CN201241084Y - 气体载热褐煤悬浮热解装置 - Google Patents

气体载热褐煤悬浮热解装置 Download PDF

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CN201241084Y CNU2008200133910U CN200820013391U CN201241084Y CN 201241084 Y CN201241084 Y CN 201241084Y CN U2008200133910 U CNU2008200133910 U CN U2008200133910U CN 200820013391 U CN200820013391 U CN 200820013391U CN 201241084 Y CN201241084 Y CN 201241084Y
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程云驰
周宇江
邹成
徐立波
苏勇
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Abstract

气体载热褐煤悬浮热解装置，包括锤式干燥机、悬浮热解炉和三级熄焦系统。该干燥机出料口经管路与第一热解旋风分离器连接，其下端出料口经管路与悬浮热解炉连接，悬浮热解炉上端出料口与第二热解旋风分离器的进料口连接，第三热解旋风分离器的上端出气口与油气冷却器进气口连接，其下端出料口与停留槽连接，停留槽经管路与三级熄焦旋风分离器连接，第三熄焦分离器经管路与半焦冷却器连接。第一熄焦旋风分离器熄焦气出口经管路与氧源加热器内设的气体换热器连接，第一熄焦旋风分离器的熄焦气出口与油气冷却器内设置的气体换热器连接。本实用新型传热均匀、速度快，焦油和煤气产出率高；可回收焦油气和煤气热量，降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率。

