CN201825919U - 低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备 - Google Patents
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Abstract
低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，包括气体处理系统和(b)固体处理系统。气体处理系统由鼓风机、煤气燃烧器、煤气燃烧炉、热烟气高温高压循环风机，高温排烟调节蝶阀构成。固体处理系统由破碎机、煤粉螺旋输送机、载体预热器、高温螺旋输送机、振动干馏床、振动筛分机、高温斗式提升机、螺旋搅拌输送机组成。本设备具有干馏产物粉半焦灰分低，煤气热值高，有用组分高；荒煤气不携带细焦粒，避免焦油和细颗粒附着管路内壁，确保系统长期运行；固体热载体之间摩擦和碰撞几率小，使用寿命长的优点。本设备是一种在技术、材料和成本等方面都可行的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭深加工的设备，尤其是基于低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备。
技术背景
我国低阶煤资源丰富，在我国的煤炭资源中，以挥发分较高的年轻煤比例较大，挥发分大于30％的低阶煤约占全国煤炭储量的75％以上，其中挥发分在35％以上的年轻煤约占全国煤炭储量的50％，大多数为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等低阶煤，例如其中的褐煤占全国探明保有资源量的12.7％。褐煤水分高、灰分高、挥发分高、热值低、灰熔点低、易风化自燃，不利于长距离运输，使得褐煤的开采和利用受到限制。长焰煤，不粘煤和弱粘煤是未来西部地区如新疆、陕北，宁夏和内蒙等矿区开采的主要煤种。除了作为发电和产生煤气的技术路线以外，为了充分合理利用宝贵的煤炭资源，需要多渠道有效利用。煤炭热解干馏是其中一项重要的方式，它将提供气、液、固多种初级原料，为煤化工的下游延伸提供良好的基础。
低阶煤干馏提质正在或已经开发多种工艺技术，根据热载体类型分为气体热载体和固体热载体。其中气体热载体的干馏工艺大多采用高温烟气作为直接传热的载体，由此带来煤气中惰性组分高，煤气发热量低，不利于后期利用，同时烟气中的氧气对煤产生部分氧化作用。
目前所开发的固体热载体的工艺存在着共同的问题之一是干馏粗煤气中携带半焦细粒。如美国固体热载体煤热解盖瑞特(Garrett)工艺，用部分半焦作为热载体实现煤的快速加热，生成的焦油和细颗粒的半焦附着在旋风分离器和冷却管路的内壁，影响系统的长期运行。大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏工艺，煤焦混合物被送入干馏反应器完成热解过程，但半焦细粒与重质焦油在旋风分离器内壁凝集等技术问题也未彻底解决。美国油页岩公司开发的多思科(TOSCOAL)滚动床工艺，用陶瓷球作为热载体的煤炭低温热解方法，由于瓷球被反复加热到600℃以上循环使用，在磨损性上存在问题。瓷球在大直径的滚动床中跌落、撞击和摩擦，对瓷球在高温的强度和耐磨性提出挑战，由此也阻碍了技术的进一步推广。
总体上看，受技术、材料和成本等因素制约，低阶煤热解工艺大多没有形成可观的产业规模。
发明内容
技术问题：鉴于已有技术存在的问题，本发明目的是提供一种在技术、材料和成本等方面都可行的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备。
技术方案：本发明的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，包括(a)气体处理系统和(b)固体处理系统，其特征在于：
(a)气体处理系统：
鼓风机出口与煤气净化系统分离出的部分净煤气接往煤气燃烧器，其后连接有煤气燃烧炉，热烟气高温高压循环风机的进口端连接于煤气燃烧炉，出口端通往固体热载体预热器的烟气进口端，固体热载体预热器的烟气出口端接有高温排烟调节蝶阀；振动干馏床上端的粗煤气由管路连接到煤气净化工段；
