CN115305104A - 一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，涉及煤化工技术领域，能够提高兰炭品质。包括：兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭；一次烘干兰炭进入回转窑烘干机二次烘干成二次烘干兰炭；二次烘干兰炭在烘干过程中还在回转窑烘干机进行二次热解，即一次烘干兰炭还二次热解成热解兰炭；从回转窑烘干机输出的兰炭为二次烘干且二次热解兰炭。本公开采用兰炭两次烘干和两次热解方式，不仅使生产的兰炭水分控制在10％以下，还能因二次热解提高兰炭品质。

Description

一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺

技术领域

本公开涉及煤化工领域，尤其涉及一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺。

背景技术

陕北榆林中低温煤热解是地方性特有产业，该工艺大部分采用内燃内热式直立方形干馏炉，热解后的清洁煤（也称兰炭）采用湿法熄焦或低水分熄焦，熄焦过程中大部分采用中水或是未处理的氨水，造成熄焦水中的有机物残留到兰炭产品中，严重影响兰炭品质；同时，该工艺熄焦兰炭水分较高，水分一般高于20%，严重影响产品价格和质量。且明火烘干烟气无法回收，造成严重的环境污染。

有鉴于此，有必要研究出煤热解烘干工艺，以期提高兰炭品质。

发明内容

本发明的实施例提供一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，兰炭在烘干床和回转窑烘干床两次烘干，并且回转窑烘干床还对兰炭进行二次热解。二次热解能够挥发出熄焦残留的有机污染物。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，包括：

兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭；

一次烘干兰炭进入回转窑烘干机二次烘干成二次烘干兰炭；

二次烘干兰炭在烘干过程中还在回转窑烘干机进行二次热解，即一次烘干兰炭还二次热解成热解兰炭；

从回转窑烘干机输出的兰炭为二次烘干且二次热解兰炭。

在一种可能的实现方式中，兰炭进入封闭式烘干床之前，还进行了兰炭熄焦，所述兰炭熄焦具体为：

高温兰炭经封闭式熄焦槽降温成低温兰炭；

低温兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭。

在一种可能的实现方式中，所述封闭式熄焦槽还连通有水汽收集罩，水汽收集罩收集熄焦过程中产生的熄焦水汽；

水汽收集罩连通水油氨硫回收系统，熄焦水汽进入水油氨硫回收系统。

在一种可能的实现方式中，所述封闭式烘干床还连通有集气罩，集气罩收集烘干烟气；

集气罩连通水油氨硫回收系统，烘干烟气进入水油氨硫回收系统。

在一种可能的实现方式中，将解吸气通入回转窑烘干机；

解吸气作为加热燃料在回转窑烘干机将空气加热到400-500℃，并且解吸气和空气在回转窑烘干机混合成高温热烟气；

高温热烟气在回转窑烘干机烘干一次烘干兰炭过程中发生兰炭二次热解。

在一种可能的实现方式中，封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机均通过烟气输送管道与水油氨硫回收系统连通；

水油氨硫回收系统包括水油分离器，水油分离器设置于烟气输送管道，水油分离器将烟气中的水油分离；

水油分离器连通有储水罐，水油分离器分离的水存储于储水罐；

储水罐的水经生化处理后作为封闭式熄焦槽的熄焦用水。

在一种可能的实现方式中，经水油分离器分离水油之后的氨硫酚进入水油氨硫回收系统的氨硫酚收集处理单元；

经氨硫酚收集处理单元处理的氨、硫、酚随烟气送至循环流化床锅炉，氨、硫、酚进入循环流化床锅炉燃烧。

在一种可能的实现方式中，酚类有机物在循环流化床锅炉的高温条件下发生氧化反应，最终生成CO₂和H₂O排放；

氨在循环流化床锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；

硫化物在循环流化床锅炉燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵。

在一种可能的实现方式中，一次烘干兰炭进入回转窑烘干机的加热段，在加热段将一次烘干兰炭二次热解成热解兰炭；

热解兰炭进入回转窑烘干机的烘干段，在烘干段将热解兰炭二次烘干成二次烘干兰炭；

二次烘干兰炭进入回转窑烘干机的冷却段，在冷却段将二次烘干兰炭冷却。

在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：

1、本发明的实施例采用兰炭两次烘干和两次热解方式，不仅使生产的兰炭水分控制在10%以下，还能因二次热解提高兰炭品质。

2、本发明的实施例采用封闭式熄焦槽封闭熄焦，采用封闭式烘干床一次烘干，采用回转窑烘干机二次烘干和二次热解，封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机收集烟气和水汽，解决了传统烘干工艺中烟气无法回收处理的技术难题，实现了水、油、氨、硫、酚分质回收综合处理，彻底解决了VOCs无组织排放回收处理和废水处理的行业性难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺流程图一；