Description

气体载热褐煤悬浮热解装置
技术领域
本实用新型涉及一种褐煤提质装置，具体是涉及一种采用气体载热体处理褐煤并生产半焦、焦油、煤气的热解装置。
背景技术
褐煤提质是将褐煤通过热解工艺获得半焦的方法，同时还获得焦油气和煤气。现有的提质褐煤所用设备种类很多，如日立公司采用回转炉式装置；三菱重工公司采用流化床加热底低阶煤提质工艺；北京煤化所采用多段回转炉提质褐煤；澳大利亚联邦科学与工业研究院采用流化床热解器快速提质装置提质褐煤；德国鲁奇——鲁尔盖斯采用低温干馏装置提质褐煤等。采用上述设备虽然对褐煤提质产生了良好效果，但普遍耗能耗水较多，其中还有些装置占用场地大、设备笨重、投资费用高，或者局限于规模不能大型化。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有褐煤热解技术的缺点，提供一种在悬浮状态下加热褐煤获取煤气、焦油、半焦用的气体载热体褐煤悬浮热解装置，采用该装置处理褐煤制备半焦、焦油气和煤气，具有半焦质量高、焦油煤气产率高、能耗低、节约投资、装置规模大等优点。
采用的技术方案是：
气体载热褐煤悬浮热解装置，包括悬浮热解炉、锤式干燥机，第一热解旋风分离器，第二热解旋风分离器，停留槽，半焦冷却器、油气冷却器和三级熄焦旋风分离器。
锤式干燥机出料口通过管路与第一热解旋风分离器入料口连接，锤式干燥机的干燥热发生器燃烧室通过管路与锤式干燥机的烟气入口连接。悬浮热解炉出料口与第二热解旋风分离器入料口连接。第二热解旋风分离器的气体出口经管路与油气冷却器的气体入口连接。第一热解旋风分离器出料口经管路与悬浮热解炉入料口连接。停留槽的气体出口通过管路与悬浮热解炉入料口连接，停留槽出料口通过管路与第一熄焦旋风分离器连接，第一熄焦旋风分离器经管路与第二熄焦旋风分离器的入料口连接。第二熄焦旋风分离器通过管路与第三熄焦旋风分离器连接，第一熄焦旋风分离器上端出气口通过管路与氧源加热器内置的气体换热器连接。第三熄焦旋风分离器出料口通过管路与半焦冷却器连接。氧源加热器的熄焦气出口通过管路与油气冷却器内置的气体换热器连接。油气冷却器的熄焦出口经管路与锤式干燥机的热烟气入口连接。
本实用新型的优点在于：
(1)原料细碎和干燥组合在一起，免去了单独建设的破碎系统，节省占地和投资。
(2)悬浮热解炉是褐煤热解领域全新的炉型和工艺。它遵循稀相流动和传热规律，传热均匀、速度快，焦油和煤气产出率高。它与停留槽组合可以适应煤颗粒在微米级和毫米级之间的变化。
(3)气体载热体悬浮热解炉，对煤颗粒而言是快速热解(>1000℃/s)；对煤粉而言是闪热解(>10000℃/s)，焦油和煤气的产出率高于格—金干馏实验产出率的120％—150％。
(4)采用三级悬浮传热熄焦加一级流化床熄焦冷却系统，可回收半焦热量，降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率；同时改善了半焦产品的易燃特性，便于安全储藏运输。
(5)采用氧源加热器和油气冷却器气—气热交换器，可回收焦油气和煤气热量，降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率；同时可以节约冷却用水。
(6)装置便于大型化。年处理500万吨褐煤只需1台悬浮热解炉。
附图说明
图1是本实用新型的气体载热褐煤悬浮热解装置结构示意图。
具体实施方式
气体载热褐煤悬浮热解装置，包括锤式干燥机1、干燥热发生器燃烧室2、第一热解旋风分离器4、悬浮热解炉5、第二热解旋风分离器6、停留槽7、第一熄焦旋风分离器10、第二熄焦旋风分离器9、第三熄焦旋风分离器11、半焦冷却器12、氧源加热器13和油气冷却器14。
锤式干燥机1出料口经立管3与第一热解旋风分离器4连接，干燥热发生器燃烧室2的出烟口经管路15与锤式干燥机1的烟气入口连接，管路15通过支管16与油气冷却器14的气体出口连接。第一热解旋风分离器4通过管路17与悬浮热解炉5的入料口连接，悬浮热解炉5上端出料口与第二热解旋风分离器6的进料口连接，第二热解旋风分离器6的下端出料口经管路30与停留槽7的入料口连接，第二热解旋风分离器6的上端气体出口经管路18与油气冷却器14连接。油气冷却器14的下端粉尘出口经管路20与悬浮热解炉5的粉尘入口连接。停留槽7的气体出口经联通管19与悬浮热解炉5连接。停留槽7的下端出料口经下料管8和管路21与第一熄焦旋风分离器10进料口连接，第一熄焦旋风分离器10的下端出料口经管路23和管路27与第二熄焦旋风分离器9的入料口连接，第二熄焦旋风分离器9的下端出料口经管路29和熄焦气体入口管22与第三熄焦旋风分离器11的入料口连接，第三熄焦旋风分离器11排料口经管路24与半焦冷却器12连接。氧源加热器13的气体换热器的熄焦气体入口经管路25与第一熄焦旋风分离器10的熄焦气体出口连接，氧源加热器13的气体出口经管路26与油气冷却器14的气体换热器的进气口连接。半焦冷却器12的水蒸汽出口经管路28与干燥热发生器燃烧室2连接。氧源加热器13的含氧气体出口经管路17与悬浮热解炉5的含氧气体入口。
用气体载热褐煤悬浮热解装置进行处理褐煤制备半焦、焦油和煤气的方法包括下述工艺步骤：
将褐煤原料送入锤式干燥机1内，在锤式干燥机1的机械作用和由干燥热发生器燃烧室2提供的烟气流的热震荡作用下破碎成8毫米以下的颗粒和煤粉，并被热烟气加热脱去大部分自由水，干燥温度低于250℃，被干燥的煤颗粒和煤粉经立管3进入第一热解旋风分离器4内，分离后的废气进入已知的废气处理系统，固体颗粒煤和煤粉在110—130℃下进入悬浮热解炉5，悬浮热解炉5通过输入的含氧气体与炉用燃料(可以是系统中产生的煤或煤气，也可以是外供燃料)在不完全燃烧状态下加热到500—600℃(具体加热温度的选择根据用户对焦油和煤气产出量要求而定)。发生深度脱水作用和热解反应，生成半焦、焦油气和煤气。半焦、焦油气和煤气在悬浮热解炉5内向上运动进入第二热解旋风分离器6分离，分离出的固体物料进入停留槽7内，焦油气和煤气进入油气冷却器14内，经冷却至350℃后进入已知的焦油和煤气净化分离系统，进入油气冷却器14内的焦油气和煤气中含有的煤粉经管路20返回悬浮热解炉。在停留槽7内物料继续反应获得半焦、焦油气和煤气混合气体，气体通过联通管19通入悬浮热解炉5，半焦经下料管8依次进入三级熄焦旋风分离系统，即经管路8和管路21进入第一熄焦旋风分离器10分离，再经管路23和管路27进入第二熄焦旋风分离器9，分离出的半焦经管路29和熄焦气入口管22进入第三熄焦旋风分离器11，分离出的半焦经管路24进入半焦冷却器12，冷却到80℃以下排出，由胶带输送机送至储焦仓储存。熄焦气体由熄焦气入口管22进入，依照第三、第二、第一熄焦旋风分离器的流向排入氧源加热器13的气体换热器，将热量传给燃烧所用氧源(氧源可以是空气、富氧、纯氧)，加热氧源的同时自身温度降低了，可以作为冷却介质进入油气冷却器14，将热解单元产生的焦油和煤气混合气冷却到350℃后排出。焦油气和煤气进入下两道工序—焦油分离单元和煤气脱硫单元，因为该两个单元利用了公知技术，此处不再赘述。熄焦气体经管路16和管路15进入锤式干燥机1内。
悬浮热解工艺系统既可以正压操作，也可以负压操作，由鼓风机(正压操作)或引风机(负压操作)完成系统通风任务。
半焦在上述流态化半焦冷却器12内采用循环水冷却和水浴冷却，水喷在半焦表面上后被蒸发，水蒸汽经管路28送入干燥热发生器燃烧室2。
上述的悬浮热解炉5为圆柱体，分为上下两室，中间有缩口。原料褐煤加入缩口上部圆柱室内；燃料加入缩口下部圆柱室至锥体和导管17范围内。

