CN109679673A - 一种低阶煤热解炉及其分级利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低阶煤热解炉及其分级利用工艺，属于煤热解技术领域，具体包括包括炉体及沿炉体长度方向布置的板式输料机构，炉体为封闭保温结构，且一端的上部设置有低阶煤进料仓，下部设置有煤灰出料管，炉体内设置有干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段，干燥段、预热升温段之间、干馏段和冷却段之间均设置有隔热墙，隔热墙与板式输料机构之间留有物料通道，炉体上还设置有热载气进气管、冷煤气进气管、干燥气集气管及预热气集气管，热载气进气管与干馏段相连通，冷煤气进气管与冷却段相连通，干燥气集气管与干燥段相连通，预热气集气管与预热升温段相连通；本发明结构简单，使用方便，集干燥、预热升温、热解、冷却于一体，循环利用热解煤气。

Description

一种低阶煤热解炉及其分级利用工艺
技术领域
本发明涉及一种低阶煤热解炉及其分级利用工艺，属于煤热解技术领域。
背景技术
我国是一个贫油、少气、相对多煤的国家，石油剩余可开采储量仅为24亿吨，石油后备资源严重不足，2013年我国原油进口已超过2 .8亿吨，对境外石油的依赖度达到58％。目前，亚洲地区经济发展对石油化工产品需求大增，同样我国目前很多石油、化工产品还需要靠进口来填补不足，然而石油资源基本受强国垄断，随着国际能源需求量不断增长，石油化工产品的生产成本也不断提高。与此相反，我国煤炭已探测出的煤储量为1万亿吨，煤年产量约37亿吨，采用高效洁净煤化工技术代替石油资源，对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重要意义。
目前我国对煤炭的利用主要是以单一化的利用为主，包括利用效率低的直接燃烧、气化、液化。为了提高煤炭的高转化率，往往需要复杂的工艺和较严苛的运行条件，导致转化工艺复杂，设备庞大，投资和生产成本大幅提高。而低阶煤中具有较高的挥发分，可以用来生产油、气等资源，合理采用低阶煤将煤资源化利用，生产能源替代产品、经济价值产品意义重大。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构简单，使用方便，集干燥、预热升温、热解、冷却于一体，循环利用热解煤气的一种低阶煤热解炉及其分级利用工艺。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种低阶煤热解炉，包括炉体及沿炉体长度方向布置的板式输料机构，所述炉体为封闭保温结构，且一端的上部设置有低阶煤进料仓，下部设置有煤灰出料管，所述炉体内设置有干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段，所述干燥段、预热升温段位于板式输料机构的上方，所述干馏段和冷却段位于板式输料机构的下方，所述干燥段、预热升温段之间、干馏段和冷却段之间均设置有隔热墙，所述隔热墙与板式输料机构之间留有物料通道，所述炉体上还设置有热载气进气管、冷煤气进气管、干燥气集气管及预热气集气管，所述热载气进气管与干馏段相连通，所述冷煤气进气管与冷却段相连通，所述干燥气集气管与干燥段相连通，所述预热气集气管与预热升温段相连通；所述板式输料机构用于将低阶煤依次运输至干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序。
优选的，所述板式输料机构主要由转轴、链条、链板、上格栅托板及下格栅托板构成，两个所述转轴安装在炉体的两端，所述转轴之间安装有两条链条，所述链条的两端安装在链轮上，所述链轮安装在转轴上，所述转轴上安装有驱动电机，所述链条之间安装有多个链板，所述链板铰接在链条的销轴上，所述上格栅托板安装在链条中上部链条下方，用于托起上部链条，所述下格栅托板安装在链条中下部链条下方，用于托起下部链条，所述上格栅托板和下格栅托板分别固定在炉体内，所述链板上设置有布气孔，所述上格栅托板的一端设置有V型下料槽。
优选的，所述上格栅托板和下格栅托板的两端设置有过渡斜面。
优选的，所述链板被上格栅托板和下格栅托板托起时，呈水平状态，且多个链板依次拼接形成物料托板，所述链板不被托起时，呈竖直状态，用于下料。
