CN111592900A - 全粒径煤热解方法、热解单元及分级除尘热解系统 - Google Patents
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Abstract
一种全粒径煤热解方法、热解单元及分级除尘热解系统,其中,全粒径煤热解单元包括分选装置、热解炉和移动床热解装置;其中,分选装置,用于对全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;热解炉,用于对所述分选装置分选出的细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;移动床热解装置,包括:位于上方的间接换热热解段,用于对所述分选装置分选出的粗粒径煤进行间接换热热解;位于下方的气体热载体热解段,用于采用所述热解气作为气体热载体对来自间接换热热解段的粗粒径煤进行气体热载体热解。本发明采用固体热载体对粉煤进行热解,采用间接换热和气体热载体组合形式对粗粒径煤进行热解,有利于焦油轻质化和提高焦油产率。
Description
技术领域
本发明属于煤热解技术领域,尤其涉及一种全粒径煤热解方法、热解单元及分级除尘热解系统。
背景技术
低阶煤热解技术可将煤中的化学活性高的物质转化为液体燃料和化学品,是实现低阶煤清洁高效梯级利用的途径之一。其中焦油是热解技术的主要产品之一。现有技术中以块煤作为原料的热解技术系统热效率高,焦油品质好,焦油含尘率低,但焦油收率低,而且该类技术无法对机械化采煤产生的大量粉煤进行有效利用,不符合我国目前粉煤产量约占煤炭开采总量的70%左右的实际。因此,现有技术开发了多种粉煤热解技术,按加热方式分为直接加热和间接加热;按热载体方式可分为气体热载体、固体热载体和蓄热式等形式。虽然开发了多种粉煤热解技术,并且大部分热解技术都进行了中试试验,但普遍存在焦油产率低,焦油含尘率高,运行不稳定,系统热效率低等问题。
粉煤固体热载体热解技术具有焦油产率高、整体能效高、易于与其他技术耦合等优点,但粉煤热解技术普遍存在焦油含尘率高、焦油品质差等问题;在规模放大后,固体热载体与粉煤混合及传热、固体热载体量及温度控制困难。现有技术采取多种除尘技术,解决焦油含尘率高的问题,例如高温旋风分离器、颗粒床过滤、高温静电除尘、油喷淋等,但各种技术均还存在除尘效果不佳、堵塞、焦油损失大等问题。例如一些研究采用干燥的原煤为颗粒层过滤原料对粉煤热解油气进行除尘,但由于干燥原煤温度偏低、粒径偏细,在热煤气和原煤接触区域很容易出现焦油析出,导致堵塞。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种全粒径煤热解方法、热解单元及分级除尘热解系统,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
作为本发明的一个方面,提供一种全粒径煤热解单元,包括分选装置、热解炉和移动床热解装置;其中,
分选装置,用于对全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;
热解炉,用于对所述分选装置分选出的细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;
移动床热解装置,包括:
位于上方的间接换热热解段,用于对所述分选装置分选出的粗粒径煤进行间接换热热解;
位于下方的气体热载体热解段,用于采用所述热解气作为气体热载体对来自间接换热热解段的粗粒径煤进行气体热载体热解。
作为本发明的另一个方面,还提供一种全粒径煤分级除尘热解系统,包括:
如上述的全粒径煤热解单元;
热解气分离器,所述热解气分离器包括热解气分离器入口和热解气分离器出口,所述热解气分离器入口与所述热解炉相连,所述热解气分离器出口与所述移动床热解装置的气体热载体热解段相连;
