CN104178228B - 一种煤粉的流化床干馏方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤粉的流化床干馏方法与装置。干馏方法包括如下步骤:A.煤粉原料(9)与高温煤灰混合后在床层式流化床干馏反应器(11)内的干馏密相床中进行干馏反应,生成干馏油气和煤粉半焦,煤粉半焦与煤灰的混合物在汽提器内被汽提出夹带的油气;B.汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物在气化燃烧器(14)内与氧气进行燃烧反应;C.在提升管气化反应器(12)内,经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物与水蒸汽进行水煤气反应;D.步骤C生成的煤气和高温煤灰在煤灰煤气分离器(1)内进行气固分离。本发明公开了用于实现上述干馏方法的煤粉流化床干馏装置。本发明可用于多种煤粉的干馏加工。
Description
技术领域
本发明属于煤粉干馏技术领域,涉及一种煤粉的流化床干馏方法与装置。
背景技术
我国快速增长的原油需求拉动了原油进口量的快速增长,对外依存度不断提高,对我国的能源安全保障带来了很大的隐患,因此寻找替代能源就很有必要。煤化工与石油化工具有相互替代性,发展新型煤化工可以作为石油化工的补充。煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程;主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。
煤干馏技术是煤化工的重要过程之一。煤低温干馏可以提取低温焦油,并生产半焦和低温焦炉煤气。焦油产率较高,成分以烷烃为主,能进一步加工出高级液态燃料(例如汽油、柴油等车用燃料)和化工原料;半焦可用作固体燃料或气化原料,煤气则是良好的燃料和化学合成原料。因而煤的低温干馏使煤粉和劣质煤得到了合理的利用。煤干馏技术可分为移动床干馏、流化床干馏等。其中煤粉的流化床干馏是将块状的煤粉碎为细粉(粒径≤3mm),与高温固体热载体(煤灰)或高温气体热载体在流化状态下直接接触传热并发生热分解反应的过程;具有热强度高、干馏速度快、油气停留时间短、气固可快速分离等特征,是一种较好的煤炭加工利用方式。
中国专利CN101328415A公开了一种活塞式流化床低温干馏工艺方法,可以用于煤粉的干馏。该工艺方法利用提升管流化催化裂化装置原理,以提升管反应器为干馏反应器,以催化剂再生器为高温水煤气发生器,以高温水煤气为干馏原料的流化介质和热载体。将干馏原料输送到提升管流化床反应器中进行干馏反应,反应后油气进行分离得到干馏产品。干馏半焦进入水煤气发生器,干馏半焦中的碳、空气中的氧和水蒸汽进行氧化及水煤气反应,得到水煤气。该工艺方法主要存在以下不足:(1)采用高温水煤气(约620~900℃)作为干馏过程的流化介质和热载体,需要用气体压缩机将高温水煤气从水煤气发生器输送到提升管干馏反应器。输送高温水煤气会对气体压缩机提出更高的材质要求;另外气体压缩机始终处于高苛刻运转状态,将影响到干馏装置的长周期运转。(2)压缩空气和水蒸汽同时进入高温水煤气发生器的底部,在同一区域与干馏半焦同时进行燃烧反应和水煤气反应,造成两种反应之间相互影响;燃烧和水煤气反应不能充分进行,会造成从干馏半焦生成水煤气的产率降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤粉的流化床干馏方法与装置,以解决现有的煤粉流化床干馏技术所存在的需要使用气体压缩机输送干馏过程所需的高温流化介质和气体热载体、燃烧反应和水煤气反应在同一区域同时进行而相互影响的问题。
为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:一种煤粉的流化床干馏方法,其特征在于:该方法依次包括如下步骤:
A.粉碎后的煤粉原料经煤粉进料管进入混合管,煤灰煤气分离器内煤灰密相床中的一部分高温煤灰经高温煤灰输送管进入混合管,煤粉原料与高温煤灰在混合管内混合后由混合管的出口进入床层式流化床干馏反应器,煤粉原料在干馏密相床中进行干馏反应,生成干馏油气和煤粉半焦,干馏油气经设于床层式流化床干馏反应器内的第一组旋风分离器分离出煤粉半焦与煤灰的混合物后由床层式流化床干馏反应器顶部的油气出口管流出,干馏密相床中煤粉半焦与煤灰的混合物向下流动,进入设于床层式流化床干馏反应器下方的汽提器,向汽提器内通入汽提水蒸汽,汽提出煤粉半焦与煤灰的混合物所夹带的油气;