优选的，所述板式输料机构将低阶煤依次运输至干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序；洁净高温热载气通过热载气进气管进入干馏段对煤粉进行干馏，干馏产生提质煤及荒煤气，荒煤气及部分热载气通过布气孔进入预热升温段，对预热升温段的低阶煤进行预热升温，然后荒煤气及部分热载气通过预热气集气管进入喷淋塔，分离出焦油及洁净煤气，一部洁净煤气进入后续处理设备，另一部分作为冷煤气经冷却段对干馏产生的提质煤进行冷却；同时冷煤气通过布气孔进入干燥段对低阶煤进行干燥，干燥完成后通过干燥气集气管进入热风炉燃烧，燃烧产生的高温烟气作为热载气经热载气进气管进入干馏段，如此循环。
优选的，所述干馏段的温度为700-730℃；所述预热升温段的温度为400-600℃；所述冷却段的温度为75-330℃，所述干燥段的温度为75-120℃。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明结构简单，使用方便，采用外燃内热式的加热方式，将燃烧产生的热载气通入热解炉的干馏段，对低阶煤粉进行干馏，干馏产生的荒煤气进入预热升温段对低阶煤粉进行预热升温，然后再进入喷淋塔分离出焦油及洁净煤气，然后再将洁净煤气通入冷却段对提质煤进行冷却降温，同时经过热交换的煤气进入干燥段，对低阶煤粉进行干燥脱水，然后再将煤气通入热风炉燃烧，燃烧产生的高温烟气作为热载气进入干馏段，整个炉体集干燥、预热升温、热解、冷却于一体，操作简单，运行成本低，并且气密性好，适用原料粒径范围广。并且通过优化的布气方式及结构，降低了炉体压降，加热冷却更加均匀，热效率高。
此外，板式输料机构结构简单，机械化操作，实现了连续机械化输送和往复运输；增加了热解系统热利用率，减少了整个系统占地面积，较好解决了热解系统连续运行、热利用率低和占地面积大的问题，更重要的是提高了热解系统的生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中板式输料机构的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为图3中的A处局部放大图。
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，一种低阶煤热解炉，包括炉体1及沿炉体长度方向布置的板式输料机构2，炉体1为封闭保温结构，且一端的上部设置有低阶煤进料仓24，下部设置有煤灰出料管3，炉体1内设置有干燥段4、预热升温段5、干馏段6和冷却段7，干燥段4、预热升温段5位于板式输料机构2的上方，干馏段6和冷却段7位于板式输料机构2的下方，干燥段4、预热升温段5之间、干馏段6和冷却段7之间均设置有隔热墙8，隔热墙8与板式输料机构2之间留有物料通道9，炉体1上还设置有热载气进气管10、冷煤气进气管11、干燥气集气管12及预热气集气管13，热载气进气管10与干馏段6相连通，冷煤气进气管11与冷却段7相连通，干燥气集气管12与干燥段4相连通，预热气集气管13与预热升温段5相连通；板式输料机构2用于将低阶煤依次运输至干燥段4、预热升温段5、干馏段6和冷却段7进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序。
其中，如图2至图3所示，板式输料机构2主要由转轴14、链条15、链板16、上格栅托板17及下格栅托板18构成，两个转轴14安装在炉体1的两端，转轴14之间安装有两条链条15，链条15的两端安装在链轮19上，链轮19安装在转轴14上，转轴14上安装有驱动电机20，链条15之间安装有多个链板16，链板16铰接在链条15的销轴上，上格栅托板17安装在链条15中上部链条下方，用于托起上部链条，下格栅托板18安装在链条中下部链条下方，用于托起下部链条，上格栅托板17和下格栅托板18分别固定在炉体1内，链板16上设置有布气孔21，上格栅托板17的一端设置有V型下料槽22。
本发明在使用时，链板16被上格栅托板17和下格栅托板18托起时，呈水平状态，且多个链板依次拼接形成物料托板，链板16不被托起时，呈竖直状态，用于下料。低阶煤粉装入低阶煤进料仓2内，低阶煤粉掉落在链板形成的物料托板上，低阶煤粉随链板移动，依次进入干燥段4、预热升温段5内；当链板移动至V型下料槽22时，链板16的底部缺少支撑，链板16先由水平状态逐渐变为竖直状态，再由竖直状态逐渐变为水平状态，在此过程中，低阶煤粉掉落至V型下料槽22内，最后掉落在下部链条的链板16上，在随链板依次进入干馏段6和冷却段7；当链板移动至煤灰出料管3的顶部时，链板又由水平状态变为竖直状态，产生的提质煤掉落至煤灰出料管3内。上格栅托板17和下格栅托板18的两端设置有过渡斜面23，过渡斜面23能够使链板平稳过渡，具有对链板进行整形及提高落料效果的作用。
