CN105602594A - 煤炭热解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤炭热解系统，该煤炭热解系统包括料仓(1)、移动床和微波设备(4)，该移动床包括微波干馏炉段(3)，该微波设备(4)向微波干馏炉段(3)内馈入微波，由料仓(1)进入的煤炭物料能够在微波干馏炉段(3)内热解。本发明以煤炭为热解原料，采用微波辐射加热的手段对煤炭进行干馏，使得该煤炭热解系统能够加速煤炭热解，使得煤炭热解充分，提高煤炭热解产物的收率。

Description

煤炭热解系统

技术领域

本发明涉及煤炭热解，具体地，涉及一种煤炭热解系统。

背景技术

由于煤炭通过热解后能够制取出可燃气体(煤气)、焦油和半焦三类具有较高利用价值的化工产品和燃料。因此煤干馏的目的是充分利用煤中所含的有机质除煤气外还得到焦炭和多种有价值的化学产品。干馏煤气是最早用做城市燃气的传统气源。在天然气和油制气未广泛开发的地区它仍是城市燃气的主要气源。

在传统的煤炭热解系统中，通过将煤炭进入干馏炉中，传统的干馏炉通常通过火焰外部加热和热空气加热煤炭，使得煤炭在干馏炉中进行热解，热解后产生的煤气充满整个干馏炉中，并且传统的干馏炉难以快速地将煤炭进行适当的干燥和充分的热解，且传统的干馏炉的热解时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤炭热解系统，该煤炭热解系统能够加速煤炭热解，使得煤炭热解充分，通过微波干馏方式可以大幅度提高煤炭热解产物的收率。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤炭热解系统，该煤炭热解系统包括料仓、移动床和微波设备，该移动床包括微波干馏炉段和，该微波设备(4)向所述微波干馏炉段内馈入微波，由所述料仓进入的煤炭物料能够在所述微波干馏炉段内热解。

优选地，所述煤炭物料为煤块或煤粉。

优选地，所述微波干馏炉段包括集气口，该集气口连接有煤气回收装置。

优选地，所述煤气回收装置包括焦油回收装置，该焦油回收装置与所述集气口连接，由所述集气口收集的煤气能够在所述焦油回收装置中进行焦油的回收。

优选地，所述煤气回收装置还包括净化装置，该净化装置连接于所述焦油回收装置，经过焦油回收后的所述煤气能够在所述净化装置进行净化。

优选地，所述微波干馏炉段还包括半焦排出口，所述半焦排出口通过循环管道连接至所述微波干馏炉段的进料口。

优选地，移动床还包括微波干燥炉段，该微波设备向所述微波干馏炉段内馈入微波，该微波干燥炉段对进入所述微波干馏炉段之前的所述煤炭物料进行脱水干燥。

优选地，所述移动床为立式移动床，所述微波干燥炉段设置在所述微波干馏炉段的上方。

优选地，所述微波干燥炉段与所述微波干馏炉段通过溜槽连接。

优选地，所述微波干燥炉段连接有蒸汽抽湿管道，所述微波干燥炉段通过蒸汽抽湿管道与换热器连接，所述换热器连接有空气管道，所述蒸汽抽湿管道中的蒸汽与所述空气管道的空气能够在换热器中进行热交换，热交换后的空气通过所述空气管道传递至所述料仓以预热所述物料。

通过上述技术方案，本发明以煤炭为热解原料，采用微波辐射加热的手段对煤炭进行干馏以获得更多的热解产物。由于微波是一种具有穿透性的电磁波，因此能够快速地对煤炭加热，尤其是对煤炭的内部进行加热，使得煤炭的受热均匀，从而加速了干馏炉中煤炭的热解，并且使得煤炭热解充分，以提高煤炭热解产物的收率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的优选实施方式中的煤炭热解系统的结构示意图。

附图标记说明

1料仓2微波干燥炉段

3微波干馏炉段4微波设备

5焦油回收装置6净化装置

7循环管道8溜槽

9换热器21蒸汽抽湿管道

31集气口32半焦排出口

91空气管道

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词；“内、外”通常指的是相对于腔室而言的腔室内外；其中，两个装置的“连接”并不局限于直接连接的方式，还可以通过管道或其他结构进行连接。

本发明提供了一种煤炭热解系统，该煤炭热解系统包括料仓1、移动床和微波设备4，该移动床包括干馏炉段3，微波设备4向微波干馏炉段3内馈入微波，由料仓1进入的煤炭物料能够在微波干馏炉段3内进行热解。

