CN107641520B - 一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，包括：原煤筛分为块煤和末煤，块煤进入直立式圆形炉进煤密封装置，煤尘集中收集处理；块煤在炉体干燥段与炉体炭化段块煤炭化生成的高温荒煤气接触去除块煤中的水份；干燥脱水后的块煤进入炭化段，煤气和空气混合后在热风炉内燃烧生成高温烟气，对炉体炭化段两段供热炭化块煤,生成兰炭和荒煤气；荒煤气经干燥段带走块煤中的水份导出；兰炭进入余热回收利用装置，产生的蒸汽进行余热发电或供给工厂的蒸汽使用装置；兰炭熄焦得到兰炭成品；荒煤气喷淋洗涤降温后进入焦油、煤气分离净化装置，分离、净化得到焦油和煤气成品。本发明工艺过程安全稳定、节能环保、资源利用率高。

Description

一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法

技术领域

本发明涉及一种工业化块煤炭化生产兰炭的新工艺新技术，特别涉及一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的工业化工艺技术及其装备，它属于煤化工技术领域。

背景技术

兰炭又称半焦，是以侏罗纪煤为原料，采用中低温炭化工艺生产的一种固体物质，其有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低的特性，广泛用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅、化工、冶炼、造气等行业的生产，亦可作为工业和民用的清洁燃料使用。根据最终加热温度分为低温炭化(500～600℃)、中温炭化(700～800℃)，原煤炭化生成兰炭、焦油和煤气。焦油用途广泛，可制成清洁燃料油，也是塑料、染料、纤维、橡胶、农药、医药、耐高温材料等产品的重要化工原料；煤气可作为清洁燃料用于发电及工业生产热源。作为煤炭储量丰富的国家，煤炭在我国能源供给中的比重占65％以上，兰炭作为一种清洁能源在工业生产中应用越来越广泛，原煤炭化生成兰炭、焦油和煤气，属于对原煤的深加工和煤炭能源的综合化应用，符合国家能源和环保政策的要求。

目前国内工业化生产兰炭使用最广泛、规模最大的是直立方箱炉内热式炭化、水熄焦生产工艺。工艺流程主要为：原料煤由直立方箱炉顶部的储煤箱间歇式加入炭化炉，原煤在干燥段干燥脱水后进入到炭化段；炭化段炭化温度为600～750℃，炭化所用热量由回炉煤气与空气在炉体内的燃烧室内燃烧后供给到炭化段；原煤炭化后生成兰炭进入排炭箱，兰炭由排炭箱下部的推炭机推入到水封槽冷却，再由刮板机刮出时加热烘干掉多余的水份。荒煤气在炉体内沿料层上升，在干燥段与原煤接触换热带走原煤中含有的水份，通过炉体上部的集气伞、上升管、桥管、集气槽经管道到净化工段的冷却器、焦油电捕器，进行油、气分离净化。40％左右的煤气由风机送入炉体内燃烧为炭化提供热源，剩余煤气进入煤气柜为电厂提供热源发电或外供其它企业作热源使用。焦油进入沉淀池脱水，然后集中在焦油池进行静置恒温加热和二次脱水，脱水后的焦油为成品焦油送入储油罐。

上述方法的缺陷为：原煤从直立方箱炉顶部的储煤箱加入炭化炉，储煤箱为单阀结构，阀门打开往炉体内加煤时，炉体内上部的工况是微正压(0～500Pa),荒煤气和煤尘会从进煤口大量泄漏，污染环境，同时会有着火或爆炸的危险，影响安全生产。其炭化供热方式为把煤气和空气同时送入炉体内的燃烧室，气体混合燃烧对炭化段直接供热，容易造成靠近燃烧室部位的兰炭过烧、远离燃烧室部位的兰炭夹生，致使兰炭产品的品质不稳定和焦油的收油率降低，焦油中的重油成分较高，降低了兰炭和焦油的经济价值。兰炭采用浸水方式熄焦，造成水资源消耗大、兰炭产品的水份含量过高，不利于兰炭作为工业原料使用，再加热烘干造成能源浪费；兰炭直接浸水熄焦浪费了对高温兰炭的热能利用，等于向大气中直接排放热量，造成环境污染；浸水熄焦使兰炭产品中含有一定量的氨水，造成兰炭不能作为清洁燃料使用。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，连续式生产，工艺过程安全稳定、节能环保、资源利用率高，属于煤炭资源综合化利用项目。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，包括以下步骤：