Claims (3)

1、气体载热褐煤悬浮热解装置，包括悬浮热解炉锤式干燥机(1)、干燥热发生器燃烧室(2)、悬浮热解炉(5)、第一热解旋风分离器(4)、第二热解旋风分离器(6)、停留槽(7)、第一熄焦旋风分离器(10)、第二熄焦旋风分离器(9)、第三熄焦旋风分离器(11)、半焦冷却器(12)、氧源加热器(13)和油气冷却器(14)，其特征在于：锤式干燥机(1)出料口经立管(3)与第一热解旋风分离器(4)连接，干燥热发生器燃烧室(2)的出烟口经管路(15)与锤式干燥机(1)的烟气入口连接，管路(15)通过支管(16)与油气冷却器(14)的气体出口连接；第一热解旋风分离器(4)通过管路(17)与悬浮热解炉(5)的入料口连接，悬浮热解炉(5)上端出料口与第二热解旋风分离器(6)的进料口连接，第二热解旋风分离器(6)的下端出料口经管路(30)与停留槽(7)的入料口连接，第二热解旋风分离器(6)的上端气体出口经管路(18)与油气冷却器(14)连接；停留槽(7)的气体出口经联通管(19)与悬浮热解炉(5)连接，停留槽(7)的粉尘入料口经管路(20)与油气冷却器(14)的下端排料口连接，停留槽(7)的下端出料口经下料管(8)和管路(21)与第一熄焦旋风分离器(10)进料口连接，第一熄焦旋风分离器(10)下端出料口经管路(23)和管路(27)与第二熄焦旋风分离器(9)的入料口连接，第二熄焦旋风分离器(9)的下端出料口经管路(29)和熄焦气体入口管(22)与第三熄焦旋风分离器(11)的入料口连接，第三熄焦旋风分离器(11)下端出料口经管路(24)与半焦冷却器(12)的入料口连接，氧源加热器(13)内设置的气体交换器的熄焦气体入口经管路(25)与第一熄焦旋风分离器(10)的熄焦气体出口连接，氧源加热器(13)的气体出口经管路(26)与油气冷却器(14)内设置的气体交换器的进气口连接。
2、根据权利要求1所述的气体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于所述的半焦冷却器(12)有水蒸汽出口，该水蒸汽出口经管路(28)与干燥热发生器燃烧室(2)连接。
3、根据权利要求1所述的气体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于悬浮热解炉为圆柱体，分为上下两室，中间有缩口，原料褐煤加入缩口上部圆柱室内；燃料加入缩口下部圆柱室至锥体和管路(17)范围内。
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Patentee before: Liu Hequn

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