CN106978202A - 煤热解系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤热解系统及方法。所述系统包括热解炉以及旋转除尘器，其中，所述热解炉包括原料进口、兰炭产品出口以及荒煤气出口；所述旋转除尘器包括含尘气入口、除尘气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述荒煤气出口相连。本发明所述的煤热解系统及方法在没有降温的条件下，实现荒煤气与兰炭粉的分离，可大大提高后续制备焦油的品质，避免了焦油冷却后液体焦油和兰炭粉的分离。

Description

煤热解系统及方法

技术领域

本发明涉及煤热解领域，尤其涉及一种煤热解系统及方法。

背景技术

煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。目前主流的热解方式分为固体热载体、气体热载体和固-气热载体热解。

无论采用固体热载体还是气体热载体方式热解，夹带的粉尘均在油水冷却过程中与焦油粘合在一起，沉积到焦油中，由于焦油粘度大，很难实现液态焦油和粉尘的分离，导致热解焦油品质低。

造成上述问题的根本因为在于：现有工业生产中，对于含尘气体的处理中，用于除尘的装置或方法主要有布袋除尘器、电除尘器和湿法除尘，但由于各种限制，现有除尘装置或方法不能对高温气体进行除尘，即不耐高温。例如布袋除尘器，由于布袋的材料耐温现只有280℃，因此，高温气体一般需通过风冷或喷淋降温，至高温气体的温度达到布袋的温度后再除尘；再比如电除尘器，由于材料和比电阻的关系，电除尘的除尘温度一般不超过350℃，也需要采用降温的方法达到除尘条件；最后湿法除尘，除尘过程需要消耗大量的水，同时由于高温气体里含有大量的粉尘，因此，通过湿法除尘，容易带来后端尘泥的二次处理和二次水污染等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种煤热解系统及方法，其可对高温气体进行过滤除尘，解决了粉尘均在油水冷却过程中与焦油粘合在一起，难以实现液态焦油和粉尘的分离的问题。

本发明提供的煤热解系统，包括热解炉以及旋转除尘器，其中，

所述热解炉包括原料进口、兰炭产品出口以及荒煤气出口，用于对煤进行热解，得到兰炭产品和高温荒煤气；

所述旋转除尘器包括除尘过滤元器件、含尘气入口、除尘气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述热解炉的荒煤气出口相连；

所述含尘气入口用于通入所述高温荒煤气；

所述除尘过滤元器件是可旋转的，用于对所述高温荒煤气进行过滤除尘；

所述反吹气入口用于吹入反吹气，将所述除尘过滤元器件内的兰炭粉从所述粉尘出口吹出。特别地，所述旋转除尘器

还包括过滤室、除尘室以及传动装置，其中，

所述含尘气入口和除尘气出口设置在所述过滤室，所述反吹气入口与粉尘出口设置在所述除尘室；

所述除尘过滤元器件嵌入所述过滤室和除尘室；

所述含尘气入口和除尘气出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧，所述反吹气入口与粉尘出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧；

所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件绕所述箱体的中轴旋转。

进一步地，所述系统还包括兰炭粉收集装置，其与所述旋转除尘器的粉尘出口相连，用于收集所述旋转除尘器过滤的兰炭粉。

进一步地，所述系统还包括冷却分离单元，所述冷却分离单元包括喷淋塔、间冷换热器以及油水分离塔，其中，

所述喷淋塔具有高温气入口、冷却气出口以及油水混合液出口，所述高温气入口与所述旋转除尘器的除尘气出口相连；

所述间冷换热器具有气体入口与热解气出口，所述气体入口与所述喷淋塔的冷却气出口相连；

所述油水分离塔具有油水混合液入口，其与所述喷淋塔的油水混合液出口相连。

更进一步地，所述系统还包括原料仓与上料仓，所述上料仓连接到所述热解炉的原料进口，所述原料仓与上料仓通过提升机相连。

再进一步地，所述系统还包括依次连接的破碎机与干燥机，所述干燥机与所述原料仓相连。

本发明还提供了一种用上述系统进行煤热解的方法。该方法包括以下步骤：

将原料煤送入所述热解炉进行热解，得到兰炭与高温荒煤气；

将所述高温荒煤气从所述含尘气入口通入所述旋转除尘器，并从所述旋转除尘器的反吹气入口吹入反吹气，所述旋转除尘器的除尘过滤元器件对所述高温荒煤气进行过滤除尘，得到高温净化荒煤气从所述旋转除尘器的除尘气出口排出，并收集从所述旋转除尘器的粉尘出口排出的兰炭粉。