1)把原煤送入筛分装置，对原煤进行筛分处理，将粒度等级为块煤的原煤输送到储煤塔，粒度小于20mm的末煤集中运到堆场；

2)储煤塔中的块煤通过布料皮带机进入直立式圆形炉的进煤密封装置；筛分装置、储煤塔和进煤密封装置中备煤仓内的煤尘通过除尘系统进行处理，煤尘集中收集处理；

3)进煤密封装置包括备煤仓和储煤仓,备煤仓的煤进入储煤仓中，储煤仓的块煤进入直立式圆形炉的同时备煤仓进煤；

4)进入直立式圆形炉的块煤，先在炉体上部干燥段与炭化段生成的高温荒煤气逆行直接接触，干燥去除块煤中的水份；

5)干燥脱水后的块煤进入直立式圆形炉炭化段，采用外燃内热的炭化工艺方法，煤气和空气混合后在热风炉内燃烧生成的高温烟气作为热源,给直立式圆形炉炭化段进行两段供热用于炭化块煤,块煤炭化后生成兰炭和荒煤气；荒煤气经过干燥段带走块煤中的水份由上升管导出；

6)炭化后生成的兰炭进入直立式圆形炉下部的余热回收利用装置，兰炭在余热回收利用装置内换热降温，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生的蒸汽可以进行余热发电或供给工厂使用蒸汽的装置；

7)余热回收利用装置中降温后的兰炭进入熄焦装置，在熄焦装置中对兰炭喷淋适量的新鲜水或中水使兰炭降温，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤8％；冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品，送到兰炭堆场；

8)上升管导出的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经桥管用循环氨水喷淋洗涤降温后进入焦油煤气分离净化装置，进行煤气和焦油的分离、净化，得到焦油成品和煤气成品。

作为优化，所述块煤粒度大小等级为20mm～150mm、20mm～120mm或30mm～80mm。

作为优化，所述步骤4)中，块煤在100～350℃的工况温度下干燥60～150分钟，去除块煤中的水份。

作为优化，所述步骤5)中，热风炉生产550～850℃的高温烟气送入到直立式圆形炉的炭化段；炉体炭化段为两段供热结构，炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内设有风道；每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置多个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置2～10层、每层均匀分布多个高温烟气出口，对炉体内均匀供热；炉体上部设集气伞，引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流出。

进一步，所述步骤5)中，炉体炭化段两段供热，块煤炭化时间为60～180分钟、炭化终温为500～800℃，块煤完成炭化后生成兰炭和荒煤气，炉体炭化段到干燥段集气伞处的压力控制在1000Pa～-1000Pa之间。

作为优化，所述步骤6)中，炭化后生成的兰炭依次进入余热回收利用装置,余热回收利用装置由换热器和汽水分离器组成，换热器由多个换热壁组成,换热壁的钢管和汽水分离器中充有除盐水；高温兰炭与换热壁接触降低兰炭的温度，并经加热钢管中的除盐水生成蒸汽，蒸汽经管道进入汽水分离器，蒸汽从汽水分离器的出汽口排出至蒸汽使用装置。

进一步，所述步骤6)中，兰炭在余热回收利用装置内从500～800℃换热降温到150～450℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生1.0～4.0MPa的蒸汽。

作为优化，所述步骤7)中，在熄焦装置中对150～450℃的兰炭喷淋新鲜水或中水使兰炭降温到40～100℃，完成兰炭熄焦。

作为优化，所述步骤8)中，煤炭化生成的含焦油的荒煤气经在桥管内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷氨水间接换热完成最终冷却，并形成气液分离；