图2为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺流程图二；

图3为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺原理框图一；

图4为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺原理框图二；

图5为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺原理框图三；

图6为根据本公开的一些实施例提供的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。

请参阅图1，本公开的实施例提供一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，包括：兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭；一次烘干兰炭进入回转窑烘干机二次烘干成二次烘干兰炭；二次烘干兰炭在烘干过程中还在回转窑烘干机进行二次热解，即一次烘干兰炭还二次热解成热解兰炭；从回转窑烘干机输出的兰炭为二次烘干且二次热解兰炭。

本发明的实施例采用兰炭两次烘干和两次热解方式，不仅使生产的兰炭水分控制在10%以下，还能因二次热解提高兰炭品质。

本发明实施例二次热解兰炭，是因为回转窑烘干机的高温条件，使兰炭中的油氨硫酚挥发出来。提高了兰炭品质。基于油氨硫酚不同的物理特性，使油氨硫酚挥发成油蒸汽、氨蒸气、硫蒸气和酚蒸汽。本发明实施例的酚为挥发酚。苯酚的沸点为180℃左右，二甲酚的沸点为203-225℃。

本发明实施例的封闭式烘干床温度为300℃左右，兰炭在封闭式烘干床一次烘干。本发明实施例的回转窑烘干机温度为250℃-400℃，兰炭在回转窑烘干机二次烘干，两次烘干水分控制在5%~10%，大幅提高兰炭品质。

在实际应用中，请参阅图2，本发明实施例的兰炭进入封闭式烘干床之前，还进行了兰炭熄焦，兰炭熄焦具体为：高温兰炭经封闭式熄焦槽降温成低温兰炭；低温兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭。

本发明实施例经封闭式烘干的兰炭送入回转窑烘干机，解吸气作为加热燃料将空气加热到250℃-400℃，高温热烟气在烘干兰炭的过程中发生二次热解，将熄焦残留的有机污染物挥发出来，与烟气回收经水油氨硫回收系统进行处理。

封闭式熄焦槽内存储有废氨水，废氨水用于熄焦。为了实现水的闭路循环，本发明实施例收集封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机中的水汽和烟气。利用水油氨硫回收系统将烟气中的水油分离，利用水蒸汽和气态油的液化温度不同实现水油分离。水回收到氨水存储罐，氨水存储罐的水再经生化处理后补入封闭式熄焦槽。

为了更进一步的实现水的闭路循环，本发明实施例还对兰炭生产过程中产生的酚氨废水进一步处理。经处理后的水也一并补入封闭式熄焦槽。封闭式烘干床内安装有多个母液分离槽，母液分离槽内流动有酚氨废水，酚氨废水在母液分离槽内蒸发掉气态物质之后，焦粉沉积在母液分离槽的槽底，气态物质包括气态的水、油、氨、硫；回收气态物质并进入水油氨硫回收系统分离出水油和氨硫酚；利用水油氨硫回收系统将气态物质中的水油分离，利用水蒸汽和气态油的液化温度不同实现水油分离。水回收到氨水存储罐，氨水存储罐的水再经生化处理后补入封闭式熄焦槽。

需要说明的是，为了提高封闭式熄焦槽内水的品质，本发明实施例的优选封闭式烘干床上安装上下两层母液分离槽，上下两层母液分离槽在实际应用中择一使用，即上层母液分离槽使用时下层母液分离槽暂停供给酚氨废水以及封闭式烘干床暂停烘干兰炭。本发明实施例的封闭式烘干床上安装有上层母液分离槽和下层母液分离槽，下层母液槽处理酚氨废水，上层母液分离槽作为水精馏工序处理水油氨硫回收系统处理的除油废水。本发明实施例中水油氨硫回收系统处理的除油废水，是指上述利用水蒸汽和气态油的液化温度不同实现水油分离之后产生的除油废水。

下层相邻母液分离槽相互连通，酚氨废水从下层的第一个母液分离槽注入，下层的中间母液分离槽通过溢流管连接，直至下层的最下端母液分离槽。下层母液分离槽的温度为150℃-300℃，酚氨废水在下层母液分离槽快速蒸发蒸汽。

上层相邻母液分离槽相互连通，除油废水从上层第一个母液分离槽注入，上层的中间母液分离槽通过溢流管连接，直至上层的最上端母液分离槽。上层母液分离槽的温度为80℃-150℃。上层母液分离槽蒸发后的水蒸气冷凝成液态水之后进入废水深度处理单元再次处理。随后经废水深度处理单元处理的水补入封闭式熄焦槽。

