃料燃烧而生成加热气体11。也就是说，燃烧炉124形成加热气体生成机构。燃烧炉124的气体排出口经由加热气体进送管51与干馏装置121的外筒123的气体接收口相连。

加热气体进送管51经由加热气体分支管53与蒸气发生器125的气体接收口相连。蒸气发生器125形成废热气体生成机构，其因加热气体11与水热交换而产生蒸气，生成废热气体13。蒸气发生器125的气体排出口经由废热气体进送管54与后述的排气管52相连。

干馏装置121的外筒123的气体排出口经由排气管52与废气处理器127的气体接收口相连，所述废气处理器127是将由所述加热气体11将内筒122加热而产生的低温加热气体12、以及废热气体13净化的废气净化机构。而且，低温加热气体12及废热气体13由废气处理器127净化处理后向体系外排出。

排气管52经由混合气体进送管55与鼓风机126的气体接收口相连。鼓风机126的气体排出口经由混合气体供给管56与燃烧炉124的气体接收口相连。混合气体供给管56与混合气体分支管102相连。混合气体分支管102经由流量调节阀103与混合气体连接管104相连。混合气体连接管104与干馏气体供给管101相连。

在干馏气体供给管101中，设有测量管内的气体温度的作为气体温度测量机构的气体温度测量器105。气体温度测量器105按照能够将测量出的气体温度向控制流量调节阀103的阀开度的作为控制机构的控制装置106发送的方式与该控制装置106连接。

排气管52、废热气体进送管54、混合气体进送管55、鼓风机126、混合气体供给管56、混合气体分支管102、流量调节阀103、混合气体连接管104等构成混合气体供给机构。

在如此构成的本实施方式的改性煤制造设备中，当将低品位煤1投入所述料斗内时，该料斗就会将常温的低品位煤1向干燥装置111每次定量地供给。通过将向干燥装置111供给的低品位煤1用来自未图示的干燥用燃烧器的干燥用的燃烧气体(约150～300℃)加热到约200℃来除去水分，而变为干燥煤2，移送到干馏装置121的内筒122内。通过将移送到干馏装置121的干燥煤2用来自燃烧炉124的加热气体11(气体温度：约1050℃、氧浓度：约2～3％)间接地加热来干馏，而去掉含有气体状的焦油的干馏气体14等成分，变为干馏煤3，进送到冷却装置131。通过将进送到冷却装置131的干馏煤3冷却到约50℃，而形成改性煤4。

另一方面，将燃烧炉124中生成的加热气体11(气体温度：约1050℃、氧浓度：约2～3％)经由加热气体进送管51进送到干馏装置121的外筒123。在外筒123内被用于内筒122的加热的加热气体11变为低温加热气体12(气体温度：约350℃、氧浓度：约2～3％)。将低温加热气体12进送到排气管52。另外，将加热气体11经由加热气体进送管51、加热气体分支管53进送到蒸气发生器125。蒸气发生器125中被用于水蒸气的产生的加热气体11变为废热气体13(气体温度：约350℃、氧浓度：约2～3％)。将废热气体13经由废热气体进送管54进送到排气管52。

将低温加热气体12和废热气体13的一部分供给到废气处理器127。低温加热气体12和废热气体13由废气处理器127净化处理后向体系外排出。另外，将低温加热气体12和废热气体13的余部(气体温度：约350℃、氧浓度：约2～3％)经由混合气体进送管55进送到鼓风机126。

将进送到鼓风机126的低温加热气体12和废热气体13的一部分经由混合气体供给管56向燃烧炉124供给。另外，将进送到鼓风机126的低温加热气体12和废热气体13的余部(气体温度：约350℃、氧浓度：约2～3％)经由混合气体分支管102、流量调节阀103、混合气体连接管104向干馏气体供给管101供给。

流量调节阀103的阀开度由控制装置106基于利用气体温度测量器105测量出的气体温度控制。控制装置106例如如下所示地调节，即，当利用气体温度测量器105测量出的气体温度为400℃以上时，就会打开流量调节阀103而使其开度变大，当所述气体温度大于550℃时，就会缩小流量调节阀103。这样，就会形成将低温加热气体12及废热气体13(氧浓度：约2～3％)与干馏气体14(气体温度：约400℃、氧浓度：0％)混合了的混合气体，将该混合气体中的氧浓度调节为约1～2％左右。其结果是，将气体状的焦油(干馏油)氧化分解(去焦)，使该焦油轻质化，从而可以防止所述焦油向干馏气体供给管101上的附着。另外，由于将所述焦油轻质化而变为轻质气体，该轻质气体发生燃烧，因此可以防止气体温度的降低。这样，就可以防止所述焦油向干馏气体供给管101上的附着。即，通过基于干馏气体供给管101内的气体温度，调节向干馏气体供给管101供给的低温加热气体12和废热气体13的量，就会在焦油将要附着于干馏气体供给管101内的壁面的时刻进行去焦，从而可以高效地除去焦油。

所以，根据本实施方式的改性煤制造设备，通过将低温加热气体12和废热气体13向干馏气体供给管101内供给，而将干馏气体供给管101内的气体12、13、14中的氧浓度调节为约1～2％左右，并通过将干馏气体14中所含的焦油(干馏油)氧化分解(去焦)而将该焦油轻质化，就可以防止所述焦油向干馏气体供给管101上的附着。

另外，由于在所述焦油轻质化时产生的轻质气体发生燃烧，因此干馏气体14的温度升高，可以防止所述焦油向干馏气体供给管101等的壁面上的附着。干馏气体14与低温加热气体12及废热气体13的温度大致相同，不需要低温加热气体12及废热气体13的预热，因而节能。此外，可以不停止装置地除去焦油，与停止装置后除去焦油的设备相比，可以提高设备的运转率。也就是说，可以高效地除去焦油。

本发明的改性煤制造设备由于可以不降低改性煤的生产量的前提下高效地除去焦油，因此在各种产业中可以极为有益地利用。

Claims (2)

1.一种改性煤制造设备，其特征在于，具备使煤干燥的干燥机构、将干燥了的所述煤利用加热气体间接加热而干馏的间接加热式干馏机构、将干馏了的所述煤冷却的冷却机构，

所述改性煤制造设备还具备：

加热气体生成机构，其生成所述加热气体；

干馏气体供给机构，其向所述加热气体生成机构供给在所述间接加热式干馏机构中产生的干馏气体；

废热气体生成机构，其接收在所述加热气体生成机构中生成的所述加热气体的一部分，使该加热气体进行热交换而生成废热气体；以及

混合气体供给机构，其将所述废热气体、以及在所述间接加热式干馏机构中由所述加热气体对所述煤进行间接加热而形成的低温加热气体向所述干馏气体供给机构供给。

2.根据权利要求1所述的改性煤制造设备，其特征在于，

还具备气体温度测量机构，其设于所述干馏气体供给机构中，测量气体温度，

所述混合气体供给机构具备：气体流量调节机构，其调节向所述干馏气体供给机构供给的所述废热气体和所述低温加热气体的流量；和控制机构，其基于由所述气体温度测量机构测量的所述气体温度来控制所述气体流量调节机构。