CN105482839A - 煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统及其应用，该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统包括：煤热解反应器，所述煤热解反应器具有半焦出口和热解气出口，并且所述煤热解反应器内部设置有多层蓄热式辐射管；循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉具有半焦入口和烟气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；热解气处理单元，所述热解气处理单元具有热解气入口，所述热解气入口与所述热解气出口相连。该联用系统可以解决煤拔头前段热解工艺复杂，且与循环流化床耦合性高导致操作不稳定的问题，同时利用该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行发电时能够确保发电系统的稳定性。

Description

煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统及其应用
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统及其应用。
背景技术
煤热解后产生的半焦可以作为燃料用于发电。在现有技术中，煤热解拔头工艺主要是针对循环流化床发电机组。现有的煤热解发电系统大多采用的是循环流化床锅炉，这样的系统由于采取较复杂的固体热载体工艺，存在诸多缺陷。例如，现有的循环流化床发电机组要求循环流化床锅炉与煤热解反应器同时正常运转，如果一方系统发生改变，都会导致整个工艺无法稳定运行，这不符合我国对发电稳定的要求，并且煤热解反应器中产生的油气需要配套的油气回收利用等化工系统，导致设备投资成本变大。
因此，现有的循环流化床发电机组有待进一步改进。
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煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统及其应用，该联用系统可以解决煤拔头前段热解工艺复杂，且与循环流化床耦合性高导致操作不稳定的问题，同时利用该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行发电时能够确保发电系统的稳定性。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统。根据本发明的实施方案，该联用系统包括：
煤热解反应器，所述煤热解反应器具有半焦出口和热解气出口，并且所述煤热解反应器内部设置有多层蓄热式辐射管；
循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉具有半焦入口和烟气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；
热解气处理单元，所述热解气处理单元具有热解气入口，所述热解气入口与所述热解气出口相连。
根据本发明的一个实施方案，本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统包括：
煤热解反应器，所述煤热解反应器具有煤入口、半焦出口和热解气出口，并且所述煤热解反应器内部设置多层蓄热式辐射管，且适于将煤进行热解反应，以便得到半焦和热解气；
循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉具有半焦入口、煤进口和热烟气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连，且适于将煤和半焦进行混合燃烧，以便得到热烟气；
热解气处理单元，所述热解气处理单元具有热解气入口和可燃气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，且适于将所述热解气进行处理，以便得到可燃气。
本发明人惊奇地发现，本发明的煤热解反应器能够与现有的循环流化床锅炉直接联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，特别是，在本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统中，与现有的煤热解拔头工艺-循环流化床发电机组联用的系统相比，煤热解反应器和循环流化床锅炉能够相对独立地运行，二者互相干扰相对较小。当本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统用于发电时，能够确保发电系统的稳定性。
根据本发明的一个实施方案，所述热解气处理单元包括：净化装置、焦油催化裂解装置和余热回收装置，其中，所述热解气入口设置在所述净化装置上，所述煤热解反应器的热解气出口与所述净化装置连接，所述净化装置与所述焦油催化裂解装置连接，所述焦油催化裂解装置与所述余热回收装置连接。
在本发明的一个实施方案中，所述热解气处理单元包括：净化装置，所述热解气入口设置在所述净化装置上，所述净化装置进一步具有净化热解气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，且适于对所述热解气进行净化处理，以便得到净化热解气；焦油催化裂解装置，所述焦油催化裂解装置具有净化热解气入口和第一可燃气出口，所述净化热解气入口与所述净化热解气出口相连，且适于对所述净化热解气进行裂解处理，以便得到第一可燃气；余热回收装置，所述可燃气出口设置在所述余热回收装置上，且所述余热回收装置与所述第一可燃气出口相连，且适于回收所述第一可燃气中的余热，以便得到可燃气。
