CN202936374U - 一种步进式褐煤低温干馏装置 - Google Patents

Abstract

一种步进式褐煤低温干馏装置，分为干燥段、干馏段、余热回收段和冷却段，通过气体热载体，在隔绝空气情况下将煤炭加热到180℃～300℃，脱除影响煤热值的90%以上的全水、结晶水和部分含氧官能团，使煤发热组分富集；继续将煤炭加热到550℃～600℃，形成固体半焦，析出的挥发分物质通过净化回收出煤焦油和煤气产品，高温半焦经余热回收和冷却至60℃进行收集，所得半焦具有热值高、稳定性好、不复吸水等优点；本实用新型工艺简单、能耗低，不需要工业用水，不产生废水，也无有害气体排放，各部件采用模块化设计，可根据产能要求进行匹配，是一种处理大宗煤料的高自动化煤炭加工系统。

Description

一种步进式褐煤低温干馏装置

技术领域

本实用新型属于内热式气体热载体褐煤干馏技术领域，具体涉及一种步进式褐煤低温干馏装置。 

背景技术

褐煤是煤化程度最低的煤种。具有水分含量高，达30％～60％；氧含量高，达18～25%；固定碳含量低，发热量低，般为3000kcal/kg左右；易风化破碎等显著特征。因煤质差又不易经济地长途外运，使得褐煤的工业应用以煤产地为主，而我国的主要褐煤产地又多远离城市和大工业用户，其资源优势难以转化为经济优势。 

褐煤低温干馏是采用煤炭热解加工技术，在隔绝空气情况下，将煤炭加热到550℃～600℃，脱除影响煤热值的水、氧和低热值挥发分物质，使煤发热组分富集，形成固体半焦。析出的挥发分物质通过净化回收出煤焦油和煤气产品。通过热解加工，可将普通动力用褐煤有效地分级、分质成为煤焦油、高品质半焦和气体燃料，极大地提高了褐煤的利用价值。 

在工业上较为成功的煤炭提质方法主要有以下几种。按炉的加热方式可分为外热式、内热式和内热外热混合式。内热式气体热载体法的代表是，鲁奇式炉，此法是采用气体热载体内热式垂直连续炉， 我国称三段炉，即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段三部分。本工艺的缺点：对褐煤的粒度及煤质要求高，适用于中老年褐煤；单台处理能力小，废水量大，污染严重，环保性差。内热式固体热载体法，它的代表是鲁奇鲁尔盖斯低温干馏法(简称L-R法)，本工艺的缺点：半焦产量小，液态产品多，杂质多，产出煤气多，只适用于城市煤气；单台处理能力小，废水量大，污染严重，环保性差。LFC工艺，是ENCOAL轻度气化技术，虽然各项工艺技术较好，它们都采用化学方法，投资大，成本高，生产出的产品品位低，投资回收周期长。其它工艺方法和设备参见王永军在《化学工业》2009年第9期23～26页的论文介绍。 

目前，国内外褐煤提质的技术仍不太成熟，为实现大规模生产和低污染的环保指标，针对性地开发褐煤提质技术，将是褐煤资源综合利用的研究方向。因此，本领域迫切需要开发出一种年产半焦或提质煤300万/吨以上，经济便捷、低污染的设备。 

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种步进式褐煤低温干馏装置，本系统整个生产过程在密闭炉体内进行，利用惰性烟气进行加热和冷却，以此保证生产安全，无爆炸危险；同时采用“双零水工艺”不需要工业用水，亦不产生废水，也无有害气体排放。 

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为： 

一种步进式褐煤低温干馏装置，包括壳体6，壳体6内部分为 彼此相通的干燥段、干馏段、余热回收段和冷却段，壳体6前端装有进料装置7，煤料10通过进料装置7进入壳体6内部，落至干燥段输送组件9上面，干燥段输送组件9上设有布料装置5和料高控制装置8，干燥段输送组件9通过第一导轨4和第一滚轮3装配于第一底座1上面，干燥段输送组件9下端连接干燥进风系统36，干燥段液压系统2一端装配于第一底座1上面，另一端与干燥段输送组件9联接； 

干馏段内配置有干馏段输送组件13，干馏段输送组件13通过第二导轨35和第二滚轮34装配于第一底座1上面，干燥段输送组件9和干馏段输送组件13中对应模块连接在一起，保持一致的水平间歇运动，干馏段输送组件13下端连接干馏进风系统33，干馏段液压系统32一端装配于第一底座1上面，另一端与干馏段输送组件13联接； 

余热回收段内配置有余热回收段输送组件16，余热回收段输送组件16通过第三导轨30和第三滚轮28装配于第二底座31上面，余热回收段输送组件16下端联接余热回收进风系统29； 

冷却段内配置有冷却段输送组件20，冷却段输送组件20通过第四导轨27和第四滚轮24装配于第二底座31上面，余热回收段输送组件16和冷却段输送组件20中对应模块联接在一起，保持一致的水平间歇运动，冷却段输送组件20下端联接冷却进风系统26，冷却段液压系统25一端装配于第二底座31上面，另一端与冷却段输送组件20联接； 

