CN104073263A - 蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺，所述系统包括：蓄热式旋转床干馏反应器，热送进料单元，块煤过热蒸汽干燥单元，型煤过热蒸汽干燥单元，荒煤气冷却单元，煤气净化单元，油水分离单元，油罐，水罐，净煤气熄焦单元，蒸汽熄焦单元，半焦收集单元，过热蒸汽发生单元，饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元。根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，在采用两级熄焦方式充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程及蓄热式旋转床干馏过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺。
背景技术
煤炭是我国的主要能源。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量5.57万亿吨,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。煤在隔绝空气的条件下进行加热，在不同的温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程称为煤的热解，也叫煤的干馏或热分解。煤的干馏是气化、燃烧等其它化学过程的第一步，是煤炭资源综合利用、清洁利用的基础过程。我国褐煤等年轻煤炭蕴藏量丰富，已探明的储量占全部煤炭资源的42％以上，是我国动力煤用量增加的主要来源。然而褐煤等低阶煤煤化程度低、水分高、挥发分高、热值低，严重影响了资源的有效利用，其中水分影响尤为严重。美国一家发电厂试烧干燥后的粉河盆地褐煤，统计表明，原料水分从37.5％降为31.4％，锅炉净效率提高了2.6％，燃料消耗减少10.8％，烟气量降低4％。对褐煤等低阶煤进行干燥和低温干馏可以回收相当数量的焦油和煤气，使煤中富氢部分产物以优质的液态和气态的能源和化工原料产出。煤经过干馏提质后会产生大量的高温半焦。高温半焦的冷却工艺对后期半焦产品的使用又很大影响。目前，熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。同湿法熄焦相比，干法熄焦避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高；干熄焦可回收利用红焦约83％的显热，可用于发电，湿煤干燥等；另外，湿熄焦产生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物质自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气，这些污染物占炼焦过程对外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，并配备良好有效的除尘设施，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。因此，根据褐煤等低阶煤的特点，开发将低阶煤脱水干燥、低温干馏及干法熄焦等过程有效结合的工艺及装备，是解决我国低质煤炭有效利用的重要途径，使其发挥其应有的能源贡献，对支撑我国经济与社会发展具有重要意义。
中国专利CN1O2277185A公开了“一种利用蓄热式旋转炉热解煤的方法”，该方法将一定量的原料经破碎、筛分、干燥后，通过布料装置布入旋转床，采用辐射的方式隔绝空气 加热到400-700℃，保持30-120分钟。旋转炉顶部出来的干馏气经油气分离后，得焦油和荒煤气。旋转炉底部经出料装置排出的固体产物经冷却后得半焦。该发明尽管提到将热解原料破碎、筛分、烘干，但未考虑到如褐煤等低阶粉煤干燥、成型等处理方式，资源利用率仍有待提高；对于烘干过程未给出具体方法，如若采用系统外部热量或烟气干燥等，尽管可以满足达到入炉要求，但会造成系统能耗增大或操作安全性降低。虽然此方法工艺简单，不需气体或固体热载体，有效提高了干馏炉热效率及产品的品质，但该方法没有提及熄焦方法，未充分利用半焦废热，造成系统余热利用不足。