B.在汽提器内汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物经斜管进入气化燃烧器,与经喷嘴通入气化燃烧器内的氧气进行燃烧反应,燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽携带着经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物向上流动,进入提升管气化反应器;
C.在提升管气化反应器内,进入提升管气化反应器内的经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物与雾化水蒸汽和通入提升管气化反应器内的气化水蒸汽沿提升管气化反应器上行进行水煤气反应,生成的煤气和高温煤灰进入煤灰煤气分离器;
D.在煤灰煤气分离器内,煤气和高温煤灰在第二组旋风分离器内进行气固分离,分离出的煤气由煤灰煤气分离器顶部的煤气出口管流出。
一种用于实现上述干馏方法的煤粉的流化床干馏装置,设有流化床干馏反应器、干馏半焦燃烧与气化反应器,流化床干馏反应器设有煤粉进料管,其特征在于:干馏反应器为床层式流化床干馏反应器,其壳体包括上部的圆筒形筒体和下部的倒置圆台面形筒体,床层式流化床干馏反应器内设有第一组旋风分离器,床层式流化床干馏反应器的顶部设有油气集气室、油气出口管,床层式流化床干馏反应器的下方与其同轴设置有汽提器,汽提器的壳体包括上部的圆筒形筒体和下部的倒置圆台面形筒体,汽提器内设有汽提挡板,汽提器的底部设有汽提蒸汽分布器,干馏半焦燃烧与气化反应器包括气化燃烧器和提升管气化反应器,气化燃烧器位于提升管气化反应器的下方,气化燃烧器的壳体包括下部的圆筒形筒体和上部的圆台面形筒体,圆筒形筒体的侧面与汽提器的底部之间设有斜管,气化燃烧器的底部设有喷嘴,提升管气化反应器为横截面呈圆形的垂直管,其底部入口与气化燃烧器的顶部出口相连,下部设有气化水蒸汽入口管,床层式流化床干馏反应器的上方设有煤灰煤气分离器,煤灰煤气分离器的壳体包括上部和下部的圆筒形筒体,以及位于这两个筒体之间的倒置圆台面形筒体,煤灰煤气分离器内设有第二组旋风分离器,提升管气化反应器的顶部出口通过一段水平管与之相连,煤灰煤气分离器的顶部设有煤气集气室、煤气出口管,底部设有流化气体分布器,煤灰煤气分离器与煤粉进料管之间设有高温煤灰输送管,煤粉进料管的出口和高温煤灰输送管的出口均与混合管的入口相连。
采用本发明,具有如下的有益效果:(1)本发明的干馏过程使用床层式流化床干馏反应器,热载体使用固体热载体(高温煤灰)而不使用气体热载体。煤粉原料干馏生成的油气和水蒸汽,以及在汽提器内汽提煤粉半焦与煤灰的混合物后的汽提水蒸汽和汽提出的油气,都可以使床层式流化床干馏反应器内的干馏密相床处于充气流化状态,所以不需要专门提供流化介质。总之,本发明不需要使用气体压缩机输送高温流化介质和热载体以用于干馏过程,不存在对气体压缩机提出更高材质要求的问题,也不存在气体压缩机始终处于高苛刻运转状态而影响到干馏装置长周期运转的问题。(2)本发明,燃烧反应在气化燃烧器内进行,水煤气反应在提升管气化反应器内进行,两种反应在各自独立的区域进行,之间没有相互影响。燃烧反应可为水煤气反应提供足够的热量;在提升管气化反应器内,水煤气反应可以充分进行,有利于提高从煤粉半焦与煤灰的混合物生成水煤气的产率。(3)本发明,经过干馏和水煤气反应,煤粉原料能够得到充分利用;煤粉原料最后生成的固体产物是煤灰,从而可以降低煤灰煤气分离器的藏量,使其结构尺寸较小,节省投资。
本发明可用于多种煤粉的干馏加工,加工过程可以连续、稳定地进行,调节灵活、处理量大,干馏油气与煤气的收率高。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
附图说明
图1是本发明煤粉流化床干馏装置的示意图。
具体实施方式
