CN108192647A - 一种低能耗粉煤热解工艺 - Google Patents

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尚柳彤
张纪疆
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Abstract

本发明涉及一种低能耗粉煤热解工艺，属于粉煤热解技术领域，提供了一种热效率高能耗低，设备投资少，有利于长期安全平稳运行的低能耗粉煤热解工艺，所采用的技术方案为将预先干燥的原料粉煤加入热解反应器中，然后加入天然气辅助粉煤燃烧，待煤粉正常燃烧后，将天然气撤出；粉煤热解产生的高温热半焦和热解煤气，一部分高温热半焦进入高温半焦燃烧器中燃烧，燃烧产生的高温烟气通入热解反应器中加热粉煤实现粉煤的热解；另一部分通过两次冷却后得到产品半焦；与煤粉换热后产生的低温烟气，通入粉煤旋风预热器中，对原料煤粉进行干燥预热，预热完成后进入原料粉煤缓冲仓，原料粉煤缓冲仓再进入热解反应器进行热解；本发明广泛用于粉煤热解。

Description

一种低能耗粉煤热解工艺
技术领域
本发明涉及一种低能耗粉煤热解工艺，属于粉煤热解技术领域。
背景技术
我国能源结构的特点是“贫油、少气、富煤”，煤制油技术还未广泛应用。但随着经济发展，对能源需求量越来越大，越来越高的对外依存度已经影响到我国能源安全，成为经济发展的瓶颈。以石油、天然气为代表的常规能源已不能满足国民经济发展需要，人们始终在开发粉煤的热解技术，用煤低温热解技术提取焦油替代部分常规能源。
以块状煤炭（如焦化、兰炭）热解技术已经成熟并得到广泛应用，但低能耗的粉煤热解技术还处在研发之中。
在煤炭开采过程中将产生40%的粒径小于10mm的粉煤，这部分煤炭目前主要作为燃料煤炭使用，其煤炭中所含的煤焦油却没有得到充分利用。
以粉煤为原料的热解技术主要有：美国开发的COED、TOSCOAL，前苏联开发的ETCH-175，美国和德国联合开发的L—R以及我国大连理工大学的DG、煤炭科学研究总院开发的MRF、西安三瑞实业有限公司开发的外热式回转炉、河南龙城旋转床技术以及庆华集团新疆和丰能源化工有限公司开发的高效回转式热解技术。
目前，在国内实现工业化生产的有西安三瑞实业有限公司开发的外热式回转炉粉煤热解技术和河南龙城旋转床粉煤热解技术。国内进行了粉煤热解技术中试的有连理工大学的DG技术、煤炭科学研究总院开发的MRF热解技术、庆华集团新疆和丰能源化工有限公司开发的高效回转式热解技术以及陕煤集团开发的流化床粉煤热解技术。
但是，现有的粉煤热解技术都还存在着工艺流程长、生产设备多而复杂、能量消耗高等缺点。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种热效率高能耗低，设备投资少，有利于长期安全平稳运行的低能耗粉煤热解工艺。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种低能耗粉煤热解工艺，按照以下步骤进行，
a、将预先干燥的原料粉煤加入回转式热管粉煤热解反应器中，然后通过向回转式热管粉煤热解反应器中加入天然气辅助粉煤燃烧，待煤粉正常燃烧后，将天然气撤出；
b、回转式热管粉煤热解反应器中粉煤热解产生的高温热半焦和热解煤气，一部分高温热半焦进入高温半焦燃烧器中燃烧，高温半焦燃烧产生的高温烟气通入回转式热管粉煤热解反应器中，与粉煤逆流、间接换热加热粉煤实现粉煤的热解；另一部分高温热半焦通过高温热半焦冷却器、低温热半焦冷却器两次冷却后得到产品半焦，然后再将部分半焦导入高温半焦燃烧器中燃烧，产生高温烟气；
产生的热解煤气经过高温除尘后进入煤气净化塔进行净化分离成洁净煤气和煤焦油；
c、高温半焦燃烧产生的高温烟气与回转式热管粉煤热解反应器中煤粉换热后产生低温烟气，将低温烟气通入粉煤旋风预热器中，对原料煤粉进行干燥预热，预热完成后进入原料粉煤缓冲仓，原料粉煤缓冲仓再进入回转式热管粉煤热解反应器进行热解；预热完成的烟气经过除尘后排放。
优选的，所述原料粉煤的粒径为0-10mm。
优选的，经过粉煤旋风预热器预热后的煤粉中降低到5%以下、温度达到250℃后进入原料粉煤缓冲仓。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明以高温热半焦燃烧技术为核心，梯次利用高温热半焦燃烧产生的高温热烟气，先对粉煤热解提供高温位热能，其次在对粉煤进行干燥预热利用其低温位热能。该工艺具有工艺流程短、生产设备少而简单、能量消耗低、安全可靠性高等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种低能耗粉煤热解工艺，按照以下步骤进行，
a、将预先干燥的，粒径为0-10mm的原料粉煤加入回转式热管粉煤热解反应器中，然后通过向回转式热管粉煤热解反应器中加入天然气辅助粉煤燃烧，反应器内温度达到300摄氏度左右，煤粉开始正常燃烧，待煤粉正常燃烧后，缓慢将天然气撤出；
b、回转式热管粉煤热解反应器中粉煤热解产生的高温热半焦和热解煤气，一部分高温热半焦进入高温半焦燃烧器中燃烧，高温半焦燃烧产生的高温烟气通入回转式热管粉煤热解反应器中，与粉煤逆流、间接换热加热粉煤实现粉煤的热解；另一部分高温热半焦通过高温热半焦冷却器、低温热半焦冷却器两次冷却后得到产品半焦，然后再将部分半焦导入高温半焦燃烧器中燃烧，产生高温烟气；产生的热解煤气经过高温除尘后进入煤气净化塔进行净化分离成洁净煤气和煤焦油；
c、高温半焦燃烧产生的高温烟气与回转式热管粉煤热解反应器中煤粉换热后产生低温烟气，将低温烟气通入粉煤旋风预热器中，对原料煤粉进行干燥预热，经过粉煤旋风预热器预热后的煤粉中降低到5%以下、温度达到250℃后进入原料粉煤缓冲仓，原料粉煤缓冲仓再进入回转式热管粉煤热解反应器进行热解；预热完成的烟气经过除尘后排放。
本发明以高温热半焦燃烧技术为核心，梯次利用高温热半焦燃烧产生的高温热烟气，先对粉煤热解提供高温位热能，其次在对粉煤进行干燥预热利用其低温位热能。该工艺具有工艺流程短、生产设备少而简单、能量消耗低、安全可靠性高等特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (3)