本发明的具体分级利用工艺为：板式输料机构将低阶煤依次运输至干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序；洁净高温热载气通过热载气进气管进入干馏段对煤粉进行干馏，干馏产生提质煤及荒煤气，荒煤气及部分热载气通过布气孔进入预热升温段，对预热升温段的低阶煤进行预热升温，然后荒煤气及部分热载气通过预热气集气管进入喷淋塔，分离出焦油及洁净煤气，一部洁净煤气进入后续处理设备，另一部分作为冷煤气经冷却段对干馏产生的提质煤进行冷却；同时冷煤气通过布气孔进入干燥段对低阶煤进行干燥，干燥完成后通过干燥气集气管进入热风炉燃烧，燃烧产生的高温烟气作为热载气经热载气进气管进入干馏段，如此循环。
在整个工艺过程中，干馏段的温度为700-730℃；干馏产生的荒煤气进入预热升温段，使预热升温段的温度为400-600℃；经冷却后的洁净煤气进入冷却段与提质煤进行热交换，使冷却段的温度为75-330℃，经过热交换的煤气进入干燥段，使干燥段的温度为75-120℃。
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 (6)

1.一种低阶煤热解炉，其特征在于：包括炉体及沿炉体长度方向布置的板式输料机构，所述炉体为封闭保温结构，且一端的上部设置有低阶煤进料仓，下部设置有煤灰出料管，所述炉体内设置有干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段，所述干燥段、预热升温段位于板式输料机构的上方，所述干馏段和冷却段位于板式输料机构的下方，所述干燥段、预热升温段之间、干馏段和冷却段之间均设置有隔热墙，所述隔热墙与板式输料机构之间留有物料通道，所述炉体上还设置有热载气进气管、冷煤气进气管、干燥气集气管及预热气集气管，所述热载气进气管与干馏段相连通，所述冷煤气进气管与冷却段相连通，所述干燥气集气管与干燥段相连通，所述预热气集气管与预热升温段相连通；所述板式输料机构用于将低阶煤依次运输至干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序。
2.根据权利要求1所述的一种低阶煤热解炉，其特征在于：所述板式输料机构主要由转轴、链条、链板、上格栅托板及下格栅托板构成，两个所述转轴安装在炉体的两端，所述转轴之间安装有两条链条，所述链条的两端安装在链轮上，所述链轮安装在转轴上，所述转轴上安装有驱动电机，所述链条之间安装有多个链板，所述链板铰接在链条的销轴上，所述上格栅托板安装在链条中上部链条下方，用于托起上部链条，所述下格栅托板安装在链条中下部链条下方，用于托起下部链条，所述上格栅托板和下格栅托板分别固定在炉体内，所述链板上设置有布气孔，所述上格栅托板的一端设置有V型下料槽。
3.根据权利要求2所述的一种低阶煤热解炉，其特征在于：所述上格栅托板和下格栅托板的两端设置有过渡斜面。
4.根据权利要求2所述的一种低阶煤热解炉，其特征在于：所述链板被上格栅托板和下格栅托板托起时，呈水平状态，且多个链板依次拼接形成物料托板，所述链板不被托起时，呈竖直状态，用于下料。
5.一种低阶煤热解炉的分级利用工艺，包括上述低阶煤热解炉，其特征在于：所述板式输料机构将低阶煤依次运输至干燥段、预热升温段、干馏段和冷却段进行干燥、预热升温、干馏和冷却工序；洁净高温热载气通过热载气进气管进入干馏段对煤粉进行干馏，干馏产生提质煤及荒煤气，荒煤气及部分热载气通过布气孔进入预热升温段，对预热升温段的低阶煤进行预热升温，然后荒煤气及部分热载气通过预热气集气管进入喷淋塔，分离出焦油及洁净煤气，一部洁净煤气进入后续处理设备，另一部分作为冷煤气经冷却段对干馏产生的提质煤进行冷却；同时冷煤气通过布气孔进入干燥段对低阶煤进行干燥，干燥完成后通过干燥气集气管进入热风炉燃烧，燃烧产生的高温烟气作为热载气经热载气进气管进入干馏段，如此循环。
6.根据权利要求5所述的一种低阶煤热解炉的分级利用工艺，其特征在于：所述干馏段的温度为700-730℃；所述预热升温段的温度为400-600℃；所述冷却段的温度为75-330℃，所述干燥段的温度为75-120℃。
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