CN105482838A - 一种煤热解制气再燃多联产方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤热解制气再燃多联产方法及系统，其中，煤热解制气再燃多联产方法包括以下步骤：将原煤分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；炼焦炉热解产生半焦和焦炉煤气，其中，产生的半焦与原煤混合一起分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；产生的焦炉煤气通过焦油捕集装置回收其中的焦油，回收焦油后的焦炉煤气通往炉膛进行再燃。本发明能够使燃煤电厂生产的产品多样化，且能够有效减少有害气体的排放。

Description

一种煤热解制气再燃多联产方法及系统

技术领域

本发明涉及燃煤电厂多联产技术领域，尤其涉及一种煤热解制气再燃多联产方法及系统。

背景技术

作为一次能源，煤的利用方式在我国主要是燃烧，而我国煤炭的特点是高硫、高灰、煤比重大。全国原煤平均灰分含量17.6％左右，平均硫分含量为1.1％，其中13％的原煤含硫量高于2％。我国煤炭入洗率低，约80％原煤用于直接燃烧，燃烧排放出大量的有害气体和烟尘，使生态环境遭到严重破坏。

提高我国煤炭利用效率、减少煤炭利用带来的环境污染的根本途径是研制和推广应用煤炭优化利用技术，即将目前利用方式下的煤炭这种不洁净、效率低、使用不方便的能源转化为洁净、高效、方便的能源加以利用，这已成为煤炭工业的发展方向。

再燃技术是燃煤电厂降NOx等有害气体的有效措施之一，是指：将部分燃料由主燃区上方送入炉膛，利用其携带的或者转化生成的HCN、NHi、CHi等还原性物质将主燃区煤粉燃烧生成的NOx部分还原，再补充适量的空气使全部燃料燃尽。但由于部分燃料中的还原性物质含量较低，以致再燃降NOx等有害气体的效果不是很显著。

而且，目前燃煤电厂生产的产品比较单一，主要生产蒸汽和发电，同时伴随飞灰和炉渣的产生。

发明内容

本发明的目的是提出一种煤热解制气再燃多联产方法及系统，其生产的产品多样化，且能有效减少有害气体的排放。

为实现上述目的，本发明提供了一种煤热解制气再燃多联产方法，其包括以下步骤：

将原煤分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；

炼焦炉热解产生半焦和焦炉煤气，其中，

产生的半焦与原煤混合一起分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；

产生的焦炉煤气通过焦油捕集装置回收其中的焦油，回收焦油后的焦炉煤气通往炉膛进行再燃。

在一优选或可选实施例中，原煤先经过制粉系统研磨后，再分为两部分。

在一优选或可选实施例中，另一部分原煤先经过煤粉分离装置收集煤粉，并产生乏气，然后，收集的煤粉通往炼焦炉进行热解，产生的乏气作为携带气体，携带炼焦炉产生的半焦与原煤混合。

在一优选或可选实施例中，经过煤粉分离装置收集的煤粉先送入煤粉仓存储，后通往炼焦炉进行热解。

在一优选或可选实施例中，炼焦炉产生的焦炉煤气先进入杂质分离装置，分离出的杂质回到炼焦炉进行二次热解；除杂质后的焦炉煤气进入焦油捕集装置回收其中的焦油。

为实现上述目的，本发明提供了一种煤热解制气再燃多联产系统，其包括原煤输送管、炼焦炉和焦油捕集装置，所述原煤输送管的输出端并列连接一次风管和热解煤粉管，所述一次风管连接炉膛，所述热解煤粉管连接所述炼焦炉，所述炼焦炉通过半焦输送管连接所述原煤输送管，所述炼焦炉还通过第一煤气管连接所述焦油捕集装置，所述焦油捕集装置通过第二煤气管连接所述炉膛，所述焦油捕集装置还连接焦油输出管，用于输出焦油。

