CN104789271B - 粉料低温干馏气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉料低温干馏气化装置，本发明装置由1个或多个功能相同或不同的单元组合而成。其中，可以独立使用的单元称作主塔，必须依靠主塔才能实现功能的单元称作副塔。本发明的粉料低温干馏气化装置可以实现对粉料在干燥产生的热解水蒸气、低温干馏煤气、气化炉发生煤气等不同阶段所产生的气体产品进行分类导出，固定产品为半焦和灰渣。解决了粉料的分质利用的技术难题，同时有效降低产品单位能耗。

Description

粉料低温干馏气化装置

技术领域

本发明涉及煤化工和煤制气领域，特别提供了一种粉料低温干馏气化装置。

背景技术

煤炭分质利用主要由煤热解提质、煤气净化利用、煤焦油深加工以及洁净煤转化四部分构成。煤气化技术是煤炭分质利用的关键技术，主要由备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分组成，其核心是气化炉技术，经过几十年的发展，各类煤气化技术层出不穷，从大的方面的分析看，有固定（移动）床、流化床气化和气流床气化这三大类。

煤的低温干馏技术被广泛使用，在工业生产中比较成熟煤的低温干馏方法按加热方式分为外热式、内热式及内热外热混合式。

目前，制约煤分质利用的关键技术就是末煤型热解提质技术。

本发明装置将煤的低温外热式干馏技术与煤的气化技术相结合，使物料走向合乎工艺需要，相互连接上游为下游提供原料，在热量利用方面梯级使用，减少能源消耗，达到节能的目的。完成在同一个装置可以连续生产出两种不同品质的煤气（热解煤气、发生炉煤气）、半焦和水蒸气，为分质利用做准备。从煤利用的全过程角度提高了煤的商业价值，使煤的产物得到合理利用。

粉料因其自身的特殊性，现有的许多干馏、气化技术因为各种原因无法更好的、高效的、节能的进行利用。

基于现有技术的中存在的问题， 本发明提出了一种新型的粉料低温干馏气化装置，这种粉料低温干馏气化装置可以更好的解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为粉料的分质利用降低能耗提供一种解决方法，通过本发明的装置将实现粉料的干燥、干馏、气化后的产品分级，为使用更有针对性的气化后工艺提供条件。

所述粉料低温干馏气化装置，粉料适应范围为褐煤、油页岩，粒度范围：0~6mm。

本发明粉料低温干馏气化装置包括由具有不同功能的单元主塔、副塔、热解水蒸气室G和低温干馏煤气室H组成。下面对发明装置的相关单元主塔、副塔进行分述。

主塔，如图1所示，现有一种粉料低温干馏气化装置主塔包括所述由上至下依次排列的主塔给料段A、主塔干馏段B、气化炉C，

所述主塔给料段A设置包括由上至下依次排列的主塔顶部集气腔Ia、主塔导气管控制部Ib、主塔进料腔Ic、主塔料仓Id、主塔物料推进部Ie和主塔导气管Ia3，

所述主塔顶部集气腔Ia包括顶部集气腔壳体a5、瓶塞a1、导气管Ia3、导气管支座a4、粗煤气出口a2，主塔顶部集气腔Ia与导气管控制部连接，

所述导气管Ia3贯通给料段A和干馏段B，连接主塔顶部集气腔Ia与下部气化炉C，包括导气管上口a6、导气管管体、导气管下接口a7，导气管上口a6与主塔顶部集气腔Ia连接，导气管下接口a7与气化炉C连接，

所述导气管控制部b包括导气管升降器b2、导气管波纹节b1，导气管控制部b与进料腔c连接，

所述导气管升降器b2，目的控制导气管上下运动，实现导气管的升降功能，

所述主塔进料腔Ic包括进料腔壳体c4、粉料煤+惰性气进口c3、惰性气体出口c1、布袋除尘器c2、进料腔下出口c5，进料腔下出口c5与料仓上进口d1连接，

所述主塔料仓Id包括料仓上进口d1、料仓壳体d2、料仓下出口d3，料仓下出口d3与主塔物料推进部连接，

所述主塔物料推进部Ie包括，物料推进部上进口e3、物料推进器e2、上下弹性密封件e1、物料推进部下出口e4，物料推进部下出口e4与主塔干馏段B的外管顶端进料口f1连接，