含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐，循环氨水经换热器冷却后循环使用；

煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收；净化后的煤气进入气柜，一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气为电厂提供热源发电或外供作热源使用。

本发明的有益效果在于：

(1)炉顶进煤密封装置采用双仓、双阀结构，煤尘、荒煤气无泄漏，生产过程密封、安全环保。

(2)外燃内热方式加热炭化块煤，热风炉燃烧生成热风能精确控制热风风量和温度，炭化段两段供热结构，炭化效率高，兰炭、焦油和煤气的质量稳定。

(3)余热回收利用，余热回收装置回收利用兰炭的余热产生蒸汽，进行余热发电或为其它企业提供蒸汽，达到能源的综合利用、节约环保。

(4)生产过程连续熄焦，清洁节能环保、无污染物排放，水耗低，兰炭水分含量≤8％、兰炭品质高。

(5)炭化段供热控制精确、加热均匀、炭化温度稳定，焦油收率比方箱炉高15～20％、轻油占比多，经济效益好。

(6)装置产能大，单台套装置可以实现20万吨兰/年，是国内原有立式方箱炉最大产能10万吨兰炭/年的2倍。

附图说明

图1为本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。

如图1所示，本发明利用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，实施方案包括以下步骤：

(1)把原煤用装载机送入受煤坑，受煤坑的进煤口设置有网孔为150×150mm的格栅，粒度不大于150mm的原煤进入受煤坑，大于150mm的块煤人工破碎后进入受煤坑。受煤坑中的原煤通过给料机下到皮带输送机上送到筛分装置；筛分装置可以是包括进出料斗的振动筛、筒形筛，优选的筛分装置为振动筛。对原煤进行筛分处理，合格的块煤粒度为20mm～150mm、优选的块煤粒度为20mm～120mm、更优选的块煤粒度为30mm～80mm。合格的块煤用皮带输送机输送到储煤塔，粒度小于20mm的末煤集中运到堆场。

2)储煤塔中的块煤通过给料机和布料皮带机进入直立式圆形炉的进煤密封装置。皮带输送机安装在封闭的皮带廊内、筛分装置安装在封闭的室内，防止煤尘飞散到空中污染环境。筛分装置、储煤塔和进煤密封装置中备煤仓内的煤尘通过除尘系统进行处理，煤尘集中收集处理。除尘系统可以是布袋除尘系统、旋风除尘系统、旋风除尘和布袋除尘结合的除尘系统、静电除尘系统，优选的为布袋除尘系统。

3)备煤仓的煤进入储煤仓中，储煤仓的块煤再进入直立式圆形炉的同时备煤仓进煤。进煤密封装置为封闭式的双阀双仓结构，进煤密封装置分为备煤仓、储煤仓和控制阀门。备煤仓和储煤仓可以是圆形的、也可以是方形的，以及形状不规则的有进出料口的容器。储煤仓的顶部和底部有控制块煤进出的阀门，阀门可以是闸阀、插板阀、翻版阀、旋转阀以及其它适合块状固体物料通过的具有隔离密封性的阀门，阀门的开关驱动方式可以是电动的、气动的、手动的，优选的阀门为电动插板阀。备煤仓在储煤仓的上方，中间通过阀门连接，储煤仓通过进料管与炭化炉连接，储煤仓顶部的阀门打开、底部的阀门关闭时储煤仓进煤；储煤仓顶部的阀门关闭、底部的阀门打开时，储煤仓的块煤连续进入直立式圆形炉，同时备煤仓进煤。通过储煤仓顶部与底部阀门的开关控制阻断炭化炉内荒煤气和煤尘的泄漏路径，防止炭化炉内的荒煤气和煤尘从储煤仓泄漏污染环境，实现安全、环保生产。

4)块煤进入直立式圆形炉内，先在炉体内上部干燥段与炭化段生成的高温荒煤气逆行直接接触，在100～350℃的工况温度下干燥60～150分钟，优选的干燥温度为120～350℃，优选的干燥时间为100～130分钟，去除块煤中的水份。