经冷却后的半焦17通过出料装置23排出干燥提质系统，进入 储料仓； 

控制系统22对干馏系统内工况参数进行实时监测及控制。 

干燥段和干馏段之间设置第一挡料密封装置12；干馏段和余热回收段之间设置第二挡料密封装置15；余热回收段和冷却段之间设置第三挡料密封装置19。 

干燥段上部设置烟气排出装置11。 

干馏段上部设置干馏气体排出装置14。 

余热回收段上部设置热煤气出装置18。 

冷却段上部设置冷却排气装置21。 

本实用新型的优点是：该系统通过气体热载体（热风炉烟气），在隔绝空气情况下先将煤炭加热到180℃～300℃，脱除影响煤热值的90%以上的全水、结晶水和部分含氧官能团，使煤发热组分富集；继续将煤炭加热到550℃～600℃，形成固体半焦，析出的挥发分物质通过净化回收出煤焦油和煤气产品。高温半焦经余热回收和冷却至60℃进行收集。半焦热值提升到6200kcal/kg以上，水分含量低于8％，具有热值高、稳定性好、不复吸水等优点。 

本系统整个生产过程在密闭炉体内进行，利用惰性烟气进行加热和冷却，并控制炉内氧气含量低于3％，以此保证生产过程安全，无爆炸危险。同时采用“双零水工艺”不需要工业用水，亦不产生废水，也无有害气体排放。 

整个系统采用模块化设计，可根据产能要求进行匹配，单台设备年产半焦或提质煤100万/吨以上，是一种处理大宗煤料的高自动 化煤炭加工设备。 

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

参照附图，一种步进式褐煤低温干馏装置，包括壳体6，壳体6内部分为彼此相通的干燥段、干馏段、余热回收段和冷却段，壳体6前端装有进料装置7，煤料10通过进料装置7进入壳体6内部，落至干燥段输送组件9上面。可以调节进料装置7的气动系统来调节进料量，同时进料装置7还具有进料密封功能，可以避免壳体6内部的气体外溢和外部空气的进入。 

干燥段内配置有干燥段输送组件9，干燥段输送组件9上设有布料装置5和料高控制装置8，进入系统的煤料10通过布料装置5均匀平铺在干燥段输送组件9上，同时通过料高控制装置8来控制料层的高度，达到产量和工艺的要求。 

干燥段输送组件9通过第一导轨4和第一滚轮3装配于第一底座1上面。每一个输送组件模块下面配置四组滚轮和导轨进行支撑和移动。 

干燥段输送组件9下端连接干燥进风系统36，工作时经热风炉产生的热烟气经干燥进风系统36通入干燥段输送组件9，用于烘干上部的煤料10并脱出部分含氧官能团。 

干燥段液压系统2一端装配于第一底座1上面，另一端与干燥段输送组件9联接。工作中干燥段输送组件9中各模块间歇水平运动，其动力由干燥段液压系统2提供，液压系统2能够实现无级调速。 

干馏段内配置有干馏段输送组件13，干馏段输送组件13通过第二导轨35和第二滚轮34装配于第一底座1上面，每一个输送组件模块下面配置四组滚轮和导轨进行支撑和移动。干燥段输送组件9和干馏段输送组件13中对应模块连接在一起，保持一致的水平间歇运动。 

干馏段输送组件13下端连接干馏进风系统33，工作时经热风炉产生的热烟气经干馏进风系统33通入干馏段输送组件13，用于脱出上部煤料10中的挥发分并形成固体半焦。 

干馏段液压系统32一端装配于第一底座1上面，另一端与干馏段输送组件13联接。工作中干馏段输送组件13中各模块间歇水平运动，其动力由干馏段液压系统32提供，干馏段液压系统32能够实现无级调速。 

余热回收段内配置有余热回收段输送组件16，余热回收段输送组件16通过第三导轨30和第三滚轮28装配于第二底座31上面。每一个输送组件模块下面配置四组滚轮和导轨进行支撑和移动。 

余热回收段输送组件16下端联接余热回收进风系统29，工作时经干馏净化后的冷煤气经余热回收进风系统29通入余热回收段输送组件16，冷煤气与输送组件上部的高温半焦17进行热交换，降低 半焦17温度。加热后的煤气通入干馏段热风炉，为干馏提供热源。 

冷却段液压系统25一端装配于第二底座31上面，另一端与冷却段输送组件20联接。工作中余热回收段输送组件16中各模块间歇水平运动，其动力由冷却段液压系统25提供，冷却段液压系统25能够实现无级调速。余热回收段和冷却段共用一套液压系统。 

冷却段内配置有冷却段输送组件20，冷却段输送组件20通过第四导轨27和第四滚轮24装配于第二底座31上面。每一个输送组件模块下面配置四组滚轮和导轨进行支撑和移动。余热回收段输送组件16和冷却段输送组件20中对应模块联接在一起，保持一致的水平间歇运动。 

