CN201605248U - 一种新型流化床半焦生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型流化床半焦生产系统。它包括干燥系统和干馏系统，其中干燥系统进料端与进料装置连接，干燥系统尾气经至少一级干燥除尘装置后回收，干燥系统与热源连接；干燥系统出料端以及干燥除尘装置出料端均与干馏系统进料端连接；干馏系统的热解气体经至少一级除尘装置后，一路作为干馏炉的流化介质闭路循环，另一路再经至少一级冷凝装置后，一部分排空，另一部分燃烧后作为本系统热源，干馏系统出料端与成品区连接。采用该技术对褐煤进行加工提质后，可生产出稳定性好、低含硫、高热值的固体燃料低温半焦和衍生物低温煤焦油。同时热利用率高，无环境污染，资源综合利用水平高，可连续稳定操作，实现大规模生产。

Description

一种新型流化床半焦生产系统

技术领域

本实用新型提供一种新型流化床半焦生产系统，即利用流化床将褐煤等煤种进行低温干馏，生产半焦的工艺。

背景技术

半焦俗称兰炭，因其燃烧时有很短的蓝色火焰而得名，它是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤经低温(500～700℃)干馏得到的固体产物。挥发分含量高，是很好的高热值无烟燃料，在铁合金、电石、化肥等行业完全可以替代且优于一般焦碳，同时在高炉喷吹、生产炭化料和活性炭等领域有着较大的发展潜力。

褐煤是我国分布较多的煤种之一，埋藏浅、易开采，褐煤半焦的生产与应用可大大缓解烟煤、焦煤资源的紧缺，对我国的可持续发展具有深远意义。

常规的半焦生产工艺，其主要设备是内热式直立干馏炉，干馏炉的单炉年产量多数在5万吨～10万吨，且仅能运用一炉多门等组合技术实现集中化大规模生产。目前的半焦生产工艺存在以下问题：

(1)资源浪费。吨焦耗煤、电、水量大，生产过程中的余热、尾气利用率低，焦油回收率不高，剩余煤气直接排空而未综合利用。

(2)新建半焦企业生产规模起点为60万吨/年，都是在原有立式炉基础上进行设计改造，然后通过多孔并排组合的方式形成规模，运行时间不长。

(3)半焦生产研发落后，工艺技术单一，大型化技术设备不成熟。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种新型流化床半焦生产系统，它通过褐煤干燥和低温干馏两段工艺生产半焦。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型流化床半焦生产系统，它包括干燥系统和干馏系统，其中干燥系统进料端与进料装置连接，干燥系统尾气经至少一级干燥除尘装置后回收，干燥系统与热源连接；干燥系统出料端以及干燥除尘装置出料端均与干馏系统进料端连接；干馏系统的热解气体经至少一级除尘装置后，一路作为干馏炉的流化介质闭路循环，另一路再经至少一级冷凝装置后，一部分排空，另一部分燃烧后作为本系统热源，干馏系统出料端与成品区连接。

所述进料装置包括料仓，它与螺旋输送机连接，螺旋输送机与干燥系统进料端连接；干燥系统为内加热流化床干燥机，干燥热源来自内置换热器，过热蒸汽作为流化介质，来自燃烧炉的烟气与内置换热器连接，内置换热器还与烟气引风机I连接，过热蒸汽和回收的尾气由下部送入内加热流化床干燥机。

所述干燥除尘装置有两级，第一级为旋风除尘器I，它的出料端与干馏系统进料端连接，尾气出口与第二级除尘装置电除尘器相连，电除尘器收集的细粉回收。两级除尘后尾气经循环风机I加压，一路送回内加热流化床干燥机作为流化介质闭路循环；另一路蒸汽回收利用。

所述干馏系统为内加热流化床干馏炉，干馏热源来自内置换热器，由干馏除尘装置回收的尾气作为流化介质，来自燃烧炉的烟气与内置换热器连接，内置换热器与烟气引风机II连接，回收尾气经循环风机II送回内加热流化床干馏炉。

所述干馏除尘装置包括旋风除尘器II，它的出料口与成品区连接，尾气送入冷凝装置，冷凝装置为冷凝器，冷凝器出料口排除焦油和芬类聚合物，尾气一部分排空，一部分送入燃烧炉。