在一优选或可选实施例中，所述原煤输送管上设置有用于研磨的制粉系统。

在一优选或可选实施例中，所述热解煤粉管上设置有煤粉分离装置，所述煤粉分离装置通过煤粉管连接所述炼焦炉，所述煤粉分离装置还通过乏气输送管连接所述半焦输送管。

在一优选或可选实施例中，所述煤粉分离装置与所述炼焦炉之间的所述热解煤粉管上还设置有用于存储煤粉的煤粉仓。

在一优选或可选实施例中，所述第一煤气管上设置有杂质分离装置，所述杂质分离装置通过杂质输送管连接所述炼焦炉。

在一优选或可选实施例中，所述原煤输送管的输入端连接原煤仓。

在一优选或可选实施例中，所述焦油捕集装置为电捕焦油器。

在一优选或可选实施例中，所述煤粉分离装置为煤粉分离器。

在一优选或可选实施例中，所述杂质分离装置为细粉分离器。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过利用炼焦炉对煤粉进行热解，通过焦油捕集装置捕集焦油，能够产生焦炉煤气、半焦和焦油等产品，产生的焦炉煤气用于再燃降NOx，产生的半焦用于燃烧，产生的焦油可以用于化工生产，本发明生产的产品多样化，且能够有效减少有害气体的排放。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统的流程框图；

图2为本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统的一具体实施例的结构框图；

附图中：

1-炼焦炉；2-半焦输送管；3-原煤仓；4-制粉系统；5-一次风管；6-热解煤粉管；7-煤粉分离器；8-煤粉仓；9-乏气输送管；10-第一煤气管；11-细粉分离器；12-杂质输送管；13-焦油捕集装置；14-焦油输出管；15-第二煤气管；16-炉膛。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法，包括以下步骤：

将原煤分为两部分，一部分送入炉膛16进行燃烧，另一部分送入炼焦炉1进行热解；

炼焦炉1热解产生半焦和焦炉煤气，其中，

产生的半焦与原煤混合一起分为两部分，一部分直接送入炉膛16进行燃烧，另一部分送入炼焦炉1进行热解；

产生的焦炉煤气通过焦油捕集装置13回收其中的焦油，回收焦油后的焦炉煤气通往炉膛16进行再燃。

本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法，能够产生焦炉煤气、半焦和焦油，生产的产品多样化，有效克服了燃煤电厂生产产品单一的缺点；而且使火电厂一方面利用煤热解产生的焦炉煤气进行再燃，有效降低了锅炉NOx的排放量，且克服了普通煤气再燃需要使用煤气站煤气的缺点；另一方面使火电厂利用煤热解产生的半焦和焦油分别进行燃烧和煤化工产业，延长了电厂产业链，增加了收益。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法中，原煤，或者原煤和半焦，可以先经过制粉系统4(如图2所示)研磨后，再分为两部分；一部分直接送入炉膛16进行燃烧，另一部分送入炼焦炉1进行热解。有效克服了炼焦炉1产生的半焦直接进炉膛16燃烧，半焦粒径不符合要求的缺点。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法中，另一部分原煤可以先经过煤粉分离装置(例如：煤粉分离器7)收集煤粉，并产生乏气，然后，收集的煤粉通往炼焦炉1进行热解，产生的乏气作为携带气体，携带炼焦炉1产生的半焦与原煤混合，能够有效克服乏气排空造成的部分煤粉浪费的缺点。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法中，经过煤粉分离装置收集的煤粉可以先送入煤粉仓8存储，后通往炼焦炉1进行热解。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法中，炼焦炉1产生的焦炉煤气可以先进入杂质分离装置(例如：细粉分离器11)，分离出的杂质回到炼焦炉1进行二次热解；除杂质后的焦炉煤气进入焦油捕集装置13回收其中的焦油，能够有效克服回收的焦油中杂质含量过高的缺点。

进一步的，煤粉分离装置可以为煤粉分离器7；杂质分离装置可以为细粉分离器11(如图2所示)。

下面列举本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法的一具体实施例，其具体可以包括以下步骤。

如图2所示，原煤仓3的原煤经制粉系统4研磨后分为两部分，一部分由一次风管5携带直接送入炉膛16进行燃烧，另一部分由热解煤粉管6送入煤粉分离器7。

煤粉分离器7将制粉系统4产生的另一部分煤粉收集进入煤粉仓8，进而通往炼焦炉1进行热解；煤粉分离器7产生的乏气作为携带气体，将炼焦炉1产生的半焦带入制粉系统4，重新研磨后进入下一个循环。