5)干燥脱水后的块煤进入炭化段，炭化采用外然内热的加热方式，煤气和空气混合后在热风炉内燃烧、生成550～850℃的高温烟气，优选的烟气温度为650～800℃，作为热源供给炉体炭化段进行块煤炭化。

炉体炭化段为两段供热结构，炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内部都设置有风道；每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置多个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置2～10层出风口，优选为4～6层出风口；每层均匀分布多个高温烟气出口，对炉体内均匀供热。块煤炭化60～180分钟、炭化终温为500～800℃，优选的炭化终温为600～700℃，优选的炭化时间为100～150分钟，块煤完成炭化后生成兰炭和荒煤气，炉体炭化段到干燥段集气伞处的压力控制在1000Pa～-1000Pa之间，荒煤气沿块煤间的空隙上升，经过干燥段带走块煤中的水份由集气伞和上升管导出，荒煤气的出口温度为100～150℃。安装在炉体上部的集气伞由多个伞状构件组成，集气伞引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流出。净化后的一部分净煤气和空气送入热风炉内燃烧。

6)炭化后生成的兰炭进入直立式圆形炉下部的余热回收利用装置，兰炭从500～800℃在余热回收利用装置内间接换热降温到150～450℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生1.0～4.0MPa的蒸汽，蒸汽进行余热发电或供给工厂使用蒸汽的装置。高温兰炭的优选温度为600～700℃，降温后的兰炭优选温度为180～400℃，蒸汽的优选压力为1.0～1.6MPa。

余热回收利用装置，主要由汽水分离器和换热器两部分组成，汽水分离器和换热器通过管道连接。汽水分离器为圆形压力容器，设置有进出水口、出水口的管道连接到换热器，进出汽口、进汽口的管道与换热器连接，换热器由多个承压的换热壁(由钢管和钢板焊接而成)组成。换热壁的钢管中充满除盐水、汽水分离器中有一半体积的除盐水，高温兰炭与换热壁接触，兰炭的热量传给换热壁加热钢管中的除盐水生成蒸汽，蒸汽排出带走热量使兰炭的温度降低到150～450℃，换热器中的蒸汽经管道进入汽水分离器，蒸汽在一定压力下从出汽口排出送往蒸汽使用装置，在一定压力下汽水分离器和换热器中的水、蒸汽自然循环流动，根据蒸发量用加压泵连续向汽水分离器中注入等量的除盐水。

7)余热回收利用装置中降温后的兰炭进入熄焦装置，通过熄焦装置中的喷管对150～450℃的兰炭喷洒适量的新鲜水或中水，一部分水汽化带走热量降低兰炭温度，一部分水进入兰炭的空隙中，使兰炭降温到40～100℃，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤8％。冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品，送到兰炭堆场。

8)上升管导出的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经在桥管和集气槽内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却煤气，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷氨水逆向运行间接换热完成最终冷却，并形成气液分离。含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐，循环氨水经换热器冷却后循环使用，循环氨水槽封闭运行，减少污染。煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收。净化后的煤气进入气柜，一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气可为电厂提供热源发电或外供其它企业作热源使用。对于洗涤塔，可选用本领域人员熟知的设备，优选的设备使用文氏洗涤塔；对于冷却器，可选用本领域人员熟知的设备，优选的设备使用塔式横管冷却器。