中国专利CN101691492A公开了“一种煤干馏工艺”，其特征为采用的干馏炉为外燃内热式干馏炉，用燃烧产生的烟气将原料煤进行干燥处理，得到冷烟气；对经过干燥处理的煤进行干馏处理，形成干馏产品；用干燥产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理。该发明的干馏工艺充分利用了工艺过程中产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理，提高了整体干馏效率。然而由于干燥需在低温(150-220℃)下操作，高温烟气的利用率较低，热量损失严重。以高温烟气作为流化或换热介质，需要控制冷热烟气的配比，不但增加反应操作难度，而且在对褐煤等低阶煤进行干燥时，操作的危险性也会增加。该工艺利用烟气进行熄焦，为保证熄焦过程的安全性，须严格控制煤气与空气燃烧的充分性，增加了装置操作难度。该工艺采用外燃内热式干馏炉，利用煤气与高温烟气混合气体作为热载体，不但稀释煤气降低热值，而且增加后端设备负担和成本。
中国专利CN101885973A公开了一种“用于褐煤或高挥发分煤干馏的生产工艺”，其特征为高温干馏煤气作为热载体进入干馏炉内与炉内煤料接触传热，使煤料热解干馏变成半焦，干馏逸出的煤气汇入热载体煤气中一并出炉，出炉的煤气经降温净化后，相当于原热载体煤气量的一部分煤气经间壁加热至高温后作为热载体回干馏炉循环使用，其余量的煤气作外供使用。该发明采用间壁加热对干馏煤气加热产生高温干馏煤气作为热载体进入干馏炉内与炉内煤料接触传热，传热效率低，气体夹带粉尘严重给后端除尘带来很大负担。所用高温热源气体经间壁换热降温后，作为煤料的干燥热源使用，热量损失较多，系统热效率不高。熄焦方式采用熄焦段内存气体自循环冷却处理，自循环气体从熄焦段引出后，经间壁式换热器冷却至150℃以下再进入熄焦段循环使用，同样造成了能量损失。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种蓄热式旋转床低温干馏系统，在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程以及蓄热式旋转床干馏过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得 到了提高。
本发明的另一目的在于提出一种蓄热式旋转床低温干馏工艺。
根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，包括：蓄热式旋转床干馏反应器，所述蓄热式旋转床干馏反应器具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口；热送进料单元，所述热送进料单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的进料口相连；块煤过热蒸汽干燥单元，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；型煤过热蒸汽干燥单元，所述型煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；荒煤气冷却单元，所述荒煤气冷却单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口相连；煤气净化单元，所述煤气净化单元与所述荒煤气冷却单元相连；油水分离单元，所述油水分离单元与所述荒煤气冷却单元相连；油罐，所述油罐与所述油水分离单元相连；水罐，所述水罐与所述油水分离单元相连；净煤气熄焦单元和净煤气除尘单元，所述净煤气熄焦单元分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的出焦口和净煤气除尘单元进口相连且所述净煤气熄焦单元与所述煤气净化单元相连，所述净煤气除尘单元还分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的燃料进口、过热蒸汽发生单元和饱和蒸汽发生单元相连；蒸汽熄焦单元，所述蒸汽熄焦单元与所述净煤气熄焦单元相连；半焦收集单元，所述半焦收集单元与所述蒸汽熄焦单元相连；过热蒸汽发生单元，所述过热蒸汽发生单元分别与所述蒸汽熄焦单元、所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连；饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元，所述饱和蒸汽发生单元与所述蒸汽熄焦单元相连和冷凝水处理单元相连，所述冷凝水处理单元还分别与所述块煤过热蒸汽干燥单元、所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述水罐相连。
根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。