冷却段输送组件20下端联接冷却进风系统26，工作时经循环风机吹入的冷烟气经冷却进风系统26通入冷却段输送组件16，用于冷却上部的热半焦17。经冷却后的半焦温度低于60℃。 

工作中冷却段输送组件20中各模块间歇水平运动，其动力由冷却段液压系统25提供。 

经冷却后的半焦17通过出料装置23排出干燥提质系统，进入储料仓，出料装置23还具有气体密封功能，避免壳体6内部的气体外溢和外部空气的进入。 

干燥段和干馏段之间设置第一挡料密封装置12；干馏段和余热回收段之间设置第二挡料密封装置15；余热回收段和冷却段之间设置第三挡料密封装置19。各挡料密封装置用于阻隔各段间的气体流动，以保证各段间炉体内的温度恒定和防止其它段间气体的成分对 本段工艺的影响。 

干燥段上部设置烟气排出装置11，用于排除干燥提质所产生的废烟气，同时回收费烟气中的水蒸气用于工业生产。该段废气无有害气分，净化后可直接外排大气。 

干馏段上部设置干馏气体排出装置14，用于排除干馏所产生的混合煤气，同时回收煤气中的煤焦油和干馏煤气，干馏煤气经净化后通入余热回收段用于回收高温半焦的余热。 

余热回收段上部设置热煤气出装置18，用于排除余热回收所产生的高温煤气，同时将高温煤气通入干馏段热风炉，为干馏作业提供燃料。 

冷却段上部设置冷却排气装置21，用于排除冷却高温半焦17所产生的热烟气。同时将热烟气引入空冷器进行冷却重复利用。 

控制系统22对干馏系统内的温度、压力、气氛、流量等主要工况参数进行实时监测及控制。 

本实用新型的工作原理是： 

煤料10经进料装置7进入系统内部，经布料装置5和料高控制装置8按一定料层高度均布于干燥段输送组件9上，输送组件中各模块按照设定方式分组间歇性运动，同时带动煤料10沿水平方向移动。移动中煤料10被来自输送组件下部热烟气加热，脱出水分和含氧官能团并余热。干燥煤料所产生的费烟气经壳体6上部烟气排出装置11排出，经冷却系统冷却回收水蒸气后排放。高温煤料10进入干馏段，被来自干馏段输送组件13下部的热烟气加热，析出挥发分和形 成固体半焦17。挥发分经净化冷却回收出煤焦油和干馏煤气，低温干馏煤气通入余热回收段，与热半焦17进行交换变成热煤气通入干馏段热风炉为干馏提供燃料。热半焦经余热回收后进入冷却段，被来自冷却段输送组件20下部的冷烟气冷却后，经出料装置23排出干馏系统。 

生产中控制系统22对干馏系统内的温度、压力、气氛、流量等主要工况参数进行实时监测及控制。 

Claims (6)

1.一种步进式褐煤低温干馏装置，包括壳体（6），其特征在于：壳体（6）内部分为彼此相通的干燥段、干馏段、余热回收段和冷却段，壳体（6）前端装有进料装置（7），煤料（10）通过进料装置（7）进入壳体（6）内部，落至干燥段输送组件（9）上面，干燥段输送组件（9）上设有布料装置（5）和料高控制装置（8），干燥段输送组件（9）通过第一导轨（4）和第一滚轮（3）装配于第一底座（1）上面，干燥段输送组件（9）下端连接干燥进风系统（36），干燥段液压系统（2）一端装配于第一底座（1）上面，另一端与干燥段输送组件（9）联接； 

干馏段内配置有干馏段输送组件（13），干馏段输送组件（13）通过第二导轨（35）和第二滚轮（34）装配于第一底座（1）上面，干燥段输送组件（9）和干馏段输送组件（13）中对应模块连接在一起，保持一致的水平间歇运动，干馏段输送组件（13）下端连接干馏进风系统（33），干馏段液压系统（32）一端装配于第一底座（1）上面，另一端与干馏段输送组件（13）联接； 

余热回收段内配置有余热回收段输送组件（16），余热回收段输送组件（16）通过第三导轨（30）和第三滚轮（28）装配于第二底座（31）上面，余热回收段输送组件（16）下端联接余热回收进风系统（29）； 

冷却段内配置有冷却段输送组件（20），冷却段输送组件（20）通过第四导轨（27）和第四滚轮（24）装配于第二底座（31）上面， 余热回收段输送组件（16）和冷却段输送组件（20）中对应模块联接在一起，保持一致的水平间歇运动，冷却段输送组件（20）下端联接冷却进风系统（26），冷却段液压系统（25）一端装配于第二底座（31）上面，另一端与冷却段输送组件（20）联接； 

经冷却后的半焦（17）通过出料装置（23）排出干燥提质系统，进入储料仓； 

控制系统（22）对干馏系统内工况参数进行实时监测及控制