本发明的热解气处理单元可以有效降低热解气中焦油含量，从而有利于后续天然气合成工艺的操作，同时可以有效回收系统中的余热，从而实现余热的最大化利用。
在本发明的一个实施方案中，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管，且每个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿所述煤热解反应器的本体高度方向上错开分布。由此，可以显著提高煤料的快速热解效率，进而提高焦油的产率。
在本发明的一个实施方案中，所述煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进一步包括：U型阀，所述U型阀设置在所述煤热解反应器的下部，所述U型阀连接所述煤热解反应器的半焦出口和所述循环流化床锅炉的半焦入口。这样的U型阀可以通过风送将所述半焦供给至所述循环流化床锅炉，从而显著降低系统的故障率和能耗。风送可以通过吹入惰性气体来实现，例如氮气等。
在本发明的第二个方面，本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统可以用于发电。
当本发明的联用系统用于发电时，将本发明联用系统中由循环流化床锅炉产生的烟气与循环流化床锅炉中的换热系统进行换热，产生水蒸汽，由此利用产生的水蒸汽进行发电。利用本发明的联用系统进行发电，可以实现能源的综合利用，并且保证发电系统具有较高的稳定性。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种处理煤的方法。根据本发明的实施方案，该方法是利用前述煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行的。根据本发明的实施方案，该方法包括：
(1)将煤输送至所述煤热解反应器进行热解处理，以便得到半焦和热解气；
(2)将所述半焦输送至所述循环流化床锅炉，使所述半焦与煤进行混合燃烧，以便得到热烟气；
(3)将所述热解气输送至所述热解气处理单元进行处理，从而得到可燃气。
由此，本发明人惊奇地发现，本发明的煤热解反应器能够与现有的循环流化床锅炉直接联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，特别是，在本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统中，与现有的煤热解拔头工艺-循环流化床发电机组联用的系统相比，煤热解反应器和循环流化床锅炉能够相对独立地运行，二者互相干扰相对较小。当本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统用于发电时，能够确保发电系统的稳定性。
在本发明的一个具体实施方案中，本发明方法中的步骤(3)按照下列步骤进行：
(3-1)将所述热解气输送至所述净化装置进行净化处理，以便得到净化热解气；
(3-2)将所述净化热解气输送至所述焦油催化裂解装置进行裂解处理，以便得到第一可燃气；
(3-3)将所述第一可燃气输送至所述余热回收装置，以便得到所述可燃气。
在本发明的一个实施方案中，所述处理煤的方法进一步包括：将最终获得的可燃气的一部分供给至所述蓄热式辐射管作为燃料使用。通过本实施方案的方法，本发明煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统中产生的可燃气可以被该系统自身利用，实现自热。
在本发明的一个实施方案中，在步骤(2)中，通过所述U型阀将所述半焦供给至所述循环流化床锅炉。由此，可以显著降低系统的故障率和能耗。
本发明的方法可以有效降低热解气中焦油含量，从而有利于后续天然气合成工艺的操作，同时可以有效回收系统中的余热，从而实现余热的最大化利用。
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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统的结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统的结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统的结构示意图；
图4是根据本发明又一个实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统的结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例的处理煤的方法流程示意图；
图6是根据本发明再一个实施例的处理煤的方法流程示意图；
图7是根据本发明又一个实施例的处理煤的方法流程示意图；
图8是根据本发明一个实施例的利用煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行发电的系统结构示意图。
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。
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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统。根据本发明的实施例，该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统包括：煤热解反应器，所述煤热解反应器具有半焦出口和热解气出口，并且所述煤热解反应器内部设置有多层蓄热式辐射管；循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉具有半焦入口和烟气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；热解气处理单元，所述热解气处理单元具有热解气入口，所述热解气入口与所述热解气出口相连。