另外，根据本发明上述实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括原煤破碎筛分单元和粉煤成型单元，其中，所述原煤破碎筛分单元具有块煤出口和粉煤出口，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述块煤出口相连，所述粉煤成型单元分别与所述粉煤出口和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括块煤干燥除尘器，所述块煤干燥除尘器设在所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述冷凝水处理单元之间。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括型煤干燥除尘器，所述型煤干燥除尘器设在所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述冷凝水处理单元之间。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括荒煤气除尘单元，所述荒煤气除尘单元设在所述荒煤气冷却单元和所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口之间。
根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏工艺，包括以下步骤：将块煤和型煤进行干燥处理；对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到半焦和油气混合物；分离油气混合物以得到净煤气和油水混合物；将净煤气与半焦进行换热以冷却半焦；将干燥后的型煤与块煤直接通过热送进料单元热态送到蓄热式旋转床反应器进行反应；通过净煤气熄焦单元和蒸汽熄焦单元两级换热使半焦冷却充分，热量充分回收；净煤气经净煤气熄焦单元预热升温和净煤气除尘单元除尘后可作为系统自身气体燃料使用。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏工艺还包括将经净煤气熄焦单元预热升温和净煤气除尘单元除尘后的煤气引入到蓄热式旋转床反应器和/或饱和蒸汽发生单元和过热蒸汽发生单元作为燃料燃烧供热。
根据本发明的一个示例，经干燥处理的块煤和型煤的温度为90℃-95℃，对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到的半焦的温度为500℃-600℃。
根据本发明的一个示例，经净煤气与半焦进行换热后的半焦的温度为400℃-500℃，经饱和水蒸汽与半焦进行换热以进一步冷却的半焦的温度不高于100℃。
根据本发明的一个示例，还包括在块煤和型煤进行干燥处理前将原煤进行破碎筛分以得到块煤和粉煤的步骤以及将粉煤制成型煤的步骤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统的示意图；和
图2是根据本发明一个实施例的蓄热式旋转床低温干馏工艺的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统。
如图1所示，根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，包括：蓄热式旋转床干馏反应器106，热送进料单元105，块煤过热蒸汽干燥单元103，型煤过热蒸汽干燥单元 104，荒煤气冷却单元117，煤气净化单元118，油水分离单元119，油罐120，水罐121，净煤气熄焦单元107，蒸汽熄焦单元109，半焦收集单元115，过热蒸汽发生单元110，饱和蒸汽发生单元114和冷凝水处理单元113。
具体地说，旋转床干馏反应器106具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口。热送进料单元105与蓄热式旋转床干馏反应器106的进料口相连。块煤过热蒸汽干燥单元103与热送进料单元105相连。型煤过热蒸汽干燥单元104与热送进料单元105相连。即，经过块煤过热蒸汽干燥单元103和型煤过热蒸汽干燥单元104干燥处理后的块煤和型煤经热送进料单元105送入旋转床干馏反应器106进行干馏处理。
荒煤气冷却单元117与蓄热式旋转床干馏反应器106的油气出口相连。即，荒煤气冷却单元117用于冷却蓄热式旋转床干馏反应器106干馏产生的油气混合物以得到荒煤气和油水混合物。
煤气净化单元118与荒煤气冷却单元117相连，用于净化荒煤气。
油水分离单元119与荒煤气冷却单元117相连，用于将油水混合物分离为油品和水。