实施实例

实施例1

将筛分过的粒度为150mm的块煤经过进煤密封装置以150Kg/h的量送入直立式圆形炉内，在干燥段120～350℃温度下(干燥段温度自下而上逐步降低)预热干燥150分钟，脱去块煤中所含的水分。干燥后的块煤下落到直立式圆形炉的炭化段，炉体炭化段为两段供热结构，炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内部都设置有风道；每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置8个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置6层出风口，对炉体内均匀供热。煤气在热风炉内燃烧生成850℃的热烟气送入到直立式圆形炉的炭化段，块煤炭化180分钟、炭化终温为800℃，块煤炭化后生成兰炭和荒煤气，荒煤气沿块煤间的空隙上升与干燥段的块煤逆行接触带走块煤中的水份，荒煤气的温度降到150℃。安装在炉体上部的集气伞由多个伞状构件组成，集气伞引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流入桥管。块煤炭化生成的兰炭从炭化段下落到余热回收利用装置，兰炭与换热壁接触传热、在余热回收利用装置内从800℃降温到450℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生4.0MPa的蒸汽。兰炭从余热回收利用装置进入熄焦装置，通过喷管对450℃的兰炭喷洒适量的水，一部分水汽化带走热量降低兰炭温度，一部分水进入兰炭的空隙中，兰炭降温到100℃，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤7％。冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品。流入桥管的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经在桥管和集气槽内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入文氏洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却净化煤气，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷氨水逆向运行间接换热完成最终冷却，并形成气液分离。含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐加热进一步脱水得到焦油成品，循环氨水经换热器冷却后循环使用，循环氨水槽封闭运行，减少污染。煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收，净化后的煤气一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气可为燃料使用。

产品煤焦油工业分析结果：

项目	外观	密度g/cm<sup>3</sup>	甲苯不溶物％	灰分％	水分％	粘度％
							指标	(1)	1.04	3.1	0.10	3.2	2.8

注：(1)表示煤焦油外观为黑褐色或紫色粘稠状液体、无粗颗粒和异物。

产品煤气工业分析结果：

成分	H<sub>2</sub>	CH<sub>4</sub>	CO	C<sub>m</sub>N<sub>m</sub>	CO<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>	O<sub>2</sub>	热值(Kcal/Nm<sup>3</sup>)
									含量(V％)	22	7	17.5	1	11	41	0.5	1800

产品兰炭工业分析结果：

序号	项目	参数
			1	灰分(Ad)％	8
2	氧化铝％	2
			3	磷(P)％	0.008
4	硫(S)％	0.2
			5	水分％	7
6	挥发分％	3.5
			7	电阻率(P)10<sup>-5</sup>Ωm	3000
8	热值Kcal/Kg	6400

实施例2

将筛分过的粒度在70mm的块煤经过进煤密封装置以200Kg/h的量送入直立式圆形炉内，在干燥段110～350℃温度下(干燥段温度自下而上逐步降低)预热干燥105分钟，脱去块煤中所含的水分。干燥后的块煤下落到直立式圆形炉的炭化段，炉体炭化段为两段供热结构，炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内部都设置有风道；每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置8个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置6层出风口，对炉体内均匀供热。煤气在热风炉内燃烧生成700℃的热烟气送入到直立式圆形炉的炭化段，块煤炭化120分钟、炭化终温为650℃，块煤炭化后生成兰炭和荒煤气，荒煤气沿块煤间的空隙上升与干燥段的块煤逆行接触带走块煤中的水份，荒煤气的温度降到125℃。安装在炉体上部的集气伞由多个伞状构件组成，集气伞引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流入桥管。块煤炭化生成的兰炭从炭化段下落到余热回收利用装置，兰炭与换热壁接触传热、在余热回收利用装置内从650℃降温到300℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生1.6MPa的蒸汽。兰炭从余热回收利用装置进入熄焦装置，通过喷管对300℃的兰炭喷洒适量的水，一部分水汽化带走热量降低兰炭温度，一部分水进入兰炭的空隙中，兰炭降温到70℃，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤8％。冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品。流入桥管的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经在桥管和集气槽内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入文氏洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却净化煤气，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷氨水逆向运行间接换热完成最终冷却，并形成气液分离。含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐加热进一步脱水得到焦油成品，循环氨水经换热器冷却后循环使用，循环氨水槽封闭运行，减少污染。煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收，净化后的煤气一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气可为燃料使用。

产品煤焦油工业分析结果：

项目	外观	密度g/cm<sup>3</sup>	甲苯不溶物％	灰分％	水分％	粘度％
							参数	(1)	1.03	3.2	0.12	3.3	2.9

注：(1)表示煤焦油外观为黑褐色或紫色粘稠状液体、无粗颗粒和异物。

产品煤气工业分析结果：

成分	H<sub>2</sub>	CH<sub>4</sub>	CO	C<sub>m</sub>N<sub>m</sub>	CO<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>	O<sub>2</sub>	热值(Kcal/Nm<sup>3</sup>)
									含量(V％)	23	8	17	1	10.5	40	0.5	1850