本实用新型的新型流化床半焦生产工艺，可直接将含水30％～50％的褐煤进行干燥、干馏，生产半焦。干燥系统由进料装置、过热蒸汽内加热流化床、旋风除尘器、电除尘器、成品料输送装置、循环风机、烟气引风机等组成。工艺流程为：含水30％～50％的湿褐煤由输送机输送至内加热流化床的进料口，落入床内。过热蒸汽由内加热流化床底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层，使床内物料维持稳定的流态化。在流化床内褐煤被内置换热器提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由流化床干燥机出料口排出，与旋风除尘器收集的干粉一起输送至干馏工序。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，经旋风除尘器除尘和静电除尘后，被循环风机抽引，一部分返回流化床作为干燥介质，另一部分可全部回收利用其热能。内置换热器的热量由烟气提供，换热后的烟气由烟气引风机抽出排空。干燥后的褐煤进入低温干馏段，此段由内加热流化床干馏炉、旋风除尘器、冷凝器、燃烧炉、循环风机、烟气引风机、成品料输送设备等组成。在内加热流化床干馏炉内干馏析出的挥发分经除尘后，一部分由循环风机抽吸，作为流化床的流化风在系统内闭路循环，另一部分经冷凝器冷凝，析出焦油和芬类聚合物。从冷凝器流出的可燃气体，一部分可燃烧后排空，绝大部分进入燃烧炉燃烧，产生的烟气分为两路，一路进入干燥段作为内置换热器的热源，一部分进入干馏段作为内置换热器的热源。换热后的烟气由烟气引风机抽出排空。

本工艺的干燥段将内加热流化床与过热蒸汽干燥工艺嫁接，可直接将含水30％～50％的褐煤干燥至含水5％以下。干燥所需的热量全部由内置换热器提供，所需流化风量小，流化床的面积小，占地面积小，一次投资少。流化状态下，气固两相流具有较高的水分梯度，并能够进行充分接触，传热效率高，系统能耗低。以过热蒸汽作为流化介质，整个干燥过程为无氧环境，无燃烧和爆炸的危险，系统安全可靠。

以内加热流化床干馏炉作为干馏段的主设备。内加热流化床干馏炉是将内加热流化床作为干馏炉使用，干馏所需的热量大部分由内置换热器提供，内置换热器内通500℃的烟气将褐煤进行低温干馏。干馏析出的挥发分经除尘后一部分作为流化床的流化风。流态化干馏保证了物料加热均匀，干馏效率高，半焦的含炭量高。同时物料层厚度和停留时间均可在一定范围内调整，通过调整干燥机内换热元件的结构和布置方式，可以调节半焦的含炭量和产量，单机生产能力大，操作弹性大，设备运行可靠，产品品质比较稳定。

物料干燥过程析出的水汽，经除尘后，其携带的热能可全部回收利用，系统能源利用率高。

干馏段析出的挥发分可全部回收利用。挥发分经冷凝器冷凝，析出焦油和芬类聚合物，可作进一步精细处理后加以利用。其中的可燃气体一部分可排空燃烧处理，绝大部分可进入燃烧炉燃烧，产生的烟气则分别作为干燥段和干馏段内置换热器的热源，系统节能环保。

采用该技术对褐煤进行加工提质后，可生产出稳定性好、低含硫、高热值的固体燃料低温半焦和衍生物低温煤焦油。同时热利用率高，无环境污染，资源综合利用水平高，可连续稳定操作，实现大规模生产。

本实用新型的有益效果是：通过褐煤干燥和低温干馏两段工艺生产半焦，工艺简单、流程短，可实现连续操作，节能效果显著，是环境友好型、水资源节约型清洁煤技术项目。

附图说明

图1是一种新型流化床半焦生产工艺流程图。

其中，1.料仓，2.螺旋输送机，3.卸料阀I，4.内加热流化床干燥机，5.卸料阀II，6.旋风除尘器I，7.卸料阀III，8.循环风机I，9.电除尘器，10.烟气引风机I，11.卸料阀IV，12.内加热流化床干馏炉，13.卸料阀V，14.旋风除尘器II，15.卸料阀IV，16.冷凝器，17.循环风机II，18.烟气引风机II，19.燃烧炉。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

图1中，它包括干燥系统和干馏系统，其中干燥系统为内加热流化床干燥机4，内加热流化床干燥机4的进料端与进料装置连接，进料装置包括料仓1，它与螺旋输送机2连接，螺旋输送机2经卸料阀I3与内加热流化床干燥机4进料端连接。内加热流化床干燥机4的尾气经旋风除尘器I6和电除尘器9两级除尘后回收。旋风除尘器I6的出料口经卸料阀III7送入内加热流化床干馏炉12进料端；两级除尘后的尾气经循环风机I8加压，一部分送入内加热流化床干燥机4作为流化介质，另一部分可全部回收其热能。电除尘器9收集的细粉可回收。内加热流化床干燥机4的内置换热器与燃烧炉19的烟气连接作为热源，内置换热器与烟气引风机I10连接，将换热后的烟气排空。内加热流化床干燥机4的出料端经卸料阀II5与干馏系统的内加热流化床干馏炉12连接。