油罐120与油水分离单元119相连，用于收集油品。
水罐121与油水分离单元119相连，用于收集干馏处理得到的水。
净煤气熄焦单元107分别与蓄热式旋转床干馏反应器106的出焦口和蓄热式旋转床干馏反应器106的燃料进口相连且净煤气熄焦单元107与煤气净化单元118相连。即，干馏处理得到的半焦进入净煤气熄焦单元107，将煤气净化单元118净化得到的净煤气通入净煤气熄焦单元107内与半焦进行换热以冷却半焦。净煤气换热升温后作为燃料通入蓄热式旋转床干馏反应器106作为干馏处理的热量来源。
蒸汽熄焦单元109与净煤气熄焦单元107相连，饱和蒸汽发生单元114与蒸汽熄焦单元109相连。过热蒸汽发生单元110分别与蒸汽熄焦单元109、块煤过热蒸汽干燥单元103和型煤过热蒸汽干燥单元104相连。半焦收集单元115与蒸汽熄焦单元109相连。净煤气熄焦单107元还分别与过热蒸汽发生单元110和饱和蒸汽发生单元114相连。即，将与净煤气换热后的半焦送入蒸汽熄焦单元109并通入饱和蒸汽，以使饱和蒸汽与半焦进一步换热来冷却半焦并送入半焦收集单元115。饱和蒸汽经换热升温后送入过热蒸汽发生单元，制得的过热蒸汽用于对块煤和型煤进行干燥处理。净煤气换热升温后还可以作为饱和蒸汽发生单元114与过热蒸汽发生单元110的热量来源。
冷凝水处理单元113分别与块煤过热蒸汽干燥单元103、型煤过热蒸汽干燥单元104和水罐121相连，以将蒸汽冷凝成水。
根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程以及蓄热式旋转床干馏过程所需的能量消耗，而且利用自身水 循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。
有利地，根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括原煤破碎筛分单元101和粉煤成型单元102。原煤破碎筛分单元101具有块煤出口和粉煤出口。块煤过热蒸汽干燥单元103与所述块煤出口相连，粉煤成型单元102分别与所述粉煤出口和型煤过热蒸汽干燥单元104相连。即，原煤经原煤破碎筛分单元101破碎成50mm以下的块煤进入块煤蒸汽干燥单元103进行干燥脱水，筛分得到的粉煤则先经过粉煤成型单元102制成型煤(煤棒)后再进入型煤蒸汽干燥单元104进行干燥脱水。
有利地，根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏系统还包括块煤干燥除尘器112，型煤干燥除尘器111，净煤气除尘单元108，荒煤气除尘单元116。块煤干燥除尘器112设在块煤过热蒸汽干燥单元103和冷凝水处理单元113之间。型煤干燥除尘器111设在型煤过热蒸汽干燥单元104和冷凝水处理单元113之间。净煤气除尘单元108设在净煤气熄焦单元和蓄热式旋转床干馏反应器106的燃料进口之间。荒煤气除尘单元116设在荒煤气冷却单元117和蓄热式旋转床干馏反应器106的油气出口之间。由此，可以去除系统运行过程中产生的粉尘的杂质。
根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统具有以下技术效果：
1、通过净煤气熄焦单元、蒸汽熄焦单元两级取热可充分回收高温半焦(500℃-600℃)的显热，在半焦冷却(<100℃)的同时可提高系统的热效率。另外，避免了湿法熄焦工艺急剧冷却对焦炭结构带来的不利影响，避免湿法熄焦产生的大量酚、氰化合物和硫化合物等有害物质对周围设备腐蚀及大气污染问题。
2、通过净煤气熄焦单元将净煤气升温除尘后用于蓄热式旋转床干馏反应器的供热燃料，在充分利用部分高温半焦余热的同时，可降低燃料消耗量进而提高系统能源转化效率。
3、通过将冷凝水处理单元、饱和蒸汽发生单元、蒸汽熄焦单元(高温半焦部分余热)以及过热蒸汽发生单元相结合，可低能耗地产生用于块煤及型煤干燥的过热蒸汽并实现系统水循环利用，减少污染，降低能耗。
4、通过采用热送进料单元可将干燥后的型煤和块煤直接输送到蓄热式旋转床干馏反应器，省去储存和倒仓过程，并且减少物料因降温在干馏反应器中重新升温所需的能量消耗，进而提高系统热效率及能源转化效率。
5、所采用的蓄热式旋转床干馏反应器燃烧供热系统与热解系统完全隔离，所产生的热解气与烟气隔离，热解气中有效气氛含量高，净化后气体热值较高，由于蓄热体可吸收高温烟气余热并给燃料气预热，因此只需少部分热解系统产生的净煤气与高温半焦换热升温后即可满足热解燃烧系统需求，其他净煤气可作为产品销售，或进入饱和蒸汽和过热蒸汽发生单元作为燃料，进而提高系统热效率及经济效益。
