CN105623688A - 热载气提升快速反应的粉煤热解方法 - Google Patents

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尚建选
梁玉昆
沈和平
任鹏
常伟先
陈树群
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Abstract

本发明提供了一种热载气提升快速反应的粉煤热解方法，包括以下步骤：步骤一，在热载气提升作用下，来自粉煤加料仓的粉煤和热载气在提升管中充分快速混合，粉煤在提升过程中温度升高并发生快速热解反应；步骤二，粉煤在提升管中反应完成后进入沉降器，并在沉降器中实现油气与粉焦固体的气固快速分离，沉降器的底部产物得到半焦产品，沉降器的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气。本发明利用提升管对粉煤实现快速热解，反应时间短，二次反应少，焦油产率高、品质好。

Description

热载气提升快速反应的粉煤热解方法
技术领域
本发明涉及一种热解工艺方法，具体地，涉及一种热载气提升快速反应的粉煤热解方法。
背景技术
煤热解按热解的最终温度可以分为低温热解（500~800℃），以制取焦油为目的；中温热解（700~1000℃），以生产中热值煤气为主；高温热解（1000~1200℃），即炼焦过程，生产高强度的冶金焦。高温热解即炼焦工艺是最成熟、最大规模的煤转化技术。低温热解尚未实现有重要影响的工业化应用。煤低温热解把煤中氢富集到煤焦油和煤气中，并得到富碳的半焦，可以有效利用煤中的氢。
煤低温热解是一种温和的方式将利用价值较低的煤转化为便于利用的煤气、焦油和半焦。煤气经过一定的处理，不仅可以作为民用和工业上的洁净燃料，也可以作为生产化学品的基础原料；煤焦油经过深加工可以得到酚类、苯类和萘类等系列产品，煤焦油加氢可以得到石脑油、汽油和柴油等燃料油；半焦是一种良好的固体清洁燃料，可用于民用和工业发电，也可以用于造气生产合成氨和甲醇等化工产品。通过煤热解将煤进行分质利用，有利于提高煤炭的利用效率，并为煤化工产业的发展增添了新的方法和工艺。
工业上的煤低温热解装置对于大颗粒(>6mm)的普遍采用直立炉的工艺进行热解，针对6mm以下的粉煤尚未有成熟的工艺。同时，由于器械开采煤中粉煤所占比例高达40%以上，如何高效利用这部分粉煤已经成为制约煤低温热解工艺发展的一个瓶颈。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其利用提升管对粉煤实现快速热解，反应时间短，二次反应少，焦油产率高、品质好。
根据本发明的一个方面，提供一种热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，包括以下步骤：步步骤一，在热载气提升作用下，来自粉煤加料仓的粉煤和热载气在提升管中充分快速混合，粉煤在提升过程中温度升高并发生快速热解反应；步骤二，粉煤在提升管中反应完成后进入沉降器，并在沉降器中实现油气与粉焦固体的气固快速分离，沉降器的底部产物得到半焦产品，沉降器的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气。
优选地，所述步骤一以热载气作为提升气，粉煤得以提升并升温，粉煤在提升管中发生快速热解，热载气和粉煤热解产物进入沉降器进行分离。
优选地，所述热载气为和煤化工相关的高温气体产物。
优选地，所述热载气提升粉煤进入提升管，粉煤温度升高，并在提升管中发生快速热解。
优选地，所述粉煤在提升管中发生快速热解的热解温度为400~800℃，反应压力在0.1-3Mpa之间。
优选地，所述粉煤在提升管的热解时间为1s~10s。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明使得粉煤热解焦油品质较好，轻质油含量较高。由于采用本发明热载气提升快速反应的粉煤热解方法，粉煤取热方式简单、高效，同时热解时间短，二次反应少，焦油产率高、品质好。本发明通过热载气将粉煤在提升管中实现快速热解，焦油产率高、品质好，是一种很好的热解工艺方法。
附图说明
图1为本发明热载气提升快速反应的粉煤热解方法的原理图。
具体实施方式
本发明热载气提升快速反应的粉煤热解方法包括以下步骤：
步骤一，在热载气提升作用下，来自粉煤加料仓的粉煤和热载气在提升管中充分快速混合，热载气温度为500~2000℃，粉煤在提升过程中温度升高并发生快速热解反应，粉煤和热载气在提升管中流速为3~30m/s，反应时间短，避免了焦油的缩聚，焦油品质好；步骤一以热载气作为提升气，粉煤得以提升并升温，粉煤在提升管中发生快速热解，热载气和粉煤热解产物进入沉降器进行分离，采用这种方法，焦油产率高、品质好。热载气为和煤化工相关的高温气体产物，如气化气，或者是通过其它方法得到的高温气体，热载气所携带热量可满足粉煤热解需热量。热载气提升粉煤进入提升管，粉煤温度升高，并在提升管中发生快速热解。所述粉煤在提升管中发生快速热解的热解温度为400~800℃，反应压力在0.1-3Mpa之间。粉煤在提升管热解时间极短，热解时间为1s~10s。
步骤二，粉煤在提升管中反应完成后进入沉降器，并在沉降器中实现油气与粉焦固体的气固快速分离，沉降器的底部产物得到半焦产品，沉降器的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气。
如图1所示，本发明热载气提升快速反应的粉煤热解方法采用以下两部分：
（1）提升管反应部分，粉煤A1自粉煤加料仓C1进入提升管反应器C2中，热载气A2自提升管反应器C2底部进入，粉煤A1在热载气A2的提升作用下从提升管反应器C2的底部到达提升管反应器C2的顶部，在此过程中粉煤温度升高并发生快速热解。
（2）沉降器分离部分，热载气和粉煤热解产物A3从提升管反应器C2出口进入沉降器C3中，并在沉降器旋风分离器C4中实现快速分离，沉降器C3的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气A4，沉降器C3的底部产物为半焦产品A5。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (6)

1.一种热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在热载气提升作用下，来自粉煤加料仓的粉煤和热载气在提升管中充分快速混合，粉煤在提升过程中温度升高并发生快速热解反应；
步骤二，粉煤在提升管中反应完成后进入沉降器，并在沉降器中实现油气与粉焦固体的气固快速分离，沉降器的底部产物得到半焦产品，沉降器的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气。
2.根据权利要求1所述的热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，所述步骤一以热载气作为提升气，粉煤得以提升并升温，粉煤在提升管中发生快速热解，热载气和粉煤热解产物进入沉降器进行分离。
3.根据权利要求2所述的热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，所述热载气为和煤化工相关的高温气体产物。
4.根据权利要求3所述的热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，所述热载气提升粉煤进入提升管，粉煤温度升高，并在提升管中发生快速热解。
5.根据权利要求4所述的热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，所述粉煤在提升管中发生快速热解的热解温度为400~800℃，反应压力在0.1-3Mpa之间。
6.根据权利要求5所述的热载气提升快速反应的粉煤热解方法，其特征在于，所述粉煤在提升管的热解时间为1s~10s。
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