发明人发现，通过采用内部设置多层蓄热式辐射管的煤热解反应器与现有的循环流化床锅炉直接进行联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，即可将煤热解反应器中产生的热半焦送至循环流化床锅炉进行燃烧产生热烟气，由于煤热解反应器中采用蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且该蓄热式辐射管可以通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧，可以保证煤热解反应器中温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的快速热解效率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的煤热解反应装置不需要设置预热单元和载体分离单元，可以极大简化快速热解反应工艺流程，从而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，进而可以解决现有的煤拔头前段热解工艺复杂，且现有的热解反应器与循环流化床锅炉耦合性高导致的操作不稳定的问题，同时采用该煤热解反应器可以提高焦油产率，然后通过采用热解气处理单元将所产生的焦油转变为可燃气，较现有技术相比可以省去油气回收利用等化工系统，从而降低设备投资成本，另外，通过将煤热解反应器中产生的热半焦直接热送至与循环流化床锅炉与煤混合燃烧，不仅能够确保循环流化床锅炉的燃烧稳定性，而且可以显著提高能量利用率，并且当利用该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行发电时能够确保发电系统的稳定性。
下面参考图1-4对本发明实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行详细描述。根据本发明的实施例，该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统包括：煤热解反应器100、循环流化床锅炉200和热解气处理单元300。
根据本发明的实施例，煤热解反应器100具有煤入口101、半焦出口102和热解气出口103，并且煤热解反应器100内部设置有多层蓄热式辐射管11，且适于将煤进行热解反应，从而可以得到半焦和热解气。发明人发现，通过采用内部设置多层蓄热式辐射管的煤热解反应器与现有的循环流化床锅炉直接进行联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，即可将煤热解反应器中产生的热半焦送至循环流化床锅炉进行燃烧产生热烟气，由于煤热解反应器中采用蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且该蓄热式辐射管可以通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧，可以保证煤热解反应器中温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的快速热解效率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的煤热解反应装置不需要设置预热单元和载体分离单元，可以极大简化快速热解反应工艺流程，从而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，进而可以解决现有的煤拔头前段热解工艺复杂，且现有的热解反应器与循环流化床锅炉耦合性高导致的操作不稳定的问题。
根据本发明的一个实施例，煤入口101可以设在煤热解反应器100的上端，且适于将煤供给至煤热解反应器内部。
根据本发明的再一个实施例，半焦出口102可以设在煤热解反应器100的底端，且适于将热解过程产生的半焦固体排出煤热解反应器。
根据本发明的又一个实施例，热解气出口103可以设在煤热解反应器100的侧壁上，且适于将热解过程产生的热解气排出煤热解反应器。
根据本发明的又一个实施例，多层蓄热式辐射管11在煤热解反应器100中沿反应器高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管，根据本发明的具体实施例，每层蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且每个蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿反应器高度方向错开分布。由此，可以显著提高煤料的快速热解效率，进而提高焦油的产率。
根据本发明的实施例，循环流化床锅炉200具有半焦入口201、煤进口202和烟气出口203，半焦入口201与半焦出口102相连，且适于将煤和半焦进行混合燃烧，从而可以得到热烟气。发明人发现，通过将煤热解反应器中产生的热半焦直接热送至与循环流化床锅炉与煤混合燃烧，不仅能够确保循环流化床锅炉的燃烧稳定性，而且可以显著提高能量利用率，并且当利用该煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统中产生的热烟气进行发电时能够确保发电系统的稳定性。
根据本发明的实施例，热解气处理单元300具有热解气入口301和可燃气出口302，热解气入口301与热解气出口103相连，且适于将热解气进行处理，从而可以得到可燃气。发明人发现，通过采用热解气处理单元对热解气处理，可以将其中的焦油转变为经济价值更高的可燃气，较现有技术相比可以省去油气回收利用等化工系统，从而降低设备投资成本。