1.一种低能耗粉煤热解工艺，其特征在于：按照以下步骤进行，
a、将预先干燥的原料粉煤加入回转式热管粉煤热解反应器中，然后通过向回转式热管粉煤热解反应器中加入天然气辅助粉煤燃烧，待煤粉正常燃烧后，将天然气撤出；
b、回转式热管粉煤热解反应器中粉煤热解产生的高温热半焦和热解煤气，一部分高温热半焦进入高温半焦燃烧器中燃烧，高温半焦燃烧产生的高温烟气通入回转式热管粉煤热解反应器中，与粉煤逆流、间接换热加热粉煤实现粉煤的热解；另一部分高温热半焦通过高温热半焦冷却器、低温热半焦冷却器两次冷却后得到产品半焦，然后再将部分半焦导入高温半焦燃烧器中燃烧，产生高温烟气；
产生的热解煤气经过高温除尘后进入煤气净化塔进行净化分离成洁净煤气和煤焦油；
c、高温半焦燃烧产生的高温烟气与回转式热管粉煤热解反应器中煤粉换热后产生低温烟气，将低温烟气通入粉煤旋风预热器中，对原料煤粉进行干燥预热，预热完成后进入原料粉煤缓冲仓，原料粉煤缓冲仓再进入回转式热管粉煤热解反应器进行热解；预热完成的烟气经过除尘后排放。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗粉煤热解工艺，其特征在于：所述原料粉煤的粒径为0-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种低能耗粉煤热解工艺，其特征在于：经过粉煤旋风预热器预热后的煤粉中降低到5%以下、温度达到250℃后进入原料粉煤缓冲仓。
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