产品兰炭工业分析结果：

序号	项目	参数
			1	灰分(Ad)％	7
2	氧化铝％	1.8
			3	磷(P)％	0.007
4	硫(S)％	0.15
			5	水分％	8
6	挥发分％	3.7
			7	电阻率(P)10<sup>-5</sup>Ωm	2950
8	热值Kcal/Kg	6300

实施例3

将筛分过的粒度在20mm的块煤经过进煤密封装置以300Kg/h的量送入直立式圆形炉内，在干燥段100～350℃温度下(干燥段温度自下而上逐步降低)预热干燥60分钟，脱去块煤中所含的水分。干燥后的块煤下落到直立式圆形炉的炭化段，炉体炭化段为两段供热结构，炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内部都设置有风道；每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置8个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置6层出风口，对炉体内均匀供热。煤气在热风炉内燃烧生成550℃的热烟气送入到直立式圆形炉的炭化段，块煤炭化60分钟、炭化终温为500℃，块煤炭化后生成兰炭和荒煤气，荒煤气沿块煤间的空隙上升与干燥段的块煤逆行接触带走块煤中的水份，荒煤气的温度降到100℃。安装在炉体上部的集气伞由多个伞状构件组成，集气伞引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流入桥管。块煤炭化生成的兰炭从炭化段下落到余热回收利用装置，兰炭与换热壁接触传热、在余热回收利用装置内从500℃降温到150℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生1.0MPa的蒸汽。兰炭从余热回收利用装置进入熄焦装置，通过喷管对150℃的兰炭喷洒适量的水，一部分水汽化带走热量降低兰炭温度，一部分水进入兰炭的空隙中，兰炭降温到40℃，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤7.5％。冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品。流入桥管的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经在桥管和集气槽内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入文氏洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却净化煤气，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷氨水逆向运行间接换热完成最终冷却，并形成气液分离。含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐加热进一步脱水得到焦油成品，循环氨水经换热器冷却后循环使用，循环氨水槽封闭运行，减少污染。煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收，净化后的煤气一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气可为燃料使用。

产品煤焦油工业分析结果：

项目	外观	密度g/cm<sup>3</sup>	甲苯不溶物％	灰分％	水分％	粘度％
							参数	(1)	1.02	3.0	0.11	3.1	2.85

注：(1)表示煤焦油外观为黑褐色或紫色粘稠状液体、无粗颗粒和异物。

产品煤气工业分析结果：

成分	H<sub>2</sub>	CH<sub>4</sub>	CO	C<sub>m</sub>N<sub>m</sub>	CO<sub>2</sub>	N<sub>2</sub>	O<sub>2</sub>	热值(Kcal/Nm<sup>3</sup>)
									含量(V％)	23.6	9	16	1	11	39	0.4	1850

产品兰炭工业分析结果：

序号	项目	参数
			1	灰分(Ad)％	7.5
2	氧化铝％	1.7
			3	磷(P)％	0.008
4	硫(S)％	0.2
			5	水分％	7.5
6	挥发分％	3.6
			7	电阻率(P)10<sup>-5</sup>Ωm	3050
8	热值Kcal/Kg	6320

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)把原煤送入筛分装置，对原煤进行筛分处理，将粒度等级为块煤的原煤输送到储煤塔，粒度小于20mm的末煤集中运到堆场；

2)储煤塔中的块煤通过布料皮带机进入直立式圆形炉的进煤密封装置，进煤密封装置采用双仓、双阀结构；筛分装置、储煤塔和进煤密封装置中备煤仓内的煤尘通过除尘系统进行处理，煤尘集中收集处理；