其中,所述热解气分离器用于对热解炉排出的热解气进行初步除尘;移动床热解装置内的粗粒径煤在间接换热热解段与气体热载体热解段形成粗粒径煤移动床,粗粒径煤移动床对经过初步除尘的热解气进行精细除尘。
作为本发明的再一个方面,还提供一种采用如上述的全粒径煤热解单元实现的全粒径煤热解方法,包括如下步骤:
利用分选装置将作为热解原料的全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;
在热解炉内对细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;
在移动床热解装置内对粗粒径煤依次进行间接换热热解和以所述热解气作为气体热载体的气体热载体热解,完成全粒径煤热解。
基于上述技术方案,本发明相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分:
本发明对全粒径煤进行热解,利用分选装置将全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤,细粒径煤直接在热解炉内进行固体热载体热解,粗颗粒煤作为颗粒床除尘介质,利用固体热载体粉煤热解产生的热解气为粗颗粒煤进行慢速热解的预热解,既避免了热解挥发分遇冷颗粒出现焦油凝结导致堵塞,又利用了固体热载体粉煤热解的余热,而且使粗颗粒热解在一个富氢气氛下进行慢速热解,有利于焦油轻质化和提高焦油产率;
本发明采用分级除尘方案,通过热解气分离器和粗粒径煤移动床除尘,对热解气夹带的细粉进行粗除尘和精除尘,解决了粉煤热解焦油含尘率高的问题;
本发明在气固分离器和返料器连接立管上通入干扰风,降低固体热载体带入细粉,与热解气分离器和粗粒径煤移动床实现的粗除尘和精除尘相结合,实现三级除尘效果;
本发明的气化炉采用分三级布风方案,可以较好的控制固体热载体的温度和循环量,实现了控制热解温度及热解负荷的效果。
附图说明
图1是本发明实施例全粒径煤热解单元和全粒径煤分级除尘热解系统示意图;
图2是本发明实施例热解炉返料装置结构示意图;
图3是图2中A-A截面示意图;
图4是图2中B向内部侧视示意图;
图5是本发明实施例由气固分离器和返料器形成的气固分离返料一体化装置示意图;
图6是图5中C-C截面示意图;
图7是本发明其他实施例中气固分离返料一体化装置中扰流风管切向插入立管示意图;
图8是图7中D-D截面示意图;
图9是本发明实施例的移动床热解装置结构示意图;
图10是本发明实施例的间接换热热解段采用管壳式结构示意图。
以上附图中,附图标记含义如下:
1.气化炉;11.一次风入口;12.二次风入口;13.三次风入口;14.气化炉出口;15.固体热载体返料口;2.气固分离器;21.气固分离器入口;22.气固分离器高温煤气出口;23.气固分离器固体热载体出口;3.返料器;31.返料器入口;32.返料器出口;4.热解炉;41.固体热载体和粉煤入口;42.热解炉固体热载体出口;43.流化气入口;44.热解炉热解气出口;45.半焦产品出口;5.热解炉返料装置;51.入口段;52.出口管;53.环形挡料板;54.布料器;55.下降段;56.水平段;57.上升段;6.热解气分离器;61.热解气分离器入口;62.热解气分离器出口;63.细粉半焦出口;7.余热锅炉;71.余热锅炉入口;72.余热锅炉出口;8.分选装置;81.分选装置入口;82.第一分选装置出口;83.第二分选装置出口;9.移动床热解装置;9-1.间接换热热解段;9-2.气体热载体热解段;91.气体热载体热解段热解气进口;92.间接换热热解段入口;93.粗半焦出口;94.气体热载体热解段热解气出口;95.热源端入口;96.热源端出口;10.油气分离装置;101.油气分离装置入口;102.焦油和水出口;103.油气分离装置热解气出口;A1,A2,A3为空气;S.水蒸气;C1.固体热载体;C2.飞灰;C3.半焦产品;C4.细粉半焦;C5.粗半焦;M1.粉煤;M2.粗粒径煤;F.高温煤气;T.焦油;W.热解水;G1.热解炉流化气;G2.脱除焦油和热解水的热解气。