炼焦炉1产生的粗煤气首先进入细粉分离器11，分离出的杂质回到炼焦炉1进行二次热解；除杂质的煤气进入焦油捕集装置13回收其中的焦油。

回收焦油后的煤气通过煤气管通往炉膛16进行再燃。

本发明还提供了一种煤热解制气再燃多联产系统。

如图2所示，本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统，其包括原煤仓3、炼焦炉1和焦油捕集装置13，原煤仓3连接原煤输送管，原煤输送管的输出端并列连接一次风管5和热解煤粉管6，一次风管5连接炉膛16，热解煤粉管6连接炼焦炉1，炼焦炉1通过半焦输送管2连接原煤输送管，炼焦炉1还通过第一煤气管10连接焦油捕集装置13，焦油捕集装置13通过第二煤气管15连接炉膛16，焦油捕集装置13还连接焦油输出管14，用于输出焦油。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统中，原煤输送管上可以设置有用于研磨的制粉系统4。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统中，热解煤粉管6上可以设置有煤粉分离装置，煤粉分离装置可以通过热解煤粉管6连接炼焦炉1，煤粉分离装置还可以通过乏气输送管9连接半焦输送管2。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统中，煤粉分离装置与炼焦炉1之间的热解煤粉管6上还可以设置有用于存储煤粉的煤粉仓8。

在本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统中，第一煤气管10上可以设置有杂质分离装置，杂质分离装置可以通过杂质输送管12连接炼焦炉1。

在一优选或可选实施例中，焦油捕集装置13可以为套管式电捕焦油器。

在一优选或可选实施例中，煤粉分离装置7可以为动态煤粉分离器或者粗细粉分离器的组合。

在一优选或可选实施例中，杂质分离装置11可以为细粉分离器或木块分离器。

下面列举本发明提供的煤热解制气再燃多联产系统的一具体实施例，具体如下。

如图2所示，原煤仓3中的原煤经过制粉系统4研磨后分为两部分，一部分由一次风管5携带直接送入炉膛16进行燃烧，一部分由热解煤粉管6送入煤粉分离器7中；煤粉分离器7将进入其中的煤粉收集入煤粉仓8，产生的乏气用作携带气通过乏气输送管9连接半焦输送管2，将炼焦炉1产生的半焦送至制粉系统4；煤粉仓8中的煤粉送入炼焦炉1中进行热解；热解产生的半焦由乏气送往制粉系统4，热解产生的粗煤气通过第一煤气管10进入细粉分离器11；细粉分离器11分离得到的杂质通过杂质输送管12重新送入炼焦炉1进行热解；去除杂质后的焦炉煤气进入焦油捕集装置13回收其中的焦油，回收的焦油通过焦油输出管14输出；回收焦油后的煤气通过第二煤气管15通往炉膛16进行再燃。

进一步的，煤粉分离器7的最大通过粒径控制在20um以内。

进一步的，细粉分离器11的最大通过粒径控制在15um以内，如果所回收的焦油中杂质仍然很多，可在细粉分离器11后面再添加一级细粉分离器。

本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法及系统，至少具有以下有益效果：

1、本发明通过利用炼焦炉对煤粉进行热解，产生的焦炉煤气用于再燃具有较多优点：1)焦炉煤气价钱比天然气便宜；2)焦炉煤气是一种气体，燃烧效果和燃尽率要好于煤粉和生物质等固体再燃燃料；3)煤气再燃过程中起主要作用的是具有还原性的氢气、甲烷等物质，焦炉煤气中氢气含量55％～60％，甲烷含量23～27％，远高于普通煤气，能够显著减少NOx等有害气体的排放。