(b)固体处理系统：
原煤破碎机出口与粉煤螺旋输送机进口相连，粉煤螺旋输送机出口连接到振动干馏床的粉煤进口端；固体热载体预热器的出口端接有高温螺旋输送机，高温螺旋输送机出口端连入振动干馏床的高温固体热载体进口端；振动干馏床的混合物料出口端接入下一阶振动干馏床或接入振动筛分机；振动筛分机的固体热载体出口端通往高温斗式提升机入口端，高温斗式提升机出口端连接到固体热载体预热器入口端；振动筛分机的粉焦出口端通往螺旋搅拌输送机。
上述的振动干馏床包括一阶干馏床和多阶干馏床，具体阶数取决于干馏煤种。
上述的振动干馏床上侧有高温固体热载体入口、粉煤入口、粗煤气出口及固体热载体粉煤混合物出口；振动干馏床入口端比出口端高，与水平面呈2°夹角，以便高温固体热载体和粉煤下行；高温固体热载体和粉煤进入振动干馏床，在振动电机作用下，高温固体热载体和粉煤迅速混合，通过热交换实现对粉煤干馏，期间产生的粗煤气通过粗煤气出口导出振动干馏床；高温固体热载体和粉煤振动下行，从混合物出口导出并进入下一阶振动干馏床或振动筛分机。
有益效果：与现有技术相比，本发明的突出之处在于：由于加热的是粉煤，高温固体热载体与粉煤接触面积大，传热效率高，促使粉煤快速热解。相比传统制半焦的空腹炉，本发明干馏阶段不引入空气，不会发生燃烧或氧化现象，干馏产物粉半焦的灰分低，煤气热值和有用组分的含量得到很大的；相比美国固体热载体煤热解盖瑞特(Garrett)工艺和大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏工艺，本发明在混合物料振动干馏过程中，由于固体热载体与粉煤相对运动速度小，荒煤气不携带细焦粒，避免干馏过程中生成的焦油和细颗粒半焦附着管路内壁，确保系统的长期运行；相比美国油页岩公司开发的多思科(TOSCOAL)滚动床工艺，该工艺的固体热介质在大直径的滚动床中跌落、撞击和摩擦，固体热介质损耗比较严重，无形增加工艺运营成本，本发明在混合物料振动干馏过程中，由于固体热载体被粉煤包围，固体热载体之间摩擦和碰撞几率减少，固体热载体使用寿命得到很大延长，节省运营成本。
通过与国内外多种煤干馏技术比较，本发明能够提供一种在技术、材料和成本等方面都可行的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备。
附图说明
附图是本发明的设备系统图。
图中：1-鼓风机，2-煤气燃烧器，3-煤气燃烧炉，4-热烟气高温高压循环风机，5-固体热载体预热器，6-高温排烟调节蝶阀，7-高温螺旋输送机，8-破碎机，9-粉煤螺旋输送机，10-振动干馏床，11-振动筛分机，12-高温斗式提升机，13-螺旋搅拌输送机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
附图所示：本发明的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，由气体处理系统和固体处理系统组成，其中气体处理系统构造如下：鼓风机(1)出口与煤气净化系统分离出的部分净煤气接往煤气燃烧器(2)，其后连接有煤气燃烧炉(3)，热烟气高温高压循环风机(5)的进口端连接于煤气燃烧炉(3)，出口端通往固体热载体预热器(5)的烟气进口端，固体热载体预热器(5)的烟气出口端接有高温排烟调节蝶阀(6)；振动干馏床(10)上端的粗煤气由管路连接到煤气净化工段；固体处理系统构造如下：原煤破碎机(8)出口与粉煤螺旋输送机(9)进口相连，粉煤螺旋输送机(9)出口连接到振动干馏床(10)的粉煤进口端；固体热载体预热器(5)的出口端接有高温螺旋输送机(7)，高温螺旋输送机(7)出口端连入振动干馏床(10)的高温固体热载体进口端；振动干馏床的混合物料出口端接入下一阶振动干馏床(10)或接入振动筛分机(11)；振动筛分机(11)的固体热载体出口端通往高温斗式提升机(12)入口端，高温斗式提升机出口端连接到固体热载体预热器(5)入口端；振动筛分机(11)的粉焦出口端通往螺旋搅拌输送机(13)。