下面根据附图来详细说明根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏工艺。
如图1所示，根据本发明实施例的蓄热式旋转床低温干馏工艺，包括以下步骤：将块煤和型煤进行干燥处理；对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到半焦和油气混合物；分离油气混合物以得到净煤气和油水混合物；将净煤气与半焦进行换热以冷却半焦。进一步地，所述蓄热式旋转床低温干馏工艺还包括将饱和水蒸汽与半焦进行换热以进一步冷却半焦的步骤。
根据本发明的一个示例，进一步分离所述油水混合物以得到油品。
根据本发明的一个示例，经干燥处理的块煤和型煤的温度为90℃-95℃。
根据本发明的一个示例，对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到的半焦的温度为500℃-600℃。
根据本发明的一个示例，经净煤气与半焦进行换热后的半焦的温度为400℃-500℃。
根据本发明的一个示例，经饱和水蒸汽与半焦进行换热以进一步冷却的半焦的温度不高于100℃。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏工艺还包括在块煤和型煤进行干燥处理前将原煤进行破碎筛分以得到块煤和粉煤的步骤。
根据本发明的一个示例，所述蓄热式旋转床低温干馏工艺还包括将粉煤制成型煤的步骤。
也就是说，原煤经原煤破碎筛分单元101破碎成50mm以下的块煤进入块煤蒸汽干燥单元103进行干燥脱水，筛分得到的粉煤则先经过粉煤成型单元102制成型煤(煤棒)后再进入型煤蒸汽干燥单元104进行干燥脱水。
干燥后温度为90℃-95℃的块煤与型煤直接经热送进料单元105送入蓄热式旋转床干馏反应器106中进行干馏反应。由于采用热送进料装置可将干馏反应时间减少10-15分钟，进而降低燃料消耗，提高系统热效率及能源转化效率。
蓄热式旋转床干馏反应器106是一种环形炉，炉墙、炉顶及蓄热式辐射管固定不动，环形炉炉底为旋转式炉底，炉底装载待热解原料，炉底上、下部的炉墙侧面沿炉膛设有蓄热式辐射管。由于采用双蓄热式技术，即，蓄热体吸收高温烟气(1400℃-1500℃)的热量，空气和燃料气分别经过空气和燃气蓄热体预热(1200-1300℃)，烟气经蓄热体取热后温度低于180℃，辐射管内可燃烧低热值燃料(>700大卡/Nm3)，燃烧产生的热量(25-30KW/m2)可通过高温蓄热式辐射管以辐射热和对流换热的形式传递给待热解原料使其达到干馏所需温度(400-600℃)。辐射管内燃烧产物(烟气)完全与炉膛内的热解气氛隔绝，可以减小后续煤气净化处理装置的规格，净化分离后的气体可保有较高的品质(热值>4000大卡/Nm3)。因此，少量的来自煤气净化单元118的净煤气即可满足干馏反应所需的热量。
由于仅采用一级熄焦过程不但无法实现高温半焦热量的充分回收，而且单级熄焦为满足换热效率设备尺寸和成本都较大。因此，本专利采用自身热解煤气直接换热和蒸汽间接换热两级换热方式，利用热解气和水蒸发过程的高吸热性能来充分回收半焦余热。来自煤气净化单元118的净煤气在净煤气熄焦单元107与干馏产生的温度为500℃-600℃的半焦进行直接换热，换热后半焦温度降到400℃-500℃，净煤气可达到200℃-300℃，预热后的净煤气经净煤气除尘单元108除尘，再经蓄热式旋转床干馏反应器106中的蓄热体进一步预热后(1200℃-1300℃)与预热空气(1200℃-1300℃)在辐射管内燃烧。为了进一步充分回收温度为400℃-500℃半焦中的热量，在蒸汽熄焦单元109利用饱和蒸汽(比热大)使半焦继续降温至100℃以下，随后进入半焦收集单元115储存。因此，通过净煤气熄焦单元107和蒸汽熄焦单元109不但可以充分回收固体半焦的余热，提高系统热效率，还可以将净煤气预热，减少蓄热体体积，提高能源转化效率，降低成本。
干馏产生的油气和水蒸汽混合物由蓄热式旋转床干馏反应器106上的油气出口汇集进入荒煤气除尘单元116进行除尘净化，净化后的油气和水蒸汽混合物进入荒煤气冷却单元117冷却，冷却后的油水混合物进入油水分离单元119进行油水分离，分离得到的油品进入油罐120储存，干馏产生的水经水罐121沉淀后进入冷凝水处理单元113处理后进入水循环系统。干馏煤气经煤气净化单元118处理后即可作为化工原料使用，也可以通过净煤气熄焦单元107和净煤气除尘单元108预热除尘后进入蓄热式旋转床干馏反应器106或饱和蒸汽发生单元114和过热蒸汽发生单元110作为气体燃料使用。