本发明实施例对内燃式直立方型炉熄焦槽、烘干床实施全部封闭，采用耐热钢板、耐火隔热材料实施加高封闭、分层加固的方式，解决了高温烘干钢板变形的难题。在实际应用中，优选一个封闭单元（集气罩）包围烘干床，并且这个封闭单元高于烘干床。优选另一个封闭单元（水汽收集罩）包围熄焦槽，并且本封闭单元高于熄焦槽。本发明实施例的两个封闭单元的外侧均为耐热钢板层，两个封闭单元的内侧均为耐火隔热材料层。

更具体地，封闭式熄焦槽还连通有水汽收集罩，水汽收集罩收集熄焦过程中产生的熄焦水汽；水汽收集罩连通水油氨硫回收系统，熄焦水汽进入水油氨硫回收系统。封闭式烘干床还连通有集气罩，集气罩收集烘干烟气；集气罩连通水油氨硫回收系统，烘干烟气进入水油氨硫回收系统。

为了进一步提高兰炭品质，兰炭熄焦过程残留的有机污染物全部热解挥发，请参阅图5，本发明实施例将解吸气通入回转窑烘干机；解吸气作为加热燃料在回转窑烘干机将空气加热到400-500℃，并且解吸气和空气在回转窑烘干机混合成高温热烟气；高温热烟气在回转窑烘干机烘干一次烘干兰炭过程中发生兰炭二次热解。

请参阅图3，封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机均通过烟气输送管道与水油氨硫回收系统连通；水油氨硫回收系统包括水油分离器，水油分离器设置于烟气输送管道，水油分离器将烟气中的水油分离；水油分离器连通有储水罐，水油分离器分离的水存储于储水罐（上述的氨水存储罐）；储水罐的水经生化处理后作为封闭式熄焦槽的熄焦用水。本发明实施例的烟气和水蒸气流经水油分离器将水蒸气变成水、将气态油变成液态油。

在实际应用中，请参阅图4，为了实现水油氨硫的分质回收，本发明实施例经水油分离器分离水油之后的氨硫酚进入水油氨硫回收系统的氨硫酚收集处理单元；经氨硫酚收集处理单元处理的氨、硫、酚随烟气送至循环流化床锅炉，氨、硫、酚进入循环流化床锅炉燃烧。气态氨硫酚负压送入电厂锅炉，气态氨硫作为助燃风参与锅炉燃烧。水油回收经废水处理系统处理后中水回用于熄焦。

本发明实施例的水油氨硫回收系统，在烟气输送总管中段增设水油分离器，将烟气中的水油分离，回收氨水储存罐，氨水储存罐的水在经生化处理后作为熄焦补充，实现水的闭路循环。烟气中的氨硫酚经二次风机负压送入电厂二次入口，作为助燃风参与锅炉燃烧，氨在锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；硫化物燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵，酚类物质燃烧变成二氧化碳和水。

本发明实施例中熄焦槽全部封闭，刮板机与烘干床连接处封闭，刮板机端口上部加水汽集气罩收集熄焦过程中产生的水汽。本发明实施例中烘干床全部封闭，在每个烘干床机头和下料口末端安装集气罩，对烘干床烟气进行收集，收集后的烟气和熄焦槽水汽混合通过引风机经过水油分离后送入电厂二次风机入口。

上述氨硫酚收集处理单元，酚类有机物在循环流化床锅炉的高温条件下发生氧化反应，最终生成CO₂和H₂O排放；氨在循环流化床锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；硫化物在循环流化床锅炉燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵。

优选回转窑烘干机包括加热段、烘干段和冷却段。一次烘干兰炭进入回转窑烘干机的加热段，在加热段将一次烘干兰炭二次热解成热解兰炭；热解兰炭进入回转窑烘干机的烘干段，在烘干段将热解兰炭二次烘干成二次烘干兰炭；二次烘干兰炭进入回转窑烘干机的冷却段，在冷却段将二次烘干兰炭冷却。冷却段采用余热回收利用，通过换热降低兰炭温度至60℃以下。