本发明以煤炭为热解原料，由于煤炭热解可得到煤气、焦油和半焦三类热解产物，此三类热解产物均具有较高的利用价值，可作为化工产品和燃料。因此为了提高煤炭热解产物的收率，尤其是焦油含量，本发明通过采用微波辐射加热的手段对煤炭进行干馏。由于微波是一种具有穿透性的电磁波，因此通过微波设备4向微波干馏炉段3中馈入微波，使得能够快速地对微波干馏炉段3中的煤炭物料进行加热，尤其是对煤炭物料的内部进行加热，使得煤炭物料的受热均匀，从而加速了微波干馏炉段3中煤炭的热解，并且使得煤炭物料热解充分，以提高热解产物的收率，尤其是提高焦油的收率。

由于本发明的煤炭热解系统采用微波对煤炭物料进行加热，因此特别地，煤炭物料为煤块或煤粉。由于微波为一种具有穿透性的电磁波，其能够均匀地对煤炭物料进行加热，尤其是对于粒度较大的煤块，其能够均匀且快速地对煤块的内部进行加热。因此煤炭热解系统既能够对煤块也可对煤粉进行干馏，对煤炭物料的适应性强。

特别地，微波干馏炉段3包括集气口31，该集气口31连接有煤气回收装置。煤炭物料在微波干馏炉段3中热解生成的煤气可以通过集气口31排出进入煤气回收装置中，以将煤气收集在煤气回收装置中。

特别地，煤气回收装置包括焦油回收装置5，该焦油回收装置5与集气口31连接，由集气口31收集的煤气能够在焦油回收装置5中进行焦油的回收。由于焦油回收装置5为本领域技术人员所公知，因而在此不再对焦油回收装置5的结构和焦油回收的步骤进行详细描述。在此仅列举一种焦油回收的方式，但本发明并不局限于这一种方式。其中，可以在焦油回收装置5中喷洒氨水，煤气中的焦油在氨水冷却下来，使得冷却后的焦油混合在氨水中，再通过氨水焦油分离装置利用氨水和焦油两相比重不同而分层以将焦油分离出来，以进行集中收集。

由于煤炭物料在微波干馏炉段3生成焦油的同时，其中多种成份也将与煤气混合排出。因此特别地，煤气回收装置还包括净化装置6，该净化装置6连接于焦油回收装置5，经过焦油回收后的煤气能够在净化装置6进行净化以得到净煤气。由于净化装置6也为本领域技术人员所公知，因而在此不再对净化装置6的结构和焦油回收的步骤进行详细描述。其中，在本发明的优选实施方式中，以非限定的方式，净化装置6可以为氨洗装置。

微波干馏炉段3还包括半焦排出口32，该半焦排出口32根据所需要的热解产物的不同所连接的装置也不同。例如，为了进一步提升焦油的收率，特别地，该半焦排出口32通过循环管道7连接至微波干馏炉段3的进料口。使得煤炭物料热解产生的半焦通过循环管道7回送至微波干馏炉段3中进行彻底热解；若需要将半焦作为产品时，半焦排出口32可以直接将半焦排出。其中，在本发明的优选实施方式中，微波干馏炉段3包括一个半焦排出口32。但本发明并不局限于此，微波干馏炉段3还包括两个半焦排出口32，其中一个半焦排出口32通过循环管道7连接至微波干馏炉段3的进料口，另一个半焦排出口32可以直接将半焦作为产品排出；还可以微波干馏炉段3的两个半焦排出口32上设有控制阀门，以根据生产需要控制相应控制阀门的开关。

特别地，移动床还包括微波干燥炉段2，该微波设备4向微波干馏炉段3内馈入微波，该微波干燥炉段2对进入微波干馏炉段3之前的煤炭物料进行脱水干燥。将移动床分为微波干燥炉段2和微波干馏炉段3，使得煤炭物料先在微波干燥炉段2中根据生产需要进行脱水干燥，同时煤炭物料也在微波干燥炉段2中进行初步加热，脱水干燥后的煤炭物料再进入微波干馏炉段3中进行热解。煤炭物料热解生成的煤气全部在微波干馏炉段3中，以便于煤气通过集气口31进行收集。

特别地，移动床为立式移动床，微波干燥炉段2设置在微波干馏炉段3的上方。本发明的优选实施方式中采用了立式移动床，使得煤炭物料通过自身重力作用由微波干燥炉段2进入微波干馏炉段3中。另外，由于立式移动床占地面积小，处理量大的特点，使得方便煤气的收集，也便于煤炭解热系统的工业放大。

其中，特别地，微波干燥炉段2与微波干馏炉段3通过溜槽8连接。使得微波干燥炉段2形成稳定温度场，使得经过微波干燥炉段2加热干燥的煤炭物料能够保持温度进入微波干馏炉段3中进行热解，从而加快了煤炭物料的热解，且使得煤炭物料热解的更加充分。