来自饱和蒸汽发生单元114的饱和水蒸汽(120℃-150℃)在蒸汽熄焦单元109中与高温半焦(400℃-500℃)进行间接换热，利用半焦废热生成过热蒸汽再经过热蒸汽发生单元110达到一定压力和温度后进入块煤蒸汽干燥单元103和型煤蒸汽干燥单元104对湿煤进行干燥脱水。蒸汽经型煤干燥除尘器111和块煤干燥除尘器112后及冷凝水处理单元113处理后再进入饱和蒸汽发生单元114循环使用。此过程在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。
具体实施例：
以某褐煤(性质见表1)原料干馏为例，生产规模为原煤处理量2.5t/h，全水25％的原煤经原煤破碎筛分单元101破碎成50mm以下的块煤(1.5t/h)进入块煤蒸汽干燥单元进行干燥脱水，筛分得到40％粉煤则先经过粉煤成型单元102形成10×50mm型煤后再进入型煤蒸汽干燥单元104进行干燥脱水。
干燥脱水后温度为90℃-95℃的块煤与型煤(2t/h,全水为10％)直接经热送进料单元 105送入蓄热式旋转床干馏反应器106中进行干馏反应。由于采用热送进料装置可将干馏反应时间减少10-15分钟，降耗约70kJ/kg。
物料进入蓄热式旋转床干馏反应器106内被高温蓄热式辐射管(表面温度为700℃，辐射强度为25KW/m2)以辐射热和对流换热的形式加热到干馏温度(550℃)，并转化成温度为550℃的半焦、高温焦油气、高温煤气及高温水蒸汽，干馏产物产率分布见表2。辐射管内燃烧产物(烟气)完全与炉膛内的热解气氛隔绝，可以减小后续煤气净化处理装置的规格。烟气经蓄热体取热后温度为150℃-180℃。
干馏产生的高温油、气和水蒸汽混合物由蓄热式旋转床干馏反应器106上的导气管汇集进入荒煤气除尘单元116进行除尘净化，净化后的油气和水蒸汽混合物进入荒煤气冷却单元117冷却，冷却后的油水混合物进入油水分离单元119进行油水分离，分离得到的油品(产率为4.26％)进入油罐120储存，干馏产生的水(21.48％)经水罐121沉淀后进入冷凝水处理单元113处理后进入水循环系统。干馏煤气经煤气净化单元118处理后可得到产率为11.33％，热值为5181.53kcal/Nm3的净煤气。一部分净煤气可作为化工原料使用，另一部分则通过净煤气熄焦单元107和净煤气除尘单元108预热除尘后进入蓄热式旋转床干馏反应器106或进入饱和蒸汽发生单元114和过热蒸汽发生单元110作为气体燃料使用。油品及净煤气的具体性质见表3-4。
干馏产生的产率为62.93％，温度为550℃高温半焦在净煤气熄焦单元107与来自煤气净化单元118的净煤气(30℃)进行换热，净煤气升温至300℃经净煤气除尘单元108除尘净化后进入蓄热式旋转床干馏反应器106的蓄热式辐射管中进行蓄热式燃烧为干馏过程提供热量,热效率可达到94％；半焦温度降至450℃，进入蒸汽熄焦单元109与来自饱和蒸汽发生单元114的饱和蒸汽(150℃)进一步换热后温度降至90℃左右，半焦的性质见表5。
蒸汽熄焦单元109所产生的过热蒸汽再经过热蒸汽发生单元110过热后达到0.6MPa,200℃进入块煤蒸汽干燥单元103和型煤蒸汽干燥单元104对湿煤进行脱水。蒸汽经型煤干燥除尘器111和块煤干燥除尘器112后及冷凝水处理单元113处理后再进入饱和蒸汽发生单元114循环使用。
表1原煤性质分析
表2热解产物产率分布
| 焦油产率(wt％) | 水产率(wt％) | 煤气产率(wt％) | 提质煤产率(wt％) |
| 6.19 | 22.96 | 12.44 | 58.41 |
表3热解气性质分析
表4焦油馏程及性质
表5半焦性质分析
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，包括：
蓄热式旋转床干馏反应器，所述蓄热式旋转床干馏反应器具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口；
热送进料单元，所述热送进料单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的进料口相连；
块煤过热蒸汽干燥单元，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；
型煤过热蒸汽干燥单元，所述型煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；
荒煤气冷却单元，所述荒煤气冷却单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口相连；
煤气净化单元，所述煤气净化单元与所述荒煤气冷却单元相连；
油水分离单元，所述油水分离单元与所述荒煤气冷却单元相连；