所述主塔干馏段B装置为两个同心管结构，包括主塔导气管Ia3和外管壳f7，外管壳下端出料口f8与气化炉C的气化炉上进料口g1连接，

所述外管壳f7设置外管顶部进料口f1、外管支座f2、上导气孔f5、下导气孔f6、内管导向板f3、外管膨胀节f4、外管壳下端出料口f8，

所述气化炉C设置包括气化炉体g、气化炉上进料口g1、煤气侧出口g2、点火孔g3、出灰口g4、水蒸气进口g5、主氧气进口g6、透灰孔g7。

副塔，如图2所示，所述副塔由上至下依次排列的副塔给料段D、副塔干馏段E、半焦出料段F，

所述副塔给料段D设置包括由上至下依次排列的副塔顶部集气腔IIa、副塔进料腔IIc、副塔料仓IId、副塔物料推进部IIe和副塔导气管IIa3，

所述副塔顶部集气腔IIa描述与主塔顶部集气腔Ia同，副塔顶部集气腔IIa与进料腔IIc连接，

所述副塔导气管IIa3贯通给料段A和干馏段B，连接副塔顶部集气腔IIa与半焦出料段F，包括导气管上口a6、导气管管体、导气管下接口a7，导气管上口a6与副塔顶部集气腔IIa连接，导气管下接口a7与半焦出料段F的内管扩经三通h3连接，

所述副塔进料腔IIc描述与主塔进料腔Ic同，

所述副塔料仓IId描述与主塔料仓Id同，

所述副塔物料推进部IIe描述与主塔物料推进部Ie同，

所述副塔干馏段E描述与主塔干馏段B同，副塔干馏段外管壳下端出料口f8与半焦出料段F上进料口h1连接，副塔导气管下接口a7与半焦出料段F内管扩经三通h3连接，

所述半焦出料段F设置包括空腔h、上进料口h1、煤气侧进口h2、内管扩径三通h3、冷却水出口h4、冷却水进口h5、出料口h6。

所述物料推进器（e2），如图5、6所示，由固定部分和运动部分组成，运动部分为圆筒外形内部为漏斗形结构，主塔导气管（Ia3）或副塔导气管（IIa3）从圆筒中心通过并与圆筒同心，圆筒可以在垂直方向上下运动，粉料由推进器内部向下运动，固定部分是为运动部分提供上下运动的驱动装置，驱动装置由电机或气缸或凸轮拖动。

所述导气管升降器b2，齿轮与齿条结构，电机驱动，有限位保护装置。

所述瓶塞a1，与导气管a3同心，设于导气管上口a6上方，半球形外形，瓶塞直径大于导气管直径，瓶塞由气缸驱动其上下运动，瓶塞有关闭导气管出气功能。

附图说明

图 1示出根据本发明的粉料低温干馏气化装置主塔结构图。

图 2 示出根据本发明的粉料低温干馏气化装置副塔结构图。

图 3 示出根据本发明的粉料低温干馏气化装置主塔与副塔的一种组合结构图。

图 4 示出根据本发明的粉料低温干馏气化装置主塔与主塔的一种组合结构图。

图 5 示出根据本发明的粉料低温干馏气化装置物料推进器结构图

图6为图5沿CC的剖面图。

附图中标记如下：

A-主塔给料段、B- 主塔干馏段、C-主塔气化炉、D –副塔给料段、E-副塔干馏段、F-副塔半焦出料段、G-热解水蒸气室、H-低温干馏煤气室；

Ia-主塔顶部集气腔、b-导气管升降部、Ic-主塔进料腔、Id-主塔料仓、Ie-主塔推进部、If-主塔干馏室、g-气化炉体、Ia3-主塔导气管；

IIa-副塔顶部集气腔、IIc-副塔进料腔、IId-副塔料仓、IIe-副塔推进部、IIf-副塔干馏室、IIa3-副塔导气管；

a1-瓶塞、a2-粗煤气出口、a4-导气管支座、a5-顶部集气腔壳体、a6-导气管上口、a7-导气管下接口、b1-波纹补偿器、b2-导气管升降器、c1-惰性气排出口、c2-布袋除尘器、c3-粉料进口、c4-进料腔壳体、c5-进料腔下出口、d1-料仓上进口、d2-料仓壳体、d3-料仓下出口、e1-弹性密封件、e2-物料推进器、e3-物料推进部上进口、e4-物料推进部下出口、f1-外管顶端进料口、f2-外管支座、f3-下导气孔导出荒煤气、f4-外管膨胀节、f5-上导气孔导出水蒸气、f6-内管导向板、f7-外管壳、f8-外管壳下端出料口、g1-气化炉上进料口、g2-煤气侧出口、g3-点火孔、g4-出灰口 g5-水蒸气进口、g6-主氧气进口、g7-透灰孔、h-空腔、h1-半焦出料段上接口、h2-煤气侧进口、h3-内管扩径三通、h4-冷却水出口、h5-冷却水进口、h6-半焦出料口。