特别地，微波干燥炉段2连接有蒸汽抽湿管道21，微波干燥炉段2通过蒸汽抽湿管道21与换热器9连接，换热器9连接有空气管道91，蒸汽抽湿管道21中的蒸汽与空气管道91的空气能够在换热器9中进行热交换，热交换后的空气通过空气管道91传递至料仓1以预热物料。煤炭在微波干燥炉段2中进行微波干燥，煤炭物料在干燥过程中会析出水蒸气，该水蒸气通过蒸汽抽湿管道21及时排出，从而避免了水蒸气对微波的削减作用。同时向空气管道91中通入冷空气，使得蒸汽抽湿管道21中的水蒸气通过换热器9与空气管道91中的冷空气进行热交换。热交换后的空气通过空气管道91送至料仓1中，以对料仓1中的煤炭物料进行预干燥。热交换后的水蒸气冷凝成冷凝水，并对该冷凝水进行集中收集。通过利用水蒸气的余热预干燥料仓1中的煤炭物料，使得整个煤炭热解系统的能耗降低，同时大大提高了煤炭物料热解的经济性。

根据图1显示了本发明的煤炭热解系统的一种优选实施方式。下面将简单地介绍煤炭热解系统的工作原理。

首先，微波设备4分别向微波干燥炉段2和微波干馏炉段3馈入微波，煤炭物料从位于移动床顶部的料仓1通过定量给料装置进入微波干燥炉段2，并在微波干燥炉段2对煤炭物料进行微波加热干燥，使得煤炭物料中的水分以水蒸气的形式析出，析出的水蒸气通过蒸汽抽湿管道21及时排出，以保障煤炭物料在微波干燥炉段2中根据生产需要进行适当的加热干燥；排出后的水蒸气在换热器9中与空气管道91中的冷空气进行热交换，热交换后的空气通过空气管道91送至料仓1中，以对料仓1中的煤炭物料进行预干燥，热交换后的水蒸气冷凝成冷凝水，并对该冷凝水进行集中收集，使得实现了余热的充分利用，对料仓1中的煤炭物料进行预干燥降低了煤炭热解系统的能耗，提高了煤炭热解系统的经济性；通过微波干燥炉段2干燥后的煤炭物料经过溜槽8进入微波干馏炉段3中，并在微波干馏炉段3中开始热解，煤炭物料热解产生的煤气通过集气口31收集，并依次通过焦油回收装置5和净化装置6，以得到焦油和净煤气；热解固体经过冷却得到半焦，为增加焦油的收率，通过循环管道7将半焦回送至微波干馏炉段3的进料口，以再次进行热解，从而达到煤炭物料的充分热解，提高焦油的收率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种煤炭热解系统，其特征在于，该煤炭热解系统包括料仓(1)、移动床和微波设备(4)，该移动床包括微波干馏炉段(3)，该微波设备(4)向所述微波干馏炉段(3)内馈入微波，由所述料仓(1)进入的煤炭物料能够在所述微波干馏炉段(3)内热解。

2.根据权利要求1所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述煤炭物料为煤块或煤粉。

3.根据权利要求1所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述微波干馏炉段(3)包括集气口(31)，该集气口(31)连接有煤气回收装置。

4.根据权利要求3所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述煤气回收装置包括焦油回收装置(5)，该焦油回收装置(5)与所述集气口(31)连接，由所述集气口(31)收集的煤气能够在所述焦油回收装置(5)中进行焦油的回收。

5.根据权利要求4所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述煤气回收装置还包括净化装置(6)，该净化装置(6)连接于所述焦油回收装置(5)，经过焦油回收后的所述煤气能够在所述净化装置(6)进行净化。

6.根据权利要求1所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述微波干馏炉段(3)还包括半焦排出口(32)，所述半焦排出口(32)通过循环管道(7)连接至所述微波干馏炉段(3)的进料口。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的煤炭热解系统，其特征在于，移动床还包括微波干燥炉段(2)，该微波设备(4)向所述微波干馏炉段(3)内馈入微波，该微波干燥炉段(2)对进入所述微波干馏炉段(3)之前的所述煤炭物料进行脱水干燥。

8.根据权利要求7所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述移动床为立式移动床，所述微波干燥炉段(2)设置在所述微波干馏炉段(3)的上方。

9.根据权利要求8所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述微波干燥炉段(2)与所述微波干馏炉段(3)通过溜槽(8)连接。

10.根据权利要求7所述的煤炭热解系统，其特征在于，所述微波干燥炉段(2)连接有蒸汽抽湿管道(21)，所述微波干燥炉段(2)通过蒸汽抽湿管道(21)与换热器(9)连接，所述换热器(9)连接有空气管道(91)，所述蒸汽抽湿管道(21)中的蒸汽与所述空气管道(91)的空气能够在换热器(9)中进行热交换，热交换后的空气通过所述空气管道(91)传递至所述料仓(1)以预热所述物料。