油罐，所述油罐与所述油水分离单元相连；
水罐，所述水罐与所述油水分离单元相连；
净煤气熄焦单元和净煤气除尘单元，所述净煤气熄焦单元分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的出焦口和净煤气除尘单元进口相连且所述净煤气熄焦单元与所述煤气净化单元相连，所述净煤气除尘单元还分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的燃料进口、过热蒸汽发生单元和饱和蒸汽发生单元相连；
蒸汽熄焦单元，所述蒸汽熄焦单元与所述净煤气熄焦单元相连；
半焦收集单元，所述半焦收集单元与所述蒸汽熄焦单元相连；
过热蒸汽发生单元，所述过热蒸汽发生单元分别与所述蒸汽熄焦单元、所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连；
饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元，所述饱和蒸汽发生单元与所述蒸汽熄焦单元相连和冷凝水处理单元相连，所述冷凝水处理单元还分别与所述块煤过热蒸汽干燥单元、所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述水罐相连。
2.根据权利要求1所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，还包括原煤破碎筛分单元和粉煤成型单元，其中，所述原煤破碎筛分单元具有块煤出口和粉煤出口，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述块煤出口相连，所述粉煤成型单元分别与所述粉煤出口和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，还包括块煤干燥除尘器，所述块煤干燥除尘器设在所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述冷凝水处理单元之间。
4.根据权利要求1或2所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，还包括型煤干燥除尘器，所述型煤干燥除尘器设在所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述冷凝水处理单元之间。
5.根据权利要求1或2所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，还包括荒煤气除尘单元，所述荒煤气除尘单元设在所述荒煤气冷却单元和所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口之间。
6.一种蓄热式旋转床低温干馏工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将块煤和型煤进行干燥处理；
对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到半焦和油气混合物；
分离油气混合物以得到净煤气和油水混合物；
将净煤气与半焦进行换热以冷却半焦；
将干燥后的型煤与块煤直接通过热送进料单元热态送到蓄热式旋转床反应器进行反应；
通过净煤气熄焦单元和蒸汽熄焦单元两级换热使半焦冷却充分，热量充分回收；
净煤气经净煤气熄焦单元预热升温和净煤气除尘单元除尘后可作为系统自身气体燃料使用。
7.根据权利要求6所述的蓄热式旋转床低温干馏工艺，其特征在于，还包括将经净煤气熄焦单元预热升温和净煤气除尘单元除尘后的煤气引入到蓄热式旋转床反应器和/或饱和蒸汽发生单元和过热蒸汽发生单元作为燃料燃烧供热。
8.根据权利要求6所述的蓄热式旋转床低温干馏工艺，其特征在于，经干燥处理的块煤和型煤的温度为90℃-95℃；对经干燥处理的块煤和型煤进行干馏处理以得到的半焦的温度为500℃-600℃。
9.根据权利要求6所述的蓄热式旋转床低温干馏工艺，其特征在于，经净煤气与半焦进行换热后的半焦的温度为400℃-500℃；经饱和水蒸汽与半焦进行换热以进一步冷却的半焦的温度不高于100℃。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的蓄热式旋转床低温干馏工艺，其特征在于，还包括在块煤和型煤进行干燥处理前将原煤进行破碎筛分以得到块煤和粉煤的步骤以及将粉煤制成型煤的步骤。
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