根据本发明的具体实施例，参考图2，热解气处理单元300可以包括净化装置310、焦油催化裂解装置320和余热回收装置330。
根据本发明的一个具体实施例，热解气入口301设在净化装置310上，并且净化装置310可以进一步具有净化热解气出口311，净化装置310上的热解气入口301与热解气出口103相连，且适于对热解气进行净化处理，从而可以得到净化热解气。由此，可以有效去除热解气中携带的灰尘，避免灰尘堵塞装置，同时可以降低后续产物可燃气中的含尘率，从而保证所得可燃气具有较高的品质。需要说明是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体进行选择，只要能够保证去除热解气中的灰尘即可。
根据本发明的再一个具体实施例，焦油催化裂解装置320具有净化热解气入口321和第一可燃气出口322，净化热解气入口321与净化热解气出口312相连，且适于对净化热解气进行裂解处理，从而可以得到第一可燃气。由此，可以将热解气中的焦油进行二次裂解，从而显著提高所得可燃气中的甲烷含量，进而保证了所得可燃气具有较高的经济价值。
根据本发明的又一个具体实施例，可燃气出口302可以设在余热回收装置330上，并且余热回收装置330与第一可燃气出口322相连，且适于回收第一可燃气中的余热，从而可以得到可燃气。由此，通过采用余热回收可燃气中的余热，不仅可以将余热回收装置内的给水加热转变为水蒸气，该水蒸气可以供给至发电系统中作为发电系统中的补给水蒸气，而且可以对可燃气进行降温，从而在实现能源的综合和合理利用的同时，降低生产成本。
参考图3，根据本发明的实施例，余热回收装置330上的可燃气出口302可以与蓄热式辐射管11相连，且适于将余热回收装置得到的可燃气的一部分供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，而另一部分可以送入燃气净化变换单元生产天然气或直接送至工业用户使用。由此，通过将系统内部产生的可燃气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，不仅可以降低煤热解反应器对外部能源的依赖，而且可以显著降低生产成本，实现能源的综合合理利用。具体的，本领域技术人员可以根据实际需要通过在煤热解反应器和余热回收装置之间设置输气装置将余热回收装置得到的可燃气供给至煤热解反应器中的蓄热式辐射管，例如可以采用风机、气泵等。
参考图4，根据本发明实施例的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进一步包括U型阀400。
根据本发明的实施例，U型阀400设置在煤热解反应器100的下部，U型阀400分别连接煤热解反应器100上的半焦出口102和循环流化床锅炉上的半焦入口201，且适于利用空气将半焦供给至循环流化床锅炉200。由此，采用U型阀将半焦热送至循环流化床锅炉，只需采取一次风输送，较机械输送相比，可以显著降低故障率和能耗。
在本发明的第二个方面，本发明提出了煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统用于发电的应用。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种处理煤的方法。根据本发明的实施例，该方法是利用煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方法包括：(1)将煤输送至所述煤热解反应器进行热解处理，以便得到半焦和热解气；(2)将所述半焦输送至所述循环流化床锅炉，使所述半焦与煤进行混合燃烧，以便得到热烟气；(3)将所述热解气输送至所述热解气处理单元进行处理，从而得到可燃气。
发明人发现，通过采用内部设置多层蓄热式辐射管的煤热解反应器与现有的循环流化床锅炉直接进行联用对煤进行处理，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，即可将煤热解反应器中产生的热半焦送至循环流化床锅炉进行燃烧产生热烟气，由于煤热解反应器中采用蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且该蓄热式辐射管可以通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧，可以保证煤热解反应器中温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的快速热解效率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的煤热解反应装置不需要设置预热单元和载体分离单元，可以极大简化快速热解反应工艺流程，从而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，进而可以解决现有的煤拔头前段热解工艺复杂，且现有的热解反应器与循环流化床锅炉耦合性高导致的操作不稳定的问题，同时采用该煤热解反应器可以提高焦油产率，然后通过采用热解气处理单元将所产生的焦油转变为可燃气，较现有技术相比可以省去油气回收利用等化工系统，从而降低设备投资成本，另外，通过将煤热解反应器中产生的热半焦直接热送至与循环流化床锅炉与煤混合燃烧，不仅能够确保循环流化床锅炉的燃烧稳定性，而且可以显著提高能量利用率，并且当利用该方法进行发电时能够确保发电系统的稳定性。需要说明的是，上述针对煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统所描述的特征和优点同样适用于该处理煤的方法，此处不再赘述。