参见图1,本发明的煤粉流化床干馏装置(简称为干馏装置)设有流化床干馏反应器、干馏半焦燃烧与气化反应器,流化床干馏反应器设有煤粉进料管10。干馏反应器为床层式流化床干馏反应器11(简称为干馏反应器11),其壳体包括上部的圆筒形筒体和下部的倒置圆台面形筒体。干馏反应器11内设有第一组旋风分离器8,包括两个串联的旋风分离器,其料腿伸入至干馏密相床110之内的上部。干馏反应器11的顶部设有油气集气室7、油气出口管6。干馏反应器11的下方与其同轴设置有汽提器19,汽提器19的壳体包括上部的圆筒形筒体和下部的倒置圆台面形筒体。汽提器19内设有汽提挡板(图1所示的为人字形汽提挡板),汽提器19的底部设有汽提蒸汽分布器18。
本发明的干馏半焦燃烧与气化反应器包括气化燃烧器14和提升管气化反应器12,气化燃烧器14位于提升管气化反应器12的下方。气化燃烧器14的壳体包括下部的圆筒形筒体和上部的圆台面形筒体,圆筒形筒体的侧面与汽提器19的底部之间设有斜管17。斜管17上设有流量控制阀4,以控制管内煤粉半焦与煤灰的混合物的流量。气化燃烧器14的底部设有喷嘴15,喷嘴15带有一个雾化水蒸汽入口和一个氧气入口。
提升管气化反应器12为横截面呈圆形的垂直管,其底部入口与气化燃烧器14的顶部出口相连,下部设有气化水蒸汽入口管13。气化水蒸汽入口管13倾斜向上,通常是围绕提升管气化反应器12均匀设置2~6个。气化水蒸汽入口管13与提升管气化反应器12接口的中心至提升管气化反应器12底部入口与气化燃烧器14顶部出口的连接处的垂直距离,一般为0.5~1m(米)。
干馏反应器11的上方设有煤灰煤气分离器1。煤灰煤气分离器1的壳体包括上部和下部的圆筒形筒体,以及位于这两个筒体之间的倒置圆台面形筒体。煤灰煤气分离器1内设有第二组旋风分离器2,包括两个串联的旋风分离器,其料腿伸入至煤灰密相床101之内的上部;提升管气化反应器12的顶部出口通过一段水平管121与第二组旋风分离器2相连。煤灰煤气分离器1的顶部设有煤气集气室23、煤气出口管24,底部设有流化气体分布器5。
煤灰煤气分离器1与煤粉进料管10之间设有高温煤灰输送管3,其入口位于煤灰密相床101的中上部。高温煤灰输送管3上设有流量控制阀4,以控制管内高温煤灰的流量。煤粉进料管10的出口和高温煤灰输送管3的出口均与混合管16的入口相连。混合管16连接于干馏反应器11的上部圆筒形筒体上,混合管16的出口160位于干馏反应器11的稀相段内。
煤灰煤气分离器1设有外取热器21,外取热器21与煤灰煤气分离器1的下部圆筒形筒体之间设有出灰管221和返回管222。出灰管221上设有流量控制阀,以控制管内煤灰的流量。外取热器21通过管道223与煤灰罐20相连,煤灰罐20为一金属容器。外取热器21的取热介质通常使用水。
参见图1,气化燃烧器14的高度c一般为1~3m,直径d一般为2b~5b(b为提升管气化反应器12的直径)。提升管气化反应器12的高度a一般为10~40m,直径b一般为400~2000mm。
本发明干馏装置的各种设备、管道、构件,均采用金属材料制造。干馏反应器11、汽提器19、气化燃烧器14、煤灰煤气分离器1等的壳体内壁,提升管气化反应器12以及其它与固体颗粒(煤粉半焦、煤灰等)接触的管道的内壁,都可以根据需要设置隔热耐磨衬里(图略)。各种管道的横截面形状均为圆形。本发明提到的直径,均为筒体或管道的内直径;对于设置有隔热耐磨衬里的筒体或管道,直径均为隔热耐磨衬里的内直径。各管道的直径主要根据各管道内物料和/或介质的流量、密度计算确定。
汽提蒸汽分布器18、流化气体分布器5可以使用常用的圆环形分布器或树枝状分布器。流量控制阀可以使用各种常用的控制粉粒状固体颗粒流量的流量控制阀(如滑阀)。外取热器21、旋风分离器、喷嘴15等都可以使用本领域或相近领域所常用的。
采用图1所示的干馏装置进行本发明煤粉流化床干馏的方法(简称为干馏方法),依次包括如下步骤:
A.粉碎后的煤粉原料9经煤粉进料管10进入混合管16,煤灰煤气分离器1内煤灰密相床101中的一部分高温煤灰经高温煤灰输送管3进入混合管16。煤粉原料9与高温煤灰在混合管16内混合、换热后由混合管16的出口160进入床层式流化床干馏反应器11的稀相段,向下落入干馏密相床110中。煤粉原料9在干馏密相床110中进行干馏反应,生成干馏油气和煤粉半焦。干馏油气经设于干馏反应器11内的第一组旋风分离器8分离出煤粉半焦与煤灰的混合物后进入干馏反应器11顶部的油气集气室7,再由干馏反应器11顶部的油气出口管6流出,进入分馏系统进行分馏回收。第一组旋风分离器8分离出的煤粉半焦与煤灰的混合物经料腿向下落入干馏密相床110中。干馏密相床110中煤粉半焦与煤灰的混合物向下流动,进入设于干馏反应器11下方的汽提器19。经汽提蒸汽分布器18向汽提器19内通入汽提水蒸汽180,汽提出煤粉半焦与煤灰的混合物所夹带的油气。汽提出的油气和汽提后的汽提水蒸汽180向上流动进入干馏反应器11,流经干馏密相床110进入干馏反应器5的稀相段;经第一组旋风分离器8进行气固分离后进入油气集气室7,再由油气出口管6流出。