具体实施方式

所述粉料低温干馏气化装置，原料煤适应范围为褐煤、油页岩，粒度范围：0~6mm。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范畴。

以下将结合附图详细描述根据本发明的粉料低温干馏气化装置的方式。

实施典型的案例有多种组合方式，现就列举两种方案进行说明，方案一，主塔与副塔组合产半焦方案，方案二，主塔与主塔组合产气化煤气方案。下面就上述两方案进行具体描述。应当指出的是， 附图和以下所描述的具体实施方式仅仅是示例， 而不构成对本发明的限制。

具体实施方案一，以生产半焦为目的，本方案装置组合为主塔和福塔，见附图3。

在附图3所示，图中示出了本发明的粉料低温干馏气化装置的主塔与副塔的一种组合示意图。主塔与副塔并列排列，其中两塔的顶部集气腔(Ia、IIa)相互连接，两塔的料仓(Ic、IIc）相互连接，主塔煤气侧出口g2与副塔煤气侧进口h2相互连接。在主塔和副塔干馏段设装置有热解水蒸气室G和低温干馏煤气室H。

粉料用惰性气体密相气流输送进入主、副塔进料腔（Ic、IIc）的粉料进口c3，经布袋除尘器c2进行分离物料与气体，气体通过主、副塔进料腔c的惰性气体排出口c1排出装置，物料分别落于主、副塔料仓(Id、IId），料仓（Id、IId）中物料向下运动进入下部主、副塔物料推进部（Ie、IIe），物料推进器将物料各自推进到对应的干馏段B和E，对物料进行干燥和干馏，干燥温度为100~150℃，干馏温度为550℃，物料干燥、干馏所需热量由导气管提供，主塔干馏段出口热半焦约550℃进入下面气化炉上进料口g1进入气化炉与由氧气进口g6进入的富氧或纯氧、水蒸气进口g5的水蒸气在炉内发生气化反应，常压下炉内温度约950℃，产生高温气化煤气，一路进入主塔导气管Ia3上升至主塔顶部集气腔Ia，另一路通过煤气侧出口g2进入副塔半焦出料段煤气侧进口h2。气化后灰、渣由气化炉底部排出。副塔干馏段出口热半焦，进入半焦出料段上进口h1，冷却后排出。主塔热煤气进入半焦出料段内管扩径三通与副塔导气管IIa3连接，上升至副塔顶部集气腔IIa。导气管进口温度约为600~700℃，装置气化气出口温度约200~300℃。

物料在主、副塔干馏段B、E的干燥、干流过程中产生的水蒸气、低温干馏煤气通过外管壳上导气孔f5导出热解水蒸气 、下导气孔f6导出低温干馏煤气。干馏段导出的热解水蒸气进入装置热解水蒸气室G，干馏段低温干馏煤气进入低温干馏煤气室H。热解水蒸气室G、低温干馏煤气室H与外部系统连接。

通过本方案一组合的粉料低温干馏气化装置可以实现粉料低温干燥、干馏、气化、半焦的产品分级。

具体实施方案二，以生产气化煤气为目的，本方案装置组合为主塔和主塔，见附图4。

在附图4所示，图中示出了本发明的粉料低温干馏气化装置的主塔与主塔的一种组合示意图。主塔与主塔并列排列，其中四主塔的顶部集气腔a、料仓c相互连接。在主塔干馏段设装置有热解水蒸气室G和低温干馏煤气室H。

粉料用惰性气体密相气流输送进入四个主塔进料腔Ic的粉料进口c3，经布袋除尘器c2进行分离物料与气体，气体通过主塔进料腔Ic的惰性气体排出口c1排出装置，物料分别落于四个主塔的料仓Id，料仓Id中物料向下运动进入下部主塔物料推进部Ie，物料推进器将物料各自推进到干馏段B，对物料进行干燥和干馏，物料干燥温度为100~150℃，干馏温度为550℃，物料干燥、干馏所需热量由导气管提供，主塔干馏段出口热半焦约550℃进入下面气化炉上进料口g1进入气化炉与由氧气进口g6进入的富氧或纯氧、水蒸气进口g5的水蒸气在炉内发生气化反应，常压下炉内温度约950℃，产生高温气化煤气，进入主塔导气管Ia3上升至主塔顶部集气腔Ia，主塔顶部集气腔Ia与外部系统连接。导气管进口温度约为600~700℃，装置气化煤气气出口温度约200~300℃。气化后灰、渣由气化炉底部排出。