本发明的工作流程是：将原煤用破碎机(8)破碎至3-6mm粒径，通过粉煤螺旋输送机(9)送至振动干馏床(10)的粉煤入口处，同时经过固体热载体预热循环系统加热的高温固体热载体通过高温螺旋输送机(7)把高温固体热载体输送至振动干馏床(10)的固体热载体入口处。高温固体热载体和粉煤在振动干馏床(10)的床层上迅速混合，高温固体热载体将热量传递给粉煤，使粉煤中的挥发分大量析出，产生的粗煤气在引风机的引导下通过振动干馏床(10)的粗煤气出口进入煤气净化工段，净化后的一部分煤气通往固体热载体预热循环系统；煤气净化工段产生的煤焦油经过深加工分离出粗苯、粗酚、沥青等，沥青通过沥青改性制备黏结剂。振动干馏床(10)内高温固体热载体和粉煤混合振动下行，从混合物出口导出并进入下一阶振动干馏床(10)或振动筛分机(11)，从振动干馏床(10)混合物出口导入振动筛分机(11)的混合物根据粒径的悬殊在振动筛的作用下分离为粉半焦和固体热载体。其中固体热载体通过高温斗式提升机(12)运往固体热载体预热循环系统，实现固体热载体的循环利用；粉半焦与改性后的沥青黏结剂伴以其他添加剂经过螺旋搅拌输送机(13)运往成型机，压制为型煤，二次高温炭化制备型焦。固体热载体预热循环系统由鼓风机(1)、煤气燃烧器(2)、煤气燃烧炉(3)、热烟气高温高压循环风机(4)、固体热载体预热器(5)、高温排烟调节蝶阀(6)和高温斗式提升机(12)组成；鼓风机(1)鼓入适量空气与净化煤气经过煤气燃烧器(2)点燃后于煤气燃烧炉(3)中燃烧，产生800～900℃烟气通过烟气高温高压循环风机(4)送入固体热载体预热器(5)对固体热载体加热，高温排烟调节蝶阀(6)用于控制固体热载体预热器(5)的高温烟气量，进而控制古日热载体预热器(5)的环境温度，加热至700～750℃高温固体热载体通过高温螺旋输送机(7)输送至振动干馏床(10)，从振动筛分机(11)分离出的固体热载体通过高温斗式提升机(12)运往固体热载体预热器(5)，实现固体热载体的循环利用。
Claims (3)
1.低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，包括(a)气体处理系统和(b)固体处理系统，其特征在于：
(a)气体处理系统：
鼓风机(1)出口与煤气净化系统分离出的部分净煤气接往煤气燃烧器(2)，其后连接有煤气燃烧炉(3)，热烟气高温高压循环风机(5)的进口端连接于煤气燃烧炉(3)，出口端通往固体热载体预热器(5)的烟气进口端，固体热载体预热器(5)的烟气出口端接有高温排烟调节蝶阀(6)；振动干馏床(10)上端的粗煤气由管路连接到煤气净化工段；
(b)固体处理系统：
原煤破碎机(8)出口与粉煤螺旋输送机(9)进口相连，粉煤螺旋输送机(9)出口连接到振动干馏床(10)的粉煤进口端；固体热载体预热器(5)的出口端接有高温螺旋输送机(7)，高温螺旋输送机(7)出口端连入振动干馏床(10)的高温固体热载体进口端；振动干馏床的混合物料出口端接入下一阶振动干馏床(10)或接入振动筛分机(11)；振动筛分机(11)的固体热载体出口端通往高温斗式提升机(12)入口端，高温斗式提升机出口端连接到固体热载体预热器(5)入口端；振动筛分机(11)的粉焦出口端通往螺旋搅拌输送机(13)。
2.根据权利要求1所述的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，其特征在于上述的振动干馏床(10)包括一阶干馏床和多阶干馏床，具体阶数取决于干馏煤种。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的低阶煤振动床固体热载体热解多联产设备，其特征在于上述的振动干馏床(10)上侧有高温固体热载体入口、粉煤入口、粗煤气出口及固体热载体粉煤混合物出口；振动干馏床(10)入口端比出口端高，与水平面呈5°夹角，以便高温固体热载体和粉煤下行；高温固体热载体和粉煤进入振动干馏床(10)，在振动电机作用下，高温固体热载体和粉煤迅速混合，通过热交换实现对粉煤干馏，期间产生的粗煤气通过粗煤气出口导出振动干馏床；高温固体热载体和粉煤振动下行，从混合物出口导出并进入下一阶振动干馏床(10)或振动筛分机(11)。
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2010
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