下面参考图5-7对本发明实施例的处理煤的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：将煤输送至煤热解反应器进行热解处理
根据本发明的实施例，将煤料经煤入口供给至煤热解反应器，并向煤热解反应器内的蓄热式辐射管中供给燃料，以便采用煤热解反应器对煤进行热解反应，从而可以得到半焦和热解气。发明人发现，通过采用内部设置多层蓄热式辐射管的煤热解反应器与现有的循环流化床锅炉直接进行联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，即可将煤热解反应器中产生的热半焦送至循环流化床锅炉进行燃烧产生热烟气，由于煤热解反应器中采用蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且该蓄热式辐射管可以通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧，可以保证煤热解反应器中温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的快速热解效率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的煤热解反应装置不需要设置预热单元和载体分离单元，可以极大简化快速热解反应工艺流程，从而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，进而可以解决现有的煤拔头前段热解工艺复杂，且现有的热解反应器与循环流化床锅炉耦合性高导致的操作不稳定的问题。
S200：将半焦输送至循环流化床锅炉
根据本发明的实施例，将煤热解反应器中产生的半焦经半焦入口供给至循环流化床锅炉内与煤进行混合燃烧，从而可以得到烟气。具体的，煤热解反应器中产生的半焦为400～600℃。发明人发现，通过将煤热解反应器中产生的热半焦直接热送至与循环流化床锅炉与煤混合燃烧，不仅能够确保循环流化床锅炉的燃烧稳定性，而且可以显著提高能量利用率，并且当利用该过程中产生的烟气进行发电时能够确保发电系统的稳定性。
根据本发明的一个具体实施例，该步骤中，煤的具体粒径并不受特别限制，只要能够满足循环流化床粒径要求即可，例如可以煤磨矿至粒径10mm以下。
根据本发明的再一个具体实施例，可以通过设置在煤热解反应器下部的U型阀将煤热解反应器中产生的半焦供给至循环流化床锅炉。由此，采用U型阀将半焦热送至循环流化床锅炉，只需采取一次风输送，较机械输送相比，可以显著降低故障率和能耗。
S300：将热解气输送至热解气处理单元进行处理
根据本发明的实施例，将煤热解反应器中产生的热解气经热解气入口供给至热解气处理单元，以便对热解气进行处理，从而可以得到可燃气。发明人发现，通过采用热解气处理单元对热解气处理，可以将其中的焦油转变为经济价值更高的可燃气，较现有技术相比可以省去油气回收利用等化工系统，从而降低设备投资成本。
下面参考图6对采用热解气处理单元对热解气进行处理的过程进行详细描述。根据本发明的实施例，采用热解气处理单元对热解气进行处理可以按照下列步骤就行：
S310：将热解气输送至净化装置进行净化处理
根据本发明的实施例，将煤热解反应器中产生的热解气经热解气入口供给至净化装置中进行净化处理，从而可以得到净化热解气。由此，可以有效去除热解气中携带的灰尘，避免灰尘堵塞装置，同时可以降低后续产物可燃气中的含尘率，从而保证所得可燃气具有较高的品质。需要说明是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体进行选择，只要能够保证去除热解气中的灰尘即可。
S320：将净化热解气输送至焦油催化裂解装置进行裂解处理
根据本发明的实施例，经净化装置中产生的净化热解气经净化热解气入口供给至焦油催化裂解装置中进行裂解处理，从而可以得到第一可燃气。由此，可以将热解气中的焦油进行二次裂解，从而显著提高所得可燃气中的甲烷含量，进而保证了所得可燃气具有较高的经济价值。
S330：采用余热回收装置回收第一可燃气中的余热
根据本发明的实施例，将第一可燃气经第一可燃气出口供给至余热回收装置进行回收第一可燃气中的余热，从而可以得到可燃气。由此，通过采用余热回收可燃气中的余热，不仅可以将余热回收装置内的给水加热转变为水蒸气，该水蒸气可以供给至发电系统中作为发电系统中的补给水蒸气，而且可以对可燃气进行降温，从而在实现能源的综合和合理利用的同时，降低生产成本。
参考图7，根据本发明实施例的处理煤的方法进一步包括：
S400：将最终获得的可燃气的一部分供给至蓄热式辐射管作为燃料使用
根据本发明的实施例，将余热回收装置得到的可燃气的一部分供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，而另一部分可以送入燃气净化变换单元生产天然气或直接送至工业用户使用。由此，通过将系统内部产生的可燃气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，不仅可以降低煤热解反应器对外部能源的依赖，而且可以显著降低生产成本，实现能源的综合合理利用。具体的，本领域技术人员可以根据实际需要通过在煤热解反应器和余热回收装置之间设置输气装置将余热回收装置得到的可燃气供给至煤热解反应器中的蓄热式辐射管，例如可以采用风机、气泵等。
本发明人惊奇地发现，本发明的煤热解反应器能够与现有的循环流化床锅炉直接联用，而无需对现有的循环流化床锅炉进行改造，特别是，在本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统中，与现有的煤热解拔头工艺-循环流化床发电机组联用的系统相比，煤热解反应器和循环流化床锅炉能够相对独立地运行，二者互相干扰相对较小。当本发明的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统用于发电时，能够确保发电系统的稳定性。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