B.在汽提器19内汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物经斜管17进入气化燃烧器14。经喷嘴15上的雾化水蒸汽入口和氧气入口分别向喷嘴15内通入雾化水蒸汽151和氧气152,使两者在喷嘴15内混合并由喷嘴15的喷口向上喷出。上述汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物与经喷嘴15通入气化燃烧器14内的雾化水蒸汽151和氧气152的混合物接触,与氧气152进行燃烧反应。燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽151携带着经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物向上流动,进入设于气化燃烧器14上方的提升管气化反应器12。经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物(即汽提后的煤粉半焦与煤灰混合物中的炭只有一部分参与燃烧反应)是向下述步骤C的水煤气反应提供热量的主要热量载体。雾化水蒸汽151主要是使汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物达到雾化状态,从而使该混合物能够与氧气132充分地混合、燃烧。
上述的燃烧反应,主要是汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物中的炭与氧气152的反应。燃烧生成的气体产物,主要是一氧化碳和二氧化碳。
C.在提升管气化反应器12内,进入提升管气化反应器12内的经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物与雾化水蒸汽151和经过气化水蒸汽入口管13通入提升管气化反应器12内的气化水蒸汽130以活塞流形式沿提升管气化反应器12上行进行水煤气反应。水煤气反应生成的煤气(主要成分为一氧化碳和氢气)和高温煤灰经水平管121进入煤灰煤气分离器1。少量剩余的水蒸汽(包括雾化水蒸汽151和气化水蒸汽130)以及进入提升管气化反应器12内的步骤B燃烧反应生成的一氧化碳随之一同进入煤灰煤气分离器1。步骤B燃烧反应生成的一氧化碳也计入水煤气反应所生成的煤气中。
上述的水煤气反应是吸热反应,主要反应有汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物在气化燃烧器14内经过部分燃烧后剩余的炭与水蒸汽(包括雾化水蒸汽151和气化水蒸汽130)反应生成一氧化碳和氢气,还有该剩余的炭与步骤B燃烧反应生成的进入提升管气化反应器12内的二氧化碳反应生成一氧化碳。水煤气反应后,所述煤粉半焦与煤灰的混合物成为高温煤灰(其炭含量低于0.05%)。
D.在煤灰煤气分离器1内,煤气和高温煤灰(还有少量剩余的水蒸汽)在第二组旋风分离器2内进行气固分离。分离出的煤气(还有少量剩余的水蒸汽)进入煤灰煤气分离器1顶部的煤气集气室23,再由煤灰煤气分离器1顶部的煤气出口管24流出,进入煤气回收系统;分离出的高温煤灰经料腿向下落入煤灰密相床101中。经流化气体分布器5向煤灰煤气分离器1的底部通入流化气体50(通常是450~550℃的水蒸汽),流化气体50向上流经煤灰密相床101,使煤灰密相床101处于充气流化状态;流化气体50同时也可以将煤灰密相床101中的煤灰夹带的剩余煤气汽提出来。流化气体50连同汽提出的煤灰密相床101中的煤灰夹带的剩余煤气最终向上流动进入煤灰煤气分离器1的稀相段(指煤灰煤气分离器1内位于煤灰密相床101上方的区段),经第二组旋风分离器2上的入口进入第二组旋风分离器2内进行气固分离后进入煤气集气室23,再由煤气出口管24流出。
上述的步骤A~D连续、循环进行;主要的操作条件一般如下:
步骤A中,进入混合管16内的高温煤灰与煤粉原料9的重量流量之比为1~6∶1。高温煤灰的温度为650~750℃,煤粉原料9的温度为20~30℃,高温煤灰与煤粉原料9在混合管16内混合后的温度为450~550℃。所述混合后的温度在混合管16内、靠近与煤粉进料管10的出口和高温煤灰输送管3的出口相连的混合管16的入口处测量。
本发明能够处理的煤粉原料9,可以是褐煤、长焰煤、气煤、不粘结煤或弱粘结煤等;其粒径不大于3mm,含油量为6%~25%,含水量不高于20%。粒径用筛分法测定,含水量和含油量用格金法(GB/T1341-2007煤的格金低温干馏试验方法)测定。
煤粉原料9在干馏密相床110中的干馏反应时间为2~10min(分钟),干馏密相床110的温度(即干馏反应温度)为450~550℃,干馏反应器11顶部的操作压力为0.1~0.4MPa(本发明提到的压力均为表压),干馏反应器11稀相段的气体线速为0.2~1.2m/s(米/秒)。干馏密相床110的温度,是指干馏密相床110的平均温度。干馏反应器5的稀相段,是指干馏反应器11内位于干馏密相床110上方的区段。所述气体线速中的气体,主要是煤粉原料干馏生成的油气和水蒸汽,以及在汽提器内汽提煤粉半焦与煤灰的混合物后的汽提水蒸汽和汽提出的油气。
干馏反应时间较好为3~6min,干馏密相床110的温度较好为470~530℃。干馏反应时间最好为3.5~4.5min,干馏密相床110的温度最好为490~510℃。
干馏反应器11上部圆筒形筒体的直径主要根据干馏反应器11稀相段气体线速的变动范围计算确定,干馏密相床110的高度主要根据煤粉原料9在干馏密相床110中的干馏反应时间和干馏反应器11内煤粉半焦、煤灰和它们的混合物的藏量计算确定,干馏反应器11稀相段的高度主要根据煤粉半焦与煤灰混合物的沉降高度计算确定。
在汽提器19内,汽提温度为450~550℃;该温度是汽提器19内煤粉半焦与煤灰混合物床层的平均温度。进入汽提器19内的煤粉半焦与煤灰的混合物经汽提后,被汽提出夹带的油气。在汽提器19内被汽提出夹带油气的煤粉半焦与煤灰的混合物,其炭含量一般为8%~45%。本发明提到的百分数,均为重量百分数。
步骤B中,雾化水蒸汽151的温度为450~550℃,氧气152的温度为100~400℃。煤粉半焦与煤灰的混合物在气化燃烧器14内进行燃烧的时间为3~5min,燃烧温度为800~900℃(在气化燃烧器14的顶部测量),气化燃烧器14顶部的操作压力为0.15~0.5MPa。应控制氧气152的流量,使汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物只进行部分燃烧。汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物经过部分燃烧后,被烧去40%~60%的炭。
步骤C中,经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物在提升管气化反应器12内与雾化水蒸汽151和气化水蒸汽130进行水煤气反应的时间为3~10s(秒),提升管气化反应器12顶部出口的温度比底部入口的温度低30~60℃,提升管气化反应器12顶部出口的操作压力为0.1~0.4MPa。提升管气化反应器12底部入口的温度,基本上等于气化燃烧器14内的燃烧温度。
步骤D中,煤灰煤气分离器1内煤灰密相床101的平均温度为650~750℃,煤灰煤气分离器1顶部的操作压力为0.1~0.4MPa,煤灰煤气分离器1稀相段的气体线速为0.2~1.2m/s。所述气体线速中的气体,是指进入煤灰煤气分离器1稀相段的流化气体50(还有被流化气体50汽提出来的煤灰密相床101中的煤灰夹带的剩余煤气)。
煤灰煤气分离器1上部圆筒形筒体的直径主要根据煤灰煤气分离器1稀相段气体线速的变动范围计算确定,煤灰密相床101的高度主要根据煤灰煤气分离器1内煤灰的藏量计算确定,煤灰煤气分离器1稀相段的高度主要根据煤灰的沉降高度计算确定。
操作过程中,将煤灰煤气分离器1内煤灰密相床101中的一部分高温煤灰经出灰管221送入外取热器21,经外取热器21取热、冷却至70~80℃。取热、冷却后的煤灰,其中的一部分经返回管222返回煤灰密相床101,以控制煤灰密相床101的平均温度为650~750℃,达到保护煤灰煤气分离器不超温、实现长周期运转的目的。经外取热器21取热、冷却后的另一部分煤灰,经管道223进入煤灰罐20后定时排出干馏装置。