内加热流化床干馏炉12的进料端设有卸料阀IV11，其尾气经旋风除尘器II14除尘后分为两路，一路送入冷凝器16冷凝，一路通过循环风机II17作为热源送回内加热流化床干馏炉12。冷凝器16的尾气一部分排空，另一部分送回燃烧炉19。燃烧炉19的烟气作为热源送入内加热流化床干馏炉12的内置换热器，换热后的烟气经烟气引风机II18排空。内加热流化床干馏炉12出料端设有卸料阀V13，物料经卸料阀V13送入成品区，同时旋风除尘器II14的出料口设有卸料阀IV15，其收集的物料也送入成品区。

本实用新型的工艺过程为：

含水30％-50％的湿褐煤由螺旋输送机2、卸料阀I3输送至内加热流化床干燥机4的进料口，落入床内。过热蒸汽由内加热流化床干燥机4底部风室进入流化床，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的过热蒸汽被有效地控制，因而使床内物料维持稳定的流态化。在流化床内褐煤被内置换热器提供的热量加热干燥，通过控制褐煤在床内的停留时间，干燥至要求的水分后，由内加热流化床干燥机的出料口卸料阀II5排出，与旋风除尘器I6下卸料阀III7收集的含水5％的干粉一起输送至干馏段。干燥析出水分及部分物料由床内的过热蒸汽携带，流出内加热流化床干燥机4，经旋风除尘器I6和电除尘器9两级除尘后，由循环风机I8加压，一部分送入内加热流化床干燥机4的风室，作为流化介质，另一部分可回收其热能。内置换热器的热源为燃烧炉19的烟气，换热后的烟气尾气由烟气引风机I10抽出排空。

干馏段的工艺流程为：含水5％的干褐煤由内加热流化床干馏炉12的进料口卸料阀IV11落入炉内，被内置换热器提供的热量低温干馏，析出挥发分后，得到半焦产品。含低温煤焦油和煤气等成分的挥发分经旋风除尘器II14除尘后，一部分作为流化介质，由循环风机II17抽吸在系统内循环流动。这部分流化介质由底部风室进入内加热流化床干馏炉12，经过布风装置均风后进入床层。在这个过程中进入床层的流化介质被有效地控制，因而使床内物料维持一定的流态化。另一部分经冷凝器16冷凝，析出焦油和芬类聚合物。从冷凝器16流出的可燃气体，一部分可燃烧后排空，绝大部分进入燃烧炉19燃烧，产生的烟气分为两路，一路进入干燥段作为内加热流化床干燥机4内置换热器的热源，一部分进入干馏段作为内加热流化床干馏炉12内置换热器的热源。换热后的烟气分别由烟气引风机I10、烟气引风机II18抽出排空。干馏后的半焦产品由内加热流化床干馏炉12底部卸料阀V13和旋风除尘器II14底部卸料阀IV15排出。

Claims (5)

1.一种新型流化床半焦生产系统，其特征是，它包括干燥系统和干馏系统，其中干燥系统进料端与进料装置连接，干燥系统尾气经至少一级干燥除尘装置后回收，干燥系统与热源连接；干燥系统出料端以及干燥除尘装置出料端均与干馏系统进料端连接；干馏系统的热解气体经至少一级除尘装置后，一路作为干馏炉的流化介质闭路循环，另一路再经至少一级冷凝装置后，一部分排空，另一部分燃烧后作为本系统热源，干馏系统出料端与成品区连接。

2.如权利要求1所述的新型流化床半焦生产系统，其特征是，所述进料装置包括料仓，它与螺旋输送机连接，螺旋输送机与干燥系统进料端连接；所述干燥系统为内加热流化床干燥机，干燥热源来自内置换热器，过热蒸汽作为流化介质，来自燃烧炉的烟气与内置换热器连接，内置换热器还与烟气引风机I连接，过热蒸汽和回收的尾气由下部送入内加热流化床干燥机。

3.如权利要求2所述的新型流化床半焦生产系统，其特征是，所述干燥除尘装置有两级，第一级为旋风除尘器I，它的出料端与干馏系统进料端连接，尾气出口分两路，一路经循环风机I送回内加热流化床干燥机；另一路经第二级除尘装置后，蒸汽回收利用，第二级除尘装置为电除尘器，电除尘器收集的细粉回收。

4.如权利要求1所述的新型流化床半焦生产系统，其特征是，所述干馏系统为内加热流化床干馏炉，干馏热源来自内置换热器，由干馏除尘装置回收的尾气作为流化介质，来自燃烧炉的烟气与内置换热器连接，内置换热器与烟气引风机II连接，回收尾气经循环风机II送回内加热流化床干馏炉。

5.如权利要求4所述的新型流化床半焦生产系统，其特征是，所述干馏除尘装置包括旋风除尘器II，它的出料口与成品区连接，尾气送入冷凝装置，冷凝装置为冷凝器，冷凝器出料口排除焦油和芬类聚合物，尾气一部分排空，一部分送入燃烧炉。

Images