3)进煤密封装置包括备煤仓和储煤仓,备煤仓的煤进入储煤仓中，储煤仓的块煤进入直立式圆形炉的同时备煤仓进煤；

4)进入直立式圆形炉的块煤，先在炉体上部干燥段与炭化段生成的高温荒煤气逆行直接接触，干燥去除块煤中的水份；

5)干燥脱水后的块煤进入直立式圆形炉炭化段，采用外燃内热的炭化工艺方法，煤气和空气混合后在热风炉内燃烧生成高温烟气作为热源,给直立式圆形炉炭化段进行两段供热用于炭化块煤,两段供热结构炭化段的炉体中间砌筑有十字花墙，炭化段的圆周炉壁和十字花墙内设有风道，块煤炭化后生成兰炭和荒煤气；荒煤气经过干燥段带走块煤中的水份由上升管导出；

炉体炭化段两段供热，块煤炭化时间为60～180分钟、炭化终温为500～800℃，块煤完成炭化后生成兰炭和荒煤气，炉体炭化段到干燥段集气伞处的压力控制在1000Pa～-1000Pa之间；

6)炭化后生成的兰炭进入直立式圆形炉下部的余热回收利用装置，兰炭在余热回收利用装置内换热降温，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生的蒸汽可以进行余热发电或供给工厂使用蒸汽的装置；

7)余热回收利用装置中降温后的兰炭进入熄焦装置，在熄焦装置中对兰炭喷淋适量的新鲜水或中水使兰炭降温，完成兰炭熄焦，兰炭含水量≤8％；冷却后的兰炭由出焦装置排出得到兰炭成品，送到兰炭堆场；

8)上升管导出的荒煤气是煤气和焦油的混合气体，经桥管用循环氨水喷淋洗涤降温后进入焦油煤气分离净化装置，进行煤气和焦油的分离、净化，得到焦油成品和煤气成品。

2.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述块煤粒度大小等级为20mm～150mm、20mm～120mm或30mm～80mm。

3.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤4)中，块煤在100～350℃的工况温度下干燥60～150分钟，去除块煤中的水份。

4.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤5)中，热风炉生产550～850℃的高温烟气送入到直立式圆形炉的炭化段；炉体炭化段为两段供热结构，每个供热段对应炉体圆周外壁和十字花墙端头设置多个均布的高温烟气进口，并在对应段的炉体圆周内壁和十字花墙上设置2～10层、每层均匀分布多个高温烟气出口，对炉体内均匀供热；炉体上部设集气伞，引导炉体上部的荒煤气均匀进入上升管流出。

5.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤6)中，炭化后生成的兰炭依次进入余热回收利用装置,余热回收利用装置由换热器和汽水分离器组成，换热器由多个换热壁组成,换热壁的钢管和汽水分离器中充有除盐水；高温兰炭与换热壁接触降低兰炭的温度，并经加热钢管中的除盐水生成蒸汽，蒸汽经管道进入汽水分离器，蒸汽从汽水分离器的出汽口排出至蒸汽使用装置。

6.根据权利要求5所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤6)中，兰炭在余热回收利用装置内从500～800℃换热降温到150～450℃，余热回收利用装置回收兰炭的热量产生1.0～4.0MPa的蒸汽。

7.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤7)中，在熄焦装置中对150～450℃的兰炭喷淋新鲜水或中水使兰炭降温到40～100℃，完成兰炭熄焦。

8.根据权利要求1所述的用直立式圆形炉进行块煤炭化生产兰炭的方法，其特征在于，所述步骤8)中，煤炭化生成的含焦油的荒煤气经在桥管内用循环氨水喷淋洗涤，除去荒煤气中携带的粉尘并初步冷却，进入洗涤塔，喷淋循环氨水进一步冷却，然后煤气进入冷却器与冷却器内的冷却介质间接换热完成最终冷却，并形成气液分离；

含焦油的氨水经管道进入循环氨水槽，通过静置沉淀油水分离，焦油用泵打到焦油储罐，循环氨水经换热器冷却后循环使用；

煤气从冷却器进入电捕焦油器，把煤气中携带的焦油吸附回收；净化后的煤气进入气柜，一部分送到热风炉燃烧为块煤炭化提供热源，剩余煤气为电厂提供热源发电或外供作热源使用。

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