进一步地，该方法还包括以下步骤：

将所述兰炭粉通入所述兰炭粉收集装置，进行兰炭粉收集，得到兰炭产品。

进一步地，该方法还包括以下步骤：

将所述高温净化荒煤气通入所述冷却分离单元的喷淋塔进行油水与不凝气体分离，得到冷却不凝气与油水混合液；

将所述冷却不凝气通入所述间冷换热器，进行再次冷却，除去冷却不凝气中的饱和油水，得到净化热解气。进一步地，该方法还包括以下步骤：

将油水混合液通入所述油水分离塔，进行油水分离，得到轻油、重油以及热解水。

进一步地，该方法还包括以下步骤：

对原料煤进行预处理：通过所述破碎机将原料煤进行破碎，然后通过所述干燥机进行干燥并输送至所述原料仓，再通过所述提升机上传至上料仓，随后通入所述热解炉。

本发明所述的煤热解系统及方法在没有降温的条件下，实现荒煤气与兰炭粉的分离，可大大提高后续制备焦油的品质，避免了焦油冷却后液体焦油和兰炭粉的分离。同时本发明可实现能源利用最大化，间接节省生产成本。

附图说明

图1是本发明所述煤热解系统的结构示意图。

图2是本发明所述的旋转除尘器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明提供的煤热解系统，包括旋转除尘器1以及热解炉2。

如图1所示，所述热解炉2包括原料进口、兰炭产品出口以及荒煤气出口，用于为煤热解提供场所，生成荒煤气和兰炭产品。因煤通常在550～850℃发生热解反应，所以从热解炉2的荒煤气出口排出的荒煤气的温度一般在600～650℃，称为高温荒煤气。

如图1所示，所述热解炉2还可以包括螺旋进料机21与螺旋出料机22，可促进将原料煤顺利导入所述热解炉2以及将兰炭产品导出所述热解炉2。

如图1所示，所述系统还包括依次连接的破碎机8与干燥机9。所述系统还包括原料仓5与上料仓7，所述上料仓7连接到所述热解炉2的原料进口，所述原料仓5与上料仓7通过提升机6相连，所述干燥机9与所述原料仓8相连。对原料煤进行预处理：通过所述破碎机8将原料煤进行破碎，一般破碎至粒径＜6mm，然后通过所述干燥机9进行干燥，干燥至含水＜8％，然后输送至所述原料仓5，通过提升机6将位置较低的原料仓5中的原料煤提升至上料仓7，进而通过所述螺旋进料机21导入所述热解炉2，进行热解。

如图1和图2所示，所述旋转除尘器1包括含尘气入口、除尘气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述荒煤气出口相连。

如图2所示，特别地，所述旋转除尘器包括：箱体11、除尘过滤元器件12和传动装置(未示出)。

如图2所示，所述箱体11设置有过滤室111和除尘室112，所述过滤室111设置有含尘气入口1111和除尘气出口1112，所述除尘室112设置有反吹气入口1121与粉尘出口1122。

如图2所示，所述除尘过滤元器件12嵌入所述过滤室111和除尘室112；旋转除尘器1为旋转式金属烧结过滤器，除尘过滤元器件12可以是金属烧结滤饼，优选高温合金粉末烧结，当其孔道为0.5～70μm，孔隙率为15～50％时，通过旋转除尘器1后荒煤气中粉尘含量＜0.5％(Wt)。

如图2所示，所述含尘气入口1111和除尘气出口1112分别位于所述除尘过滤元器件12的上下两侧，所述反吹气入口1121与粉尘出口1122分别位于所述除尘过滤元器件12的上下两侧。

如图2所示，所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件12绕所述箱体11的轴线旋转。所述传动装置可以通过齿轮与所述除尘过滤元器件12啮合连接，但并不排除可以通过其他传动方式使得除尘过滤元器件旋转。

所述除尘过滤元器件12是耐高温材料，其可以是金属烧结滤饼，优选地，可选金属粉末烧结，尤其是高温合金粉末烧结，箱体11外壁可采用金属材质，内壁采用耐高温非金属材料，优选氧化铝陶瓷系列材料，因除尘过滤元器件12具有良好的耐高温特性，使得本发明所述的旋转除尘器可在500～900℃高效除尘。

如图1和图2所示，将高温荒煤气从所述含尘气入口1111通入所述除尘过滤元器件1，经由所述除尘过滤元器件1对所述含尘气体进行除尘，得到净化气体从所述除尘气出口1112排出；通过传动装置带动所述除尘过滤元器件1绕所述箱体11的轴线旋转；从所述反吹气入口1121吹入反吹气，将所述除尘过滤元器件1内的粉尘(即焦粉)从所述粉尘出口1122吹出。

因此，旋转除尘器1可实现将600～650℃的，高温荒煤气进行过滤除尘，没有降温冷却条件下，进行荒煤气和焦粉的分离，荒煤气中含尘量少，更避免了后期焦油加工过程中焦油和焦粉的分离，可提高焦油品质。

如图1所示，所述系统还包括兰炭粉收集装置3，其与所述旋转除尘器1相连，用于收集所述旋转除尘器1产生的兰炭粉，兰炭粉可进一步加工，从而得到兰炭产品。

如图1所示，所述系统还包括冷却分离单元4，所述冷却分离单元包括喷淋塔41、间冷换热器42以及油水分离塔43。所述喷淋塔41具有高温气入口、冷却气出口以及油水混合液出口，所述高温气入口与所述旋转除尘器1的除尘气出口相连；所述间冷换热器42具有气体入口与热解气出口，所述气体入口与所述冷却气出口相连；所述油水分离塔43具有油水混合液入口，其与所述喷淋塔4的油水混合液出口相连。