2、本发明的焦炉煤气来自炼焦炉，相比于直接使用煤气站的煤气，将电厂部分煤粉热解产生的焦炉煤气进行再燃具有其明显的优势，具体为：1)节省了购买煤气的成本；2)部分燃煤热解后产生的焦炉煤气会再次通往炉膛16进行再燃燃烧，对锅炉整体的效率没有影响，因为燃料的总量没有发生变化；3)节省了从煤气站到电厂的煤气输送管道，一方面节约了成本，另一方面缩短了煤气行程而从降低了煤气泄漏的隐患。

3、本发明通过利用炼焦炉对煤粉进行热解，产生的半焦用于燃烧，半焦可用于钢铁的冶炼。

4、本发明通过利用炼焦炉对煤粉进行热解，且有效的回收了焦油，回收的焦油可以用于化工生产，这是因为焦油是重要的化工原材料，在医药、塑料等领域具有重要的作用。

5、本发明在炼焦炉1后面布置杂质分离装置11和焦油捕集装置13克服了炼焦炉制气再燃技术中焦油和煤气一同通往炉膛，焦油无法回收的缺点。

综上所述，本发明提供的煤热解制气再燃多联产方法及系统，产生的产品包括电力、蒸汽、焦油、半焦和煤气等等，克服了燃煤电厂产品单一的缺点；且通过在燃煤锅炉前设置炼焦炉系统克服了普通再燃降NOx需要外加煤气的缺点。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种煤热解制气再燃多联产方法，其特征在于，包括以下步骤：

将原煤分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；

炼焦炉热解产生半焦和焦炉煤气，其中，

产生的半焦与原煤混合一起分为两部分，一部分送入炉膛进行燃烧，另一部分送入炼焦炉进行热解；

产生的焦炉煤气通过焦油捕集装置回收其中的焦油，回收焦油后的焦炉煤气通往炉膛进行再燃。

2.如权利要求1所述的煤热解制气再燃多联产方法，其特征在于：原煤先经过制粉系统研磨后，再分为两部分。

3.如权利要求1所述的煤热解制气再燃多联产方法，其特征在于：另一部分原煤先经过煤粉分离装置收集煤粉，并产生乏气，然后，收集的煤粉通往炼焦炉进行热解，产生的乏气作为携带气体，携带炼焦炉产生的半焦与原煤混合。

4.如权利要求3所述的煤热解制气再燃多联产方法，其特征在于：经过煤粉分离装置收集的煤粉先送入煤粉仓存储，后通往炼焦炉进行热解。

5.如权利要求1所述的煤热解制气再燃多联产方法，其特征在于：炼焦炉产生的焦炉煤气先进入杂质分离装置，分离出的杂质回到炼焦炉进行二次热解；除杂质后的焦炉煤气进入焦油捕集装置回收其中的焦油。

6.一种煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：包括原煤输送管、炼焦炉和焦油捕集装置，所述原煤输送管的输出端并列连接一次风管和热解煤粉管，所述一次风管连接炉膛，所述热解煤粉管连接所述炼焦炉，所述炼焦炉通过半焦输送管连接所述原煤输送管，所述炼焦炉还通过第一煤气管连接所述焦油捕集装置，所述焦油捕集装置通过第二煤气管连接所述炉膛，所述焦油捕集装置还连接焦油输出管，用于输出焦油。

7.如权利要求6所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述原煤输送管上设置有用于研磨的制粉系统。

8.如权利要求6所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述热解煤粉管上设置有煤粉分离装置，所述煤粉分离装置通过煤粉管连接所述炼焦炉，所述煤粉分离装置还通过乏气输送管连接所述半焦输送管。

9.如权利要求8所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述煤粉分离装置与所述炼焦炉之间的所述热解煤粉管上还设置有用于存储煤粉的煤粉仓。

10.如权利要求6所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述第一煤气管上设置有杂质分离装置，所述杂质分离装置通过杂质输送管连接所述炼焦炉。

11.如权利要求6所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述原煤输送管的输入端连接原煤仓。

12.如权利要求6所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述焦油捕集装置为电捕焦油器。

13.如权利要求8所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述煤粉分离装置为煤粉分离器。

14.如权利要求10所述的煤热解制气再燃多联产系统，其特征在于：所述杂质分离装置为细粉分离器。