物料在主塔干馏段B的干燥、干流过程中产生的水蒸气、低温干馏煤气通过外管壳上导气孔f5导出热解水蒸气 、下导气孔f6导出低温干馏煤气。干馏段导出的热解水蒸气进入装置热解水蒸气室G，干馏段低温干馏煤气进入低温干馏煤气室H。热解水蒸气室G、低温干馏煤气室H与外部系统连接。

通过本方案二组合的粉料低温干馏气化装置可以实现粉料低温干燥、干馏、气化的产品分级。

Claims (7)

1.一种粉料低温干馏气化装置，其特征在于：包括由具有不同功能的单元主塔、副塔、热解水蒸气室（G）和低温干馏煤气室（H）组成；

所述主塔由上至下依次连接的顺序为主塔给料段（A）、主塔干馏段（B）、气化炉（C）；

所述副塔由上至下依次连接的顺序为副塔给料段（D）、副塔干馏段（E）、半焦出料段（F）；

所述主塔干馏段（B）和副塔干馏段（E）垂直穿过热解水蒸气室（G）和低温干馏煤气室（H），热解水蒸气室（G）在低温干馏煤气室（H）上方；

所述主塔给料段(A)设置包括由上至下依次排列的主塔顶部集气腔（Ia）、导气管控制部（b）、主塔进料腔(Ic)、主塔料仓(Id)、主塔物料推进部(Ie)和主塔导气管(Ia3)；

所述副塔给料段(D)设置包括由上至下依次排列的副塔顶部集气腔(IIa)、副塔进料腔(IIc)、副塔料仓(IId)、副塔物料推进部(IIe)和副塔导气管(IIa3)。

2.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，其特征在于：所述主塔内设置有主塔导气管（Ia3），所述主塔导气管（Ia3）贯通主塔给料段（A）和主塔干馏段（B），连接主塔顶部集气腔（Ia）与下部气化炉(C）；

所述副塔内设置有副塔导气管（IIa3），所述副塔导气管(IIa3)贯通副塔给料段（D）和副塔干馏段（E），连接副塔顶部集气腔（IIa）与下部半焦出料段（F）。

3.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，其特征在于：所述主塔与副塔的组合使用方式中塔之间主塔、副塔的顶部集气腔（Ia、IIa）和进料腔（Ic、IIc）相互连接；

所述主塔与主塔的组合使用方式中塔之间的主塔顶部集气腔（Ia）和进料腔（Ic）相互连接。

4.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，所述主塔物料推进部（Ie）包括，物料推进部上进口(e3)、物料推进器(e2)、上下弹性密封件(e1)、物料推进部下出口(e4)，其特征在于：所述物料推进器（e2），由固定部分和运动部分组成，运动部分为圆筒外形内部为漏斗形结构，主塔导气管（Ia3）或副塔导气管（IIa3）从圆筒中心通过并与圆筒同心，圆筒可以在垂直方向上下运动，粉料由推进器内部向下运动，固定部分是为运动部分提供上下运动的驱动装置，驱动装置由电机或气缸或凸轮拖动；

所述副塔物料推进部（IIe）包括，物料推进部上进口(e3)、物料推进器(e2)、上下弹性密封件(e1)、物料推进部下出口(e4)。

5.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，所述导气管控制部(b)包括导气管升降器(b2)、导气管波纹节(b1)，其特征在于：所述导气管升降器（b2），齿轮与齿条结构，电机驱动，有限位保护装置。

6.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，所述主塔顶部集气腔（Ia）包括顶部集气腔壳体(a5)、瓶塞(a1)、导气管(Ia3)、导气管支座(a4)、粗煤气出口(a2)，其特征在于：所述瓶塞（a1），与导气管（Ia3）同心，设于导气管上口（a6）上方，半球形外形，瓶塞直径大于导气管直径，瓶塞由气缸驱动其上下运动，瓶塞有关闭导气管出气功能；

所述副塔顶部集气腔（IIa）包括顶部集气腔壳体(a5)、瓶塞(a1)、导气管(IIa3)、导气管支座(a4)、粗煤气出口(a2)。

7.根据权利要求1所述粉料低温干馏气化装置，所述半焦出料段（F）设置包括空腔(h)、上进料口(h1)、煤气侧进口(h2)、内管扩径三通(h3)、冷却水出口(h4)、冷却水进口(h5)、出料口(h6)，其特征在于：内管扩径三通(h3)，采用三通形结构。