具体实施方式
现有的粉煤热解技术普遍存在焦油含尘率高,运行不稳定,系统热效率低等问题,制约了粉煤热解技术工业化推广。另一方面,采用低速床作为热解室的粉煤固体热载体技术,存在固体热载体和热解原料混合不均,传质传热效果不佳的问题,导致需要设计较大的热解室,不利于规模放大;而且固体热载体量和温度控制不稳定,导致系统运行不稳定。
为克服上述至少一个方面的技术缺陷,本发明提出一种全粒径煤分级除尘热解系统对全粒径煤进行热解,利用分选装置将全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤,细粒径煤直接在热解炉内进行固体热载体热解,粗颗粒煤作为颗粒床除尘介质,利用固体热载体粉煤热解产生的热解气为粗颗粒煤进行慢速热解的预热解,既避免了热解挥发分遇冷颗粒出现焦油凝结导致堵塞,又利用了固体热载体粉煤热解的余热,而且使粗颗粒热解在一个富氢气氛下进行慢速热解,有利于焦油轻质化和提高焦油产率。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
作为本发明的一个方面,如图1所示,提供一种全粒径煤热解单元,包括分选装置8、热解炉4和移动床热解装置9;其中,分选装置8,用于对全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;热解炉4,用于对分选装置8分选出的细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;移动床热解装置9,如图1和图9所示,包括:位于上方的间接换热热解段9-1,用于对分选装置8分选出的粗粒径煤进行间接换热热解;位于下方的气体热载体热解段9-2,用于采用热解气作为气体热载体对来自间接换热热解段9-1的粗粒径煤进行气体热载体热解。
在本发明的实施例中,如图1所示,分选装置8包括作为原煤进入口的分选装置入口81、第一分选装置出口82和第二分选装置出口83,第一分选装置出口82与热解炉4顶部的固体热载体和粉煤入口41相连;第二分选装置出口83与移动床热解装置9的间接换热热解段入口92相连。
更为具体的,分选装置8用于将0~30mm的原煤(即全粒径煤)进行分选,将原煤分选为粉煤(即细粒径煤)M1和粗粒径煤M2。其中,粉煤M1的粒径为0~6mm,优选0~3mm;粉煤M1作为热解炉4的热解原料从第一分选装置出口82输送至热解炉4的固体热载体和粉煤入口41;剩余部分的原煤即粗粒径煤M2,作为移动床热解装置9的热解原料从第二分选装置出口83输送至移动床热解装置9的间接换热热解段入口92。
在本发明的实施例中,如图1所示,热解炉4用于粉煤M1发生热解反应,设置有顶部的固体热载体和粉煤入口41,热解炉热解气出口44,半焦产品出口45,热解炉固体热载体出口42以及流化气入口43。为强化固体热载体和粉煤M1混合和传热,同时避免大量扬尘,在固体热载体和粉煤M1进入热解炉4的位置(即热解炉4内部正对固体热载体和粉煤入口41下方)设置局部流化区域。采用经增压的部分脱除焦油和热解水的热解气G2作为热解炉流化气G1。更为具体的,局部流化区域的表观风速为0.4m/s~1.5m/s,优选局部流化区域的表观风速为0.5m/s~1m/s。
在本发明的实施例中,如图1所示,全粒径热解单元还包括气化炉1,气化炉1用于提供全粒径热解单元热量,气化炉1为三级布风式,设置有一次风入口11,二次风入口12,三次风入口13,气化炉出口14以及固体热载体返料口15。一次风入口11输送的一次风气化剂为水蒸气S和空气A1;二次风入口12和三次风入口13分别输送的二次风气化剂和三次风气化剂均为空气A2,A3。一次风入口11位于气化炉1底部,二次风入口12位于固体热载体返料口15以下的密相区,三次风入口13位于气化炉1中上部。