请参阅图6，本发明实施例的熄焦槽全部封闭，即熄焦槽为封闭式熄焦槽；刮板机与烘干床连接处封闭，刮板机端口上部加水汽集气罩收集熄焦过程中产生的水汽。烘干床全部封闭，即烘干床为封闭式烘干床，在每个烘干床机头和下料口末端安装集气罩，对烘干床烟气进行收集，收集后的烟气和熄焦槽水汽混合通过引风机经过水油分离后送入电厂二次风机入口。经封闭式烘干的兰炭送入回转窑烘干机，解吸气作为加热燃料将空气加热到450℃左右，高温热烟气在烘干兰炭的过程中发生二次热解，将熄焦残留的有机污染物（油氨硫酚）挥发出来，与烟气回收经水油分离系统进行处理。在烟气输送总管中段增设水油分离器，将烟气中的水油分离，回收储水罐，储水罐的水在经生化处理后作为熄焦补充，实现水的闭路循环。烟气中的氨硫经二次风机负压送入电厂二次入口，作为助燃风参与循环流化床锅炉燃烧，氨在循环流化床锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；硫化物燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵，酚类物质在循环流化床锅炉燃烧生成二氧化碳和水。

本发明的实施例采用封闭式熄焦槽封闭熄焦，采用封闭式烘干床一次烘干，采用回转窑烘干机二次烘干和二次热解，封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机收集烟气和水汽，解决了传统烘干工艺中烟气无法回收处理的技术难题，实现了水、油、氨、硫、酚分质回收综合处理，彻底解决了VOCs无组织排放回收处理和废水处理的行业性难题。

本发明实施例中高温兰炭通过封闭式烘干床初步烘干，再进入回转窑升温至450℃以上进行二次热解，将兰炭熄焦过程残留的有机污染物全部热解挥发回收，产品水分可控制在5-10%，大幅提高兰炭品质。该烘干燃料采用煤气提氢后的解吸气，对烘干和热解过程中产生的烟气集中收集处理，经油水氨硫分质回收系统，水油回收储水罐，氨硫送入电厂二次风机入口参与锅炉燃烧，氨在锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；硫化物燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵。最终烟气达标排放，完全满足环保要求。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，包括：

兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭；

一次烘干兰炭进入回转窑烘干机二次烘干成二次烘干兰炭；

二次烘干兰炭在烘干过程中还在回转窑烘干机进行二次热解，即一次烘干兰炭还二次热解成热解兰炭；

从回转窑烘干机输出的兰炭为二次烘干且二次热解兰炭。

2.根据权利要求1所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，兰炭进入封闭式烘干床之前，还进行了兰炭熄焦，所述兰炭熄焦具体为：

高温兰炭经封闭式熄焦槽降温成低温兰炭；

低温兰炭通过封闭式烘干床初步烘干成一次烘干兰炭。

3.根据权利要求2所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，所述封闭式熄焦槽还连通有水汽收集罩，水汽收集罩收集熄焦过程中产生的熄焦水汽；

熄焦水汽进入水油氨硫回收系统。

4.根据权利要求1所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，所述封闭式烘干床还连通有集气罩，集气罩收集烘干烟气；

集气罩连通水油氨硫回收系统，烘干烟气进入水油氨硫回收系统。

5.根据权利要求1所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，将解吸气通入回转窑烘干机；

解吸气作为加热燃料在回转窑烘干机将空气加热到400-500℃，并且解吸气和空气在回转窑烘干机混合成高温热烟气；

高温热烟气在回转窑烘干机烘干一次烘干兰炭过程中发生兰炭二次热解。

6.根据权利要求2所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，封闭式熄焦槽、封闭式烘干床和回转窑烘干机均通过烟气输送管道与水油氨硫回收系统连通；

烟气输送管道上设置有水油分离器，水油分离器将烟气中的水油分离；

水油分离器连通有储水罐，水油分离器分离的水存储于储水罐；

储水罐的水经生化处理后作为封闭式熄焦槽的熄焦用水。

7.根据权利要求6所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，经水油分离器分离水油之后的氨硫酚进入水油氨硫回收系统的氨硫酚收集处理单元；

氨硫酚收集处理单元处理的氨、硫、酚随烟气送至循环流化床锅炉，氨、硫、酚进入循环流化床锅炉燃烧。

8.根据权利要求7所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，酚类有机物在循环流化床锅炉的高温条件下发生氧化反应，最终生成CO₂和H₂O排放；

氨在循环流化床锅炉高温条件下与氮氧化物反应起到脱硝作用，烟气实现达标排放；

硫化物在循环流化床锅炉燃烧后随烟气进入脱硫系统回收制取硫酸铵。

9.根据权利要求1所述的兰炭烘干及回转窑二次热解净化工艺，其特征在于，一次烘干兰炭进入回转窑烘干机的加热段，在加热段将一次烘干兰炭二次热解成热解兰炭；

热解兰炭进入回转窑烘干机的烘干段，在烘干段将热解兰炭二次烘干成二次烘干兰炭；

二次烘干兰炭进入回转窑烘干机的冷却段，在冷却段将二次烘干兰炭冷却。

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