以煤为原料，利用煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统进行发电，煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统的结构如图4所示，发电流程如图8所示，利用该煤热解反应器-循环流化床锅炉进行发电的方法如下：
(1)将100吨煤进行粉碎处理，至粒径10mm以下；
(2)将粉碎的煤送入煤热解反应器进行热解，该煤热解反应器中设置了多层加热辐射管，热解得到半焦(510℃)和热解气(温度为518℃)，产生的热解半焦达60.05吨；
(3)通过向U型阀吹入将60.05吨热解半焦直接送入循环流化床锅炉内，与60吨原煤粉进行混合燃烧，产生大量热烟气；
(4)将热烟气与循环流化床锅炉中的换热系统进行换热，产生水蒸汽(23.5Mpa，558摄氏度)，由此利用产生的蒸汽进行发电；
(5)将在步骤(2)中获得的热解气经高温净化装置和焦油催化裂解装置进行处理，得到可燃气，可燃气中CH4含量高达41.9％；
(6)将步骤(5)获得的可燃气经余热回收装置换热处理后，一部分可燃气被输送至煤热解反应器的辐射管作为燃料，另一部分可以送入燃气净化变换单元生产天然气或直接送至工业用户使用。
对比例
本对比例与实施例相同，不同之处仅在于循环流化床锅炉的燃料全部为原料煤，产生相同品质的水蒸汽(23.5Mpa，558摄氏度)。
如表1所示的结果，与对比例相比，实施例的发电标准煤耗下降了近1.8g/kwh，以2×350MW发电厂为例(年发电小时数5500h)，年节约煤量6930吨。
表1实施例和对比例能量效率比较
项目 发电标准煤耗(g/kw·h)
实施例 313.2
对比例 315.0
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 (9)

1.一种煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统，其特征在于，包括：
煤热解反应器，所述煤热解反应器具有半焦出口和热解气出口，并且所述煤热解反应器内部设置有多层蓄热式辐射管；
循环流化床锅炉，所述循环流化床锅炉具有半焦入口和烟气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；
热解气处理单元，所述热解气处理单元具有热解气入口，所述热解气入口与所述热解气出口相连。
2.根据权利要求1所述的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统，其特征在于，所述热解气处理单元包括：净化装置、焦油催化裂解装置和余热回收装置，其中，所述热解气入口设置在所述净化装置上，所述煤热解反应器的热解气出口与所述热解气进口连接，所述净化装置与所述焦油催化裂解装置连接，所述焦油催化裂解装置与所述余热回收装置连接。
3.根据权利要求1或2所述的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统，其特征在于，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管，且每个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿所述煤热解反应器的本体高度方向上错开分布。
4.根据权利要求1-3任一项所述的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统，其特征在于，进一步包括：
U型阀，所述U型阀设置在所述煤热解反应器的下部，所述U型阀连接所述半焦出口和所述半焦入口。
5.根据权利要求1-4任一项所述的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统用于发电的应用。
6.一种利用权利要求1-4任一项所述的煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统处理煤的方法，其特征在于，包括：
(1)将煤输送至所述煤热解反应器进行热解处理，以便得到半焦和热解气；
(2)将所述半焦输送至所述循环流化床锅炉，使所述半焦与煤进行混合燃烧，以便得到热烟气；
(3)将所述热解气输送至所述热解气处理单元进行处理，从而得到可燃气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热解气处理单元包括净化装置、焦油催化裂解装置和余热回收装置，步骤(3)按照下列步骤进行：
(3-1)将所述热解气输送至所述净化装置进行净化处理，以便得到净化热解气；
(3-2)将所述净化热解气输送至所述焦油催化裂解装置进行裂解处理，以便得到第一可燃气；
(3-3)将所述第一可燃气输送至所述余热回收装置，以便得到所述可燃气。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将最终获得的可燃气的一部分供给至所述蓄热式辐射管作为燃料使用。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过U型阀将所述半焦供给至所述循环流化床锅炉。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105778953A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种油页岩热解和裂解管系统
