CN106190205A - 一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法 - Google Patents

一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，步骤：1)待热解粉煤送入回转筛筛分，细粉煤送至热风炉中，其余送入半焦粉煤换热器中干燥脱水2)细粉煤在热风炉燃烧形成的高温热烟气，依次经热解窑、干燥预热机降温后排出，部分回热风炉作回风用，部分用作载湿气，剩余部分外排3)经过半焦粉煤换热器脱水的粉煤，进入干燥预热机进一步干燥；4)进一步完成脱水的粉煤进入热解窑进行热解5)热解窑产生的热解气依次经沉降室、过滤器后转入后部工序处理；热解窑排出的热烟气进入干燥预热机降温后排出；热解窑排出的热半焦则经半焦粉煤换热器冷却降温后运至半焦堆场。直接利用半焦余热干燥待热解粉煤，热能利用效率高。

Description

一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法。
背景技术
煤的中、低温热解是煤炭高效清洁转化利用技术的重要方法之一，对煤炭采掘过程中生产量较大，而运输和使用又不太方便的粉煤进行中、低温热解，可获取热解气、焦油及高热值的半焦。在现行大多数的热解工艺系统中，由热解装置排出的半焦，通常其温度在400～600℃，因而会有数量可观的显热可利用。而且从半焦安全存放的角度看，半焦温度也需要降低至60～80℃方为安全。
为降低半焦温度，可以采取多种方法，如湿法熄焦，即用水直接使其降温。也可采用其它的干法降温方法，如流化床、回转式冷却炉等来进行冷却，甚至可回收部分余热。但上述方法的热回收效率都不高，有的还会产生一定的污染。可查询到的现有专利技术中，也有将热半焦直接和煤混合对后者进行加热，之后再进入热解窑炉进行热解。这些方法虽然能充分利用半焦余热，但仅能消化部分半焦，其余部分半焦仍需要冷却设备进行冷却。另外由于部分半焦处于循环状态，这样也加大了热解窑炉的负担，影响了热解窑炉的处理量。因此，如何更加高效经济地利用半焦显热，并使其冷却仍是一个值得进一步研究的问题。
发明内容
为更加经济、高效地利用半焦余热，本发明提出了一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，本方法不仅充分利用了半焦余热，还脱除了部分湿煤的水分，有助于减少热解系统的能耗，也实现了对半焦的降温冷却。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，包括以下步骤：
1)待热解的粉煤送入回转筛，经过筛分，粒径小于0.2mm的细粉煤送至热风炉中，其余粉煤送入半焦粉煤换热器中进行干燥脱水；
2)细粉煤进入热风炉经燃烧、净化处理形成温度为700～900℃高温热烟气，高温热烟气依次经过热解窑、干燥预热机换热后，温度降低至80～120℃后分三部分排出，一部分回热风炉作为回风用，一部分用作半焦粉煤换热器和干燥预热机的载湿气，剩余部分经处理达标后外排；
3)经过半焦粉煤换热器脱除水分的粉煤，进入干燥预热机中进一步干燥预热；
4)经过干燥预热机进一步完成脱水的粉煤进入热解窑升温至450～600℃进行热解；
5)热解窑产生的热解气依次经沉降室、过滤器脱除固体颗粒物之后转入后部工序进一步处理；热解窑排出的温度为300～350℃的热烟气进入干燥预热机，经干燥预热机降温至80～120℃后排出；热解窑排出的温度为400～600℃热半焦则进入半焦粉煤换热器冷却降温至80～120℃后运至半焦堆场存放。
所述的热风炉采用煤粉炉，其燃料分别来自回转筛筛分的细粉煤和沉降室及过滤器收焦下的细粉煤。
所述的半焦粉煤换热器的载湿气来自干燥预热机，并和干燥预热机的载湿气一并经除尘器8处理排放。
所述的半焦粉煤换热器采用间壁传热回转式结构，步骤一所述的送入半焦粉煤换热器中的粉煤与步骤五所述的热解窑排出的热半焦借助间壁实现换热，粉煤升温至50～80℃，同时半焦温度逐步降低至80～120℃。
所述的干燥预热机采用多管回转式干燥设备，为间接换热结构，步骤三所述的经过半焦粉煤换热器脱除水分的粉煤与步骤五所述的热解窑排出的热烟气在干燥预热机中进行换热，粉煤进一步升温至200～250℃，同时热烟气降温至80～120℃。
所述的热解窑采用多管换热回转式热解窑，为间接换热结构，步骤四所述的经干燥预热机进一步完成脱水的粉煤与步骤二所述的热风炉形成的高温热烟气在热解窑中进行换热，粉煤升温至450～600℃进行热解，同时高温热烟气降温至300～350℃。
所述的回转筛采用回转式细筛。
所述的过滤器为高温滤管式过滤器。
一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺设备，包括顺次连接的回转筛、半焦粉煤换热器、干燥预热机、热解窑、沉降室和过滤器，所述的热解窑上还连接有热风炉，且热解窑与半焦粉煤换热器相连，所述的干燥预热机、沉降室和过滤器分别与热风炉相连。
所述的半焦粉煤换热器设置有载湿气进口和出口，所述的载湿气进口连接于干燥预热机上，载湿气出口连接有除尘器。
本工艺方法和已有技术比较，其有益效果是：
(1)直接利用半焦余热干燥待热解粉煤，热能利用效率高，不仅实现了对半焦的降温冷却，而且还实现了对煤中水分的部分脱除。
(2)利用回转筛预先筛除大部分细粉，不仅可降低由于细粉过多而导致后部堵塞的风险，而且还为热风炉提供了燃料。
(3)半焦直接用于干燥，省去了余热回收及冷却设备，简化了工艺流程，有助于降低成本，提高系统能效。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
附图标记说明
1-回转筛，2-半焦粉煤换热器，3-干燥预热机，4-热解窑，5-沉降室，6-过滤器，7-热风炉，8-除尘器。
具体实施方式
实施例1：
一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，包括以下步骤：其工艺流程如附图1所示，
1)待热解的粉煤送入回转筛1，经过筛分，粒径小于0.2mm的细粉煤送至热风炉7中，其余粉煤送入半焦粉煤换热器2中进行干燥脱水；
2)细粉煤进入热风炉7经燃烧、净化处理形成温度为700～900℃高温热烟气，高温热烟气依次经过热解窑4、干燥预热机3换热后，温度降低至80～120℃后分三部分排出，一部分回热风炉7作为回风用，一部分用作半焦粉煤换热器2和干燥预热机3的载湿气，剩余部分经处理达标后外排；
3)经过半焦粉煤换热器2脱除水分的粉煤，进入干燥预热机3中进一步干燥预热；
4)经过干燥预热机3进一步完成脱水的粉煤进入热解窑4升温至450～600℃进行热解；
5)热解窑4产生的热解气依次经沉降室5、过滤器6脱除固体颗粒物之后转入后部工序进一步处理；热解窑4排出的温度为300～350℃的热烟气进入干燥预热机3，经干燥预热机3降温至80～120℃后排出；热解窑4排出的温度为400～600℃热半焦则进入半焦粉煤换热器2冷却降温至80～120℃后运至半焦堆场存放。
待热解的粉煤先经过回转筛1筛分，将粒径小于0.2mm的细煤粉筛下，用于热风炉7的燃料，其余粉煤送至半焦粉煤换热器2进行脱水干燥，对于含水率大于15％的原料煤，一般半焦显热不足以脱除其全部水分。因此经过半焦粉煤换热器2后的煤还需要再接下去进入干燥预热机3，脱除其余水分，粉煤温度升至200～250℃，之后再进入热解窑4进行热解，热解过程中产生的热解气经过随后的沉降室5、高温气体过滤器脱除固体颗粒物后，再进入后端冷却净化工序进行进一步的处理；由热解窑排出的温度400～600℃的半焦则进入半焦粉煤换热器，用于进行待热解煤的预干燥，经半焦粉煤换热器2降温冷却后的半焦运至半焦堆场；由热解窑排出的温度300～350℃的热烟气进入干燥预热机3，经干燥预热机3降温至80～120℃排出，部分回到热风炉7用于调节出口烟气温度，部分用作半焦粉煤换热器2和干燥预热机3的载湿气体，多余部分经处理后达标排放。该工艺流程中热解所需热量由热风炉7提供。
本发明所述工艺方法不仅充分利用了半焦余热，还脱除了部分湿煤的水分，有助于减少热解系统的能耗，同时实现了对半焦的降温冷却。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述的半焦粉煤换热器2采用间壁传热回转式结构，步骤一所述的送入半焦粉煤换热器2中的粉煤与步骤五所述的热解窑4排出的热半焦借助间壁实现换热，粉煤升温至50～80℃，同时半焦温度逐步降低至80～120℃。
所述的干燥预热机3采用多管回转式干燥设备，为间接换热结构，步骤三所述的经过半焦粉煤换热器2脱除水分的粉煤与步骤五所述的热解窑4排出的热烟气在干燥预热机3中进行换热，粉煤进一步升温至200～250℃，同时热烟气降温至80～120℃。
所述的热解窑4采用多管换热回转式热解窑，为间接换热结构，步骤四所述的经干燥预热机3进一步完成脱水的粉煤与步骤二所述的热风炉7形成的高温热烟气在热解窑4中进行换热，粉煤升温至450～600℃进行热解，同时高温热烟气降温至300～350℃。
所述的热风炉7采用煤粉炉，其燃料分别来自回转筛1筛分的细粉煤和沉降室5及过滤器6收焦下的细粉煤，不足部分由制粉系统另行提供，本发明所述工艺流程中热解所需热量由热风炉7供给。热风炉7所提供给热解窑温度为700～900℃的热烟气，先经过热解窑4加热粉煤使其热解，温度降至300～350℃，再进入干燥预热机，排出时热烟气温度降至80～120℃后，部分回热风炉7作为回风用，部分用作半焦粉煤换热器2和干燥预热机3的载湿气，少量多余部分经处理达标后外排。
本发明直接利用半焦余热干燥待热解粉煤，热能利用效率高，不仅实现了对半焦的降温冷却，而且还实现了对煤中水分的部分脱除，半焦直接用于干燥，省去了余热回收及冷却设备，简化了工艺流程，有助于降低成本，提高系统能效。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述的回转筛1采用回转式细筛，以尽量减少细粉的飞扬。利用回转筛1预先筛除大部分细粉，不仅可降低由于细粉过多而导致后部堵塞的风险，而且还为热风炉7提供了燃料。
所述的过滤器6为高温滤管式过滤器，亦可以采用其它形式的过滤装置，其具有耐热性强，吸湿性低，容尘量高，使用寿命长等特点。
实施例4：
一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺设备，包括顺次连接的回转筛1、半焦粉煤换热器2、干燥预热机3、热解窑4、沉降室5和过滤器6，所述的热解窑4上还连接有热风炉7，且热解窑4与半焦粉煤换热器2相连，所述的干燥预热机3、沉降室5和过滤器6分别与热风炉7相连。
所述的半焦粉煤换热器2设置有载湿气进口和出口，所述的载湿气进口连接于干燥预热机3上，载湿气出口连接有除尘器8。所述的半焦粉煤换热器2的载湿气来自干燥预热机3，并和干燥预热机3的载湿气一并经除尘器8处理排放。
根据上述利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺设备，其实施的工艺方法的步骤如下：
(1)经洗选除杂且粒径小于20mm的粉煤送入回转筛1，经过筛分，小于0.2mm的细粉煤送至热风炉7作为热风炉7的燃料，其余粉煤送入半焦粉煤换热器2进行干燥脱水，半焦粉煤换热2的载湿气来自干燥预热机，经过干燥后携带湿气由半焦粉煤换热器2排出至除尘器8脱除粉尘，必要时再经过其它处理后排放。
(2)经过半焦粉煤换热器2干燥后，温度为50～80℃的粉煤再进入干燥预热机3进行进一步的干燥预热，温度升至200～250℃，然后进入热解窑4，由半焦粉煤换热2冷却降温后的热半焦，温度为80～120℃，再喷洒少量水进一步降温至60℃以下送至堆场存放。
(3)干燥预热机3的热源来自热解窑4排出口的热烟气(热量不足时还可由热风炉补充)，其载湿气亦来自干燥预热机，并和半焦粉煤换热器2的载湿气一并由除尘器8处理排放。
(4)热风炉7为热解窑4提供温度为700～900℃的热烟气，以便使热解窑内4的粉煤升至450～600℃进行热解。热解窑4排出的烟气温度为300～350℃，进入干燥预热机3，为干燥预热机3提供热源。
(5)由热解窑4排出的热解气先经过沉降室5除去粒径较大的粗颗粒，然后再经过高温过滤器6除去绝大部分其余细固体颗粒，之后转入后部工序处理。
(6)由热解窑4排出的半焦至半焦粉煤换热器2进行冷却降温，并作为半焦粉煤换热器2中粉煤干燥的热源。
本发明所述利用热半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法不仅更加经济、高效地利用了半焦余热，还脱除了部分湿煤的水分，有助于减少热解系统的能耗，也实现了对半焦的降温冷却。