更为具体的是,固体热载体温度和量可通过气化炉1的三级布风和热解炉4排出的半焦产品C3量进行调节。在本发明的实施例中,可以但并不局限于,一次风气化剂占气化剂总量的50%~85%,二次风气化剂占气化剂总量的15%~50%,三次风气化剂占气化剂总量的0~15%,优选为5%~10%,气化炉1运行风速为3m/s~10m/s,优选为4m/s~8m/s。
因此,本发明实施例中气化炉1采用分三级布风方案,可以较好的控制固体热载体的温度和循环量,实现了控制热解温度及热解负荷的效果。
在本发明实施例中,如图1所示,全粒径煤热解单元还包括热解炉返料装置5,热解炉返料装置5用于将热解炉4的固体热载体返回至气化炉1。如图2-图4所示,热解炉返料装置5包括入口段(即入口管)51和出口管52,出口管52一端延伸至入口段51内部;在入口段51与出口管52之间上下分别设置环形挡料板53和布料器54。
在本发明的实施例中,热解炉返料装置5通过入口段51与热解炉固体热载体出口42连接,通过环形挡料板53和布料器54将进入热解炉返料装置5的固体热载体进行均匀布料,同时将固体热载体的重力作用进行分解,消除热解炉4料位高度对热解炉返料装置5返料量的影响。
这是因为,固体热载体经布料器54均匀分布至各个圆周阵列的返料单元,其中,返料单元为由入口段51、布料器54和出口管52围绕空间形成相连通的下降段55,水平段56和上升段57。值得一提的是,热解炉返料装置5包括但并不局限于4~10个返料单元;优选,4~6个返料单元,例如4个返料单元,具体见图3所示。其中,返料单元之间相互隔离,避免气化炉1气体通过出口管52和各返料单元之间空间窜入热解炉4。
更为优选的,返料单元的下降段55、水平段56和上升段57底部设置流化风,利用下降段55物料重力作用以及下降段55物料与上升段57物料密度差将进入下降段57的物料输送至出口管52。返料单元通过开启流化风及调节流化风量,启动返料单元和调节返料单元返料量。如此可以通过均匀布置的多组返料单元实现热解炉返料装置5返料量线性调节,通过调节流化风量可以扩大热解炉返料装置5返料量调节范围。
为提高各返料单元运行的稳定性,水平段56长度比高度范围为2~10,优选3~7。上升段57高度与上升段57当量直径之比的范围为1.25~2.5。
在本发明的优选实施例中,热解炉返料装置5的水平段56增加与固体物料移动方向一致的输运风,可显著提高单个返料单元的返料能力。输运风风速范围为5~30m/s。输运风风管直径与水平段当量直径之比的范围为1/3~1/10。
作为本发明的另一个方面,如图1所示,还提供一种全粒径煤分级除尘热解系统,包括如上述的全粒径煤热解单元;
热解气分离器6,热解气分离器6包括热解气分离器入口61和热解气分离器出口62,热解气分离器入口61与热解炉4相连,热解气分离器出口62与移动床热解装置9的气体热载体热解段9-2相连;
其中,热解气分离器6用于对热解炉4排出的热解气进行初步除尘;移动床热解装置9内的粗粒径煤在间接换热热解段9-1与气体热载体热解段9-2形成粗粒径煤移动床,粗粒径煤移动床对经过初步除尘的热解气进行精细除尘。
在本发明的实施例中,如图1所示全粒径煤分级除尘热解系统还包括气固分离器2和返料器3,其中,气固分离器2的气固分离器入口21与气化炉1相连,用于将来自气化炉1的高温煤气和固体热载体进行分离,气固分离器2还设置有气固分离器高温煤气出口22和气固分离器固体热载体出口23;返料器3用于将固体热载体输送至热解炉4,同时阻止热解炉4的热解气窜入气固分离器2,设置有返料器入口31和返料器出口32。
在本发明的实施例中,如图5和图7所示,将气固分离器2和返料器3设计为一体设备,返料器入口31与气固分离器固体热载体出口23相连,而返料器出口32与固体热载体和粉煤入口41相连。为减少固体热载体细粉进入热解炉4,如图6所示,在气固分离器2和返料器3之间的立管上设置干扰风,将进入热解炉4的固体热载体粒径进行分选,将≤0.2mm的细粉去除。更为具体的,干扰风通入位置截面气体表观风速为0.4m/s~1.5m/s;作为优选,干扰风通入位置截面气体表观风速为0.5m/s~1m/s。