Claims (3)
1.一种煤粉的流化床干馏方法,其特征在于:该方法依次包括如下步骤:
A.粉碎后的煤粉原料(9)经煤粉进料管(10)进入混合管(16),煤灰煤气分离器(1)内煤灰密相床(101)中的一部分高温煤灰经高温煤灰输送管(3)进入混合管(16),煤粉原料(9)与高温煤灰在混合管(16)内混合后由混合管(16)的出口(160)进入床层式流化床干馏反应器(11),煤粉原料(9)在干馏密相床(110)中进行干馏反应,生成干馏油气和煤粉半焦,干馏油气经设于床层式流化床干馏反应器(11)内的第一组旋风分离器(8)分离出煤粉半焦与煤灰的混合物后由床层式流化床干馏反应器(11)顶部的油气出口管(6)流出,干馏密相床(110)中煤粉半焦与煤灰的混合物向下流动,进入设于床层式流化床干馏反应器(11)下方的汽提器(19),向汽提器(19)内通入汽提水蒸汽(180),汽提出煤粉半焦与煤灰的混合物所夹带的油气;
高温煤灰与煤粉原料(9)在混合管(16)内混合后的温度为450~550℃,煤粉原料(9)在干馏密相床(110)中的干馏反应时间为2~10min,干馏密相床(110)的温度为450~550℃,床层式流化床干馏反应器(11)顶部的操作压力为0.1~0.4MPa,床层式流化床干馏反应器(11)稀相段的气体线速为0.2~1.2m/s,在汽提器(19)内被汽提出夹带油气的煤粉半焦与煤灰的混合物,其炭含量以重量计为8%~45%;
B.在汽提器(19)内汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物经斜管(17)进入气化燃烧器(14),与经喷嘴(15)通入气化燃烧器(14)内的氧气(152)进行燃烧反应,燃烧后生成的一氧化碳、二氧化碳连同雾化水蒸汽(151)携带着经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物向上流动,进入提升管气化反应器(12);
气化燃烧器(14)的壳体包括下部的圆筒形筒体和上部的圆台面形筒体,煤粉半焦与煤灰的混合物在气化燃烧器(14)内进行燃烧的时间为3~5min,燃烧温度为800~900℃,气化燃烧器(14)顶部的操作压力为0.15~0.5MPa,煤粉半焦与煤灰的混合物经过部分燃烧后,被烧去40%~60%的炭;
C.在提升管气化反应器(12)内,进入提升管气化反应器(12)内的经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物与雾化水蒸汽(151)和通入提升管气化反应器(12)内的气化水蒸汽(130)沿提升管气化反应器(12)上行进行水煤气反应,生成的煤气和高温煤灰进入煤灰煤气分离器(1);
D.在煤灰煤气分离器(1)内,煤气和高温煤灰在第二组旋风分离器(2)内进行气固分离,分离出的煤气由煤灰煤气分离器(1)顶部的煤气出口管(24)流出,分离出的高温煤灰经料腿向下落入煤灰密相床(101)中,经流化气体分布器(5)向煤灰煤气分离器(1)的底部通入流化气体(50),流化气体(50)向上流经煤灰密相床(101),使煤灰密相床(101)处于充气流化状态,同时将煤灰密相床(101)中的煤灰夹带的剩余煤气汽提出来,汽提出的剩余煤气在第二组旋风分离器(2)内进行气固分离后由煤气出口管(24)流出,所述的流化气体(50)为450~550℃的水蒸汽;
煤灰煤气分离器(1)内煤灰密相床(101)中的一部分高温煤灰经外取热器(21)取热、冷却后,其中的一部分返回煤灰密相床(101),另一部分排出干馏装置。
2.根据权利要求1所述的干馏方法,其特征在于:经过部分燃烧的煤粉半焦与煤灰的混合物在提升管气化反应器(12)内与雾化水蒸汽(151)和气化水蒸汽(130)进行水煤气反应的时间为3~10s,提升管气化反应器(12)顶部出口的温度比底部入口的温度低30~60℃,提升管气化反应器(12)顶部出口的操作压力为0.1~0.4MPa。
3.根据权利要求1或2所述的干馏方法,其特征在于:煤粉原料(9)为褐煤、长焰煤、气煤、不粘结煤或弱粘结煤,其粒径不大于3mm。
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