CN105778950A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种生物质热解和催化裂解系统
CN105802685A (zh) * 2016-05-19 2016-07-27 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种煤热解和裂解管裂解产气联合燃气发电系统
CN105838396A (zh) * 2016-05-19 2016-08-10 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种垃圾热解和裂解管裂解系统
CN105885894A (zh) * 2016-06-16 2016-08-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤热解装置与循环流化床联用系统及处理煤的方法
CN106085480A (zh) * 2016-08-11 2016-11-09 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种热解装置与气基竖炉联用系统及处理煤的方法
CN111635785A (zh) * 2020-05-30 2020-09-08 肖孟辉 一种生物质热解气焦油中温裂解装置结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3645700A (en) * 1999-05-27 2000-11-30 Dmt Gmbh Process and device to enable autothermic gasification of solid fuels
CN105130152A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 污泥快速热解的系统和方法
CN105154120A (zh) * 2015-09-25 2015-12-16 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤快速热解的系统和方法
CN205328943U (zh) * 2015-12-30 2016-06-22 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3645700A (en) * 1999-05-27 2000-11-30 Dmt Gmbh Process and device to enable autothermic gasification of solid fuels
CN105130152A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 污泥快速热解的系统和方法
CN105154120A (zh) * 2015-09-25 2015-12-16 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤快速热解的系统和方法
CN205328943U (zh) * 2015-12-30 2016-06-22 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤热解反应器-循环流化床锅炉联用系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国电力百科全书》编辑委员会等: "《中国电力百科全书》", 30 June 2014, 中国电力出版社 *
尚建选等: "《低阶煤分质转化多联产技术》", 31 May 2013, 第274-275页 *
王勤辉等: "煤的循环流化床热电气焦油多联产技术的开发", 《万方数据》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105778953A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种油页岩热解和裂解管系统
CN105778950A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种生物质热解和催化裂解系统
CN105802685A (zh) * 2016-05-19 2016-07-27 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种煤热解和裂解管裂解产气联合燃气发电系统
CN105838396A (zh) * 2016-05-19 2016-08-10 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种垃圾热解和裂解管裂解系统
CN105802685B (zh) * 2016-05-19 2019-02-01 神雾科技集团股份有限公司 一种煤热解和裂解管裂解产气联合燃气发电系统
CN105885894A (zh) * 2016-06-16 2016-08-24 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 煤热解装置与循环流化床联用系统及处理煤的方法
CN106085480A (zh) * 2016-08-11 2016-11-09 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种热解装置与气基竖炉联用系统及处理煤的方法
CN111635785A (zh) * 2020-05-30 2020-09-08 肖孟辉 一种生物质热解气焦油中温裂解装置结构

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