在本发明的其他实施例中,气固分离器2采用旋风分离器;如图7和图8所示,气固分离器2和返料器3形成气固分离返料一体化装置,在气固分离器2的底部锥段与返料器3立管连接处设置干扰风入口,在扰流风管切向插入立管的干扰风入口处,其切向方向与旋风分离器切向方向相反,从而形成与旋风分离器内固体热载体流场相反的气体流场,从而更显著的扰动旋风分离器流场,更显著的调控。扰流射流风速为扰流风量与扰流风管截面积之比,其调控范围为0m/s~30m/s。
在本发明的实施例中,热解气分离器6为高效旋风分离器。
在本发明的实施例中,热解气分离器6的入口速度范围为25m/s~35m/s。
在本发明的实施例中,由余热锅炉7、移动床热解装置9组成高温煤气余热回收单元,其中余热锅炉7的余热锅炉入口71与气固分离器高温煤气出口22连接,余热锅炉出口72与移动床热解装置9的热源端入口95相连,即间接换热热解段9-1的热源端来自余热锅炉出口72的高温煤气F和飞灰C2。另外,吸热端来自从移动床热解装置9的间接换热热解段入口92进入的粗粒径煤M2,两端通过热管进行传热,将余热锅炉出口72的高温煤气的余热应用于粗粒径煤加热和热解。气体热载体热解段9-2一方面利用来自热解气分离器6的热解气显热加热粗粒径煤M2,继续进行粗粒径煤M2热解;另一方面利用粗粒径煤M2形成的粗粒径煤移动床对来自热解气分离器6的热解气进行精除尘。高温煤气F和飞灰C2经余热锅炉7和移动床热解装置9换热后从移动床热解装置9的热源端出口96排出。
值得一提的是,如图9所示,为均匀布风,在气体热载体热解段9-2内部对应气体热载体热解段热解气进口91和气体热载体热解段热解气出口94位置均采用百叶窗结构。
在本发明的其他实施例中,移动床热解装置9的间接换热热解段9-1的换热管并不局限于采用热管形式,移动床热解装置9的间接换热热解段9-1还可采用管壳式结构,高温烟气走管程,粗粒径煤M2走壳程(即过高温烟气的换热管),其结构如图10所示。这种结构简单,制造成本低,易于更换。为了避免换热管内积灰,换热管设计为下倾结构,如图10所示,换热管中心线与水平面夹角α的范围为-10°~-35°。
在本发明的实施例中,如图1所示,全粒径煤分级除尘热解系统还包括油气分离装置10,油气分离装置10设置油气分离装置入口101,焦油和水出口102,油气分离装置热解气出口103。油气分离装置入口101与移动床热解装置9的气体热载体热解段热解气出口94相连,在油气分离装置10冷凝的焦油T和热解水W从焦油和水出口102排出,脱除焦油和热解水的热解气G2从油气分离装置热解气出口103排出,其中一部分脱除焦油和热解水的热解气G2经增压后作为热解炉流化气G1。
作为本发明的再一个方面,还提供一种采用全粒径煤热解单元实现的全粒径煤热解方法,包括如下步骤:
利用分选装置8将作为热解原料的全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;
在热解炉4内对细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;
在移动床热解装置9内对粗粒径煤依次进行间接换热热解和以热解气作为气体热载体的气体热载体热解,完成全粒径煤热解。
更为具体的,在本发明实施例中,采用固体热载体对粉煤M1进行热解,采用移动床间接换热和气体热载体组合形式对粗粒径煤M2进行热解。
在本发明的实施例中,如图1所示,由依次相连通的气化炉1、气固分离器2、返料器3、热解炉4和热解炉返料装置5形成一个固体热载体循环回路,其中热解炉返料装置5的出口管52与气化炉1下部的固体热载体返料口15连接。