本发明不只限于前述实例方法，可进行多种变化实施。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)待热解的粉煤送入回转筛(1)，经过筛分，粒径小于0.2mm的细粉煤送至热风炉(7)中，其余粉煤送入半焦粉煤换热器(2)中进行干燥脱水；
2)细粉煤进入热风炉(7)经燃烧、净化处理形成温度为700～900℃高温热烟气，高温热烟气依次经过热解窑(4)、干燥预热机(3)换热后，温度降低至80～120℃后分三部分排出，一部分回热风炉(7)作为回风用，一部分用作半焦粉煤换热器(2)和干燥预热机(3)的载湿气，剩余部分经处理达标后外排；
3)经过半焦粉煤换热器(2)脱除水分的粉煤，进入干燥预热机(3)中进一步干燥预热；
4)经过干燥预热机(3)进一步完成脱水的粉煤进入热解窑(4)升温至450～600℃进行热解；
5)热解窑(4)产生的热解气依次经沉降室(5)、过滤器(6)脱除固体颗粒物之后转入后部工序进一步处理；热解窑(4)排出的温度为300～350℃的热烟气进入干燥预热机(3)，经干燥预热机(3)降温至80～120℃后排出；热解窑(4)排出的温度为400～600℃热半焦则进入半焦粉煤换热器(2)冷却降温至80～120℃后运至半焦堆场存放。
2.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的热风炉(7)采用煤粉炉，其燃料分别来自回转筛(1)筛分的细粉煤和沉降室(5)及过滤器(6)收焦下的细粉煤。
3.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的半焦粉煤换热器(2)的载湿气来自干燥预热机(3)，并和干燥预热机(3)的载湿气一并经除尘器(8)处理排放。
4.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的半焦粉煤换热器(2)采用间壁传热回转式结构，步骤一所述的送入半焦粉煤换热器(2)中的粉煤与步骤五所述的热解窑(4)排出的热半焦借助间壁实现换热，粉煤升温至50～80℃，同时半焦温度逐步降低至80～120℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的干燥预热机(3)采用多管回转式干燥设备，为间接换热结构，步骤三所述的经过半焦粉煤换热器(2)脱除水分的粉煤与步骤五所述的热解窑(4)排出的热烟气在干燥预热机(3)进行换热，粉煤进一步升温至200～250℃，同时热烟气降温至80～120℃。
6.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的热解窑(4)采用多管换热回转式热解窑，为间接换热结构，步骤四所述的经干燥预热机(3)进一步完成脱水的粉煤与步骤二所述的热风炉(7)形成的高温热烟气在热解窑(4)中进行换热，粉煤升温至450～600℃进行热解，同时高温热烟气降温至300～350℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的回转筛(1)采用回转式细筛。
8.根据权利要求1所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺方法，其特征在于：所述的过滤器(6)为高温滤管式过滤器。
9.一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺设备，其特征在于：包括顺次连接的回转筛(1)、半焦粉煤换热器(2)、干燥预热机(3)、热解窑(4)、沉降室(5)和过滤器(6)，所述的热解窑(4)上还连接有热风炉(7)，且热解窑(4)与半焦粉煤换热器(2)相连，所述的干燥预热机(3)、沉降室(5)和过滤器(6)分别与热风炉(7)相连。
10.根据权利要求9所述的一种利用半焦直接干燥粉煤的热解工艺设备，其特征在于：所述的半焦粉煤换热器(2)设置有载湿气进口和出口，所述的载湿气进口连接于干燥预热机(3)上，载湿气出口连接有除尘器(8)。
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