将所述净化气通入所述冷却分离单元4的喷淋塔41在80℃条件下进行油水与气体分离，得到冷却气与油水混合液，冷却气从冷却气出口排出，油水混合液从油水混合液出口排出；将冷却气通入所述间冷换热器42，进行再次冷却，使温度降至＜35℃，得到热解气，通过间冷换热器42换热后，热量可用于居民用水加热，实现能量充分利用；将油水混合液通入所述油水分离塔43，进行油水分离，得到焦油和热解水，焦油和分为轻油与重油。

本发明还提供了一种用上述系统进行煤热解的方法。该方法包括以下步骤：

将原料煤送入所述热解炉2进行热解，得到兰炭与高温荒煤气；

将所述高温荒煤气从所述含尘气入口1111通入所述旋转除尘器1，并从所述旋转除尘器1的反吹气入口1121吹入反吹气，所述旋转除尘器1的除尘过滤元器件对所述高温荒煤气进行过滤除尘，得到高温净化荒煤气从所述旋转除尘器1的除尘气出口1112排出，并收集从所述旋转除尘器1的粉尘出口1122排出的兰炭粉。

进一步地，该方法还包括以下步骤：将所述兰炭粉通入所述兰炭粉收集装置3，进行兰炭粉收集，得到兰炭产品。

进一步地，该方法还包括以下步骤：将所述净化气通入所述冷却分离单元4的喷淋塔41进行油水与气体分离，得到冷却气与油水混合液；

将冷却气通入所述间冷换热器42，进行再次冷却，得到热解气。

再进一步地，该方法还包括以下步骤：将油水混合液通入所述油水分离塔43，进行油水分离，得到焦油和热解水。

进一步地，该方法还包括以下步骤：对原料煤进行预处理：通过所述破碎机8将原料煤进行破碎，然后通过所述干燥机9进行干燥并输送至所述原料仓5，再通过所述提升机6上传至上料仓7，随后通入所述热解炉2。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种煤热解系统，其特征在于，包括热解炉以及旋转除尘器，其中，

所述热解炉包括原料进口、兰炭产品出口以及荒煤气出口，用于对煤进行热解，得到兰炭产品和高温荒煤气；

所述旋转除尘器包括除尘过滤元器件、含尘气入口、除尘气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述热解炉的荒煤气出口相连；

所述含尘气入口用于通入所述高温荒煤气；

所述除尘过滤元器件是可旋转的，用于对所述高温荒煤气进行过滤除尘；

所述反吹气入口用于吹入反吹气，将所述除尘过滤元器件内的兰炭粉从所述粉尘出口吹出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转除尘器还包括过滤室、除尘室以及传动装置，其中，

所述含尘气入口和除尘气出口设置在所述过滤室，所述反吹气入口与粉尘出口设置在所述除尘室；

所述除尘过滤元器件嵌入所述过滤室和除尘室；

所述含尘气入口和除尘气出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧，所述反吹气入口与粉尘出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧；

所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件绕所述箱体的中轴旋转。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括兰炭粉收集装置，其与所述旋转除尘器的粉尘出口相连，用于收集所述旋转除尘器过滤的兰炭粉。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括冷却分离单元，所述冷却分离单元包括喷淋塔、间冷换热器以及油水分离塔，其中，

所述喷淋塔具有高温气入口、冷却气出口以及油水混合液出口，所述高温气入口与所述旋转除尘器的除尘气出口相连；

所述间冷换热器具有气体入口与热解气出口，所述气体入口与所述喷淋塔的冷却气出口相连；

所述油水分离塔具有油水混合液入口，其与所述喷淋塔的油水混合液出口相连。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括原料仓与上料仓，所述上料仓连接到所述热解炉的原料进口，所述原料仓与上料仓通过提升机相连。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括依次连接的破碎机与干燥机，所述干燥机与所述原料仓相连。

7.一种用权利要求1-6任一所述的系统进行煤热解的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将原料煤送入所述热解炉进行热解，得到兰炭与高温荒煤气；

将所述高温荒煤气从所述含尘气入口通入所述旋转除尘器，并从所述旋转除尘器的反吹气入口吹入反吹气，所述旋转除尘器的除尘过滤元器件对所述高温荒煤气进行过滤除尘，得到高温净化荒煤气从所述旋转除尘器的除尘气出口排出，并收集从所述旋转除尘器的粉尘出口排出的兰炭粉。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

将所述高温净化荒煤气通入所述冷却分离单元的喷淋塔进行油水与不凝气体分离，得到冷却不凝气与油水混合液；

将所述冷却不凝气通入所述间冷换热器，进行再次冷却，除去冷却不凝气中的饱和油水，得到净化热解气。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

将油水混合液通入所述油水分离塔，进行油水分离，得到轻油、重油以及热解水。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

对原料煤进行预处理：通过所述破碎机将原料煤进行破碎，然后通过所述干燥机进行干燥并输送至所述原料仓，再通过所述提升机上传至上料仓，随后通入所述热解炉。