另外,值得一提的是,本发明针对粉煤热解存在焦油含尘率高的问题,分三级进行除尘:第一级除尘为通过在气固分离器2和返料器3之间的立管上设置干扰风,将进入热解炉4的固体热载体粒径进行分选,将≤0.2mm的细粉去除,减少进入热解炉4的固体热载体中细粉的比例;第二级除尘为通过热解气分离器6对热解气夹带的粉尘进行粗除尘;第三级除尘通过已经加热的粗粒径煤形成的颗粒床(即粗粒径煤移动床)对热解气进行精除尘,为确保除尘效果和粗粒径煤形成的颗粒床运行稳定,移动床热解装置9的间接换热热解段9-1热解温度范围为360℃~550℃,优选温度范围400℃~500℃,气体热载体热解段9-2的热解温度为550℃~600℃。
综上所述,本发明根据煤热解过程升温速率、温度对颗粒破碎、挥发分析出、焦油性质等特性,采用分段的移动床热解装置进行粗粒径煤热解。在上段采用传热效率不高,升温速率慢的间接换热热解方式对粗粒径煤进行慢速热解,这样一方面避免大量粗颗粒破碎引起挥发分夹带细粉,同时将粗颗粒的表面温度提升到了焦油不冷凝的温度,将粗颗粒的表面进行了改性。这样的粗颗粒进入下段气体热载体热解段时,一方面可以充分发挥颗粒移动床除尘的优点;同时由于颗粒表面温度均高于焦油冷凝温度,因此不会出现挥发分焦油凝结引起的堵塞问题;此外高氢浓度挥发分气氛下继续热解有利于提高粗颗粒热解焦油的产率和品质。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全粒径煤热解单元,其特征在于,包括分选装置、热解炉和移动床热解装置;其中,
分选装置,用于对全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;
热解炉,用于对所述分选装置分选出的细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;
移动床热解装置,包括:
位于上方的间接换热热解段,用于对所述分选装置分选出的粗粒径煤进行间接换热热解;
位于下方的气体热载体热解段,用于采用所述热解气作为气体热载体对来自间接换热热解段的粗粒径煤进行气体热载体热解。
2.如权利要求1所述的全粒径煤热解单元,其特征在于,所述热解炉包括位于顶部的固体热载体和粉煤入口以及位于下部的流化气入口,流化气入口用于通入流化气,以使在所述热解炉内部正对固体热载体和粉煤入口下方形成局部流化区域,所述局部流化区域的表观风速为0.4m/s~1.5m/s;作为优选,所述局部流化区域的表观风速为0.5m/s~1m/s。
3.如权利要求1所述的全粒径煤热解单元,其特征在于,所述全粒径煤热解单元还包括气化炉,所述气化炉为三级布风式,所述气化炉包括一次风入口、二次风入口、三次风入口和固体热载体返料口;
其中,一次风入口位于气化炉底部;
其中,二次风入口位于气化炉的固体热载体返料口以下的密相区;
其中,三次风入口位于气化炉的中上部;
其中,所述一次风入口输送的一次风气化剂包括水蒸气和空气,其中一次风气化剂为气化剂总量的50%~85%;
其中,所述二次风入口输送的二次风气化剂包括空气,其中二次风气化剂为气化剂总量的15%~50%;
其中,所述三次风入口输送的三次风气化剂包括空气,其中二次风气化剂为气化剂总量的0%~15%;
作为优选,所述三次风气化剂为气化剂总量的5%~10%;
其中,所述气化炉运行风速为3m/s~10m/s;
作为优选,所述气化炉运行风速为4m/s~8m/s。
4.如权利要求1所述的全粒径煤热解单元,其特征在于,所述全粒径煤热解单元还包括热解炉返料装置,用于将热解炉的固体热载体循环至所述气化炉;
其中,所述热解炉返料装置包括入口管和出口管,所述出口管一端延伸至所述入口管内部;在所述入口管与出口管之间上下分别设置环形挡料板和布料器;
其中,所述入口管、布料器和出口管之间形成多个圆周阵列的返料单元,用于实现返料量的线性调节;
其中,所述返料单元包括相连通的下降段、水平段和上升段;其中,所述水平段的长度与高度比为2~10;作为优选,所述水平段的长度与高度比为3~7;其中,上升段的高度与上升段的当量直径之比为1.25~2.5;
其中,在所述下降段、水平段和上升段的底部设置流化风,用于实现固体热载体的均匀布料;
其中,在所述水平段设置运输风风管,用于输出与热解炉返料装置内部固体物料移动方向一致的运输风;
其中,所述运输风风速为5~30m/s;
其中,所述输运风风管直径与水平段的当量直径之比为1/3~1/10。
5.如权利要求1所述的全粒径煤热解单元,其特征在于,
所述分选装置用于对0~30mm的全粒径煤进行分选;
其中,所述细粒径煤的粒径为0~6mm;作为优选,细粒径煤的粒径为0~3mm。
6.一种全粒径煤分级除尘热解系统,其特征在于,包括:
如权利要求1至5任一项所述的全粒径煤热解单元;
热解气分离器,所述热解气分离器包括热解气分离器入口和热解气分离器出口,所述热解气分离器入口与所述热解炉相连,所述热解气分离器出口与所述移动床热解装置的气体热载体热解段相连;
其中,所述热解气分离器用于对热解炉排出的热解气进行初步除尘;移动床热解装置内的粗粒径煤在间接换热热解段与气体热载体热解段形成粗粒径煤移动床,粗粒径煤移动床对经过初步除尘的热解气进行精细除尘。
7.如权利要求6所述的全粒径煤分级除尘热解系统,其特征在于,所述全粒径煤分级除尘热解系统还包括气固分离器和返料器,
其中,所述气固分离器包括气固分离器入口、气固分离器固体热载体出口和气固分离器高温煤气出口;所述气固分离器入口与所述气化炉相连;
所述返料器包括返料器入口和返料器出口,所述气固分离器固体热载体出口与所述返料器入口相连;
所述返料器上设置干扰风入口,用于对固体热载体进行分筛;
其中,干扰风入口通入的干扰风对粒径小于等于0.2mm的固体热载体进行分筛;
其中,干扰风通入位置截面气体表观风速为0.4m/s~1.5m/s;
作为优选,干扰风通入位置截面气体表观风速为0.5m/s~1m/s;
所述全粒径煤分级除尘热解系统还包括余热锅炉,所述余热锅炉包括余热锅炉入口和余热锅炉出口,所述余热锅炉入口与所述气固分离器高温煤气出口相连;
所述间接换热热解段内部设置用于间接传热的换热管,所述换热管入口与所述余热锅炉出口相连;
换热管为热管或者管壳式结构的换热管;
其中,所述换热管设置为倾斜结构,所述换热管中心线与水平面夹角α为-10°~-35°;
所述全粒径煤分级除尘热解系统还包括油气分离装置,所述油气分离装置包括油气分离装置入口、焦油和水出口、油气分离装置热解气出口;所述油气分离装置入口与气体热载体热解段热解气出口相连,所述油气分离装置热解气出口与所述热解炉的流化气入口相连。
8.如权利要求6所述的全粒径煤分级除尘热解系统,其特征在于,所述气固分离器与返料器一体化设置,所述气固分离器的锥形底部与所述返料器的立管相连;
其中,所述干扰风入口设置于锥形底部与立管的连接处,在干扰风入口处切向设置扰流风管;
其中,扰流风管的切向方向与所述气固分离器的切向方向相反,用于形成与气固分离器内固体热载体流场相反的气体流场;
其中,干扰风的扰流风量与扰流风管截面积之比定义为扰流射流风速,所述扰流射流风速为0m/s~30m/s。
9.如权利要求6所述的全粒径煤分级除尘热解系统,其特征在于,所述间接换热热解段的热解温度为360℃~550℃;
作为优选,所述间接换热热解段的热解温度为400℃~500℃;
其中,所述气体热载体热解段的热解温度为550℃~600℃;
其中,所述气体热载体热解段包括气体热载体热解段热解气进口和气体热载体热解段热解气出口,在所述气体热载体热解段内部对应所述气体热载体热解段热解气进口和气体热载体热解段热解气出口位置分别设置百叶窗结构。
10.一种采用如权利要求1至5任一项所述的全粒径煤热解单元实现的全粒径煤热解方法,其特征在于,包括如下步骤:
利用分选装置将作为热解原料的全粒径煤分选为粗粒径煤和细粒径煤;
在热解炉内对细粒径煤进行固体热载体热解,得到热解气;
在移动床热解装置内对粗粒径煤依次进行间接换热热解和以所述热解气作为气体热载体的气体热载体热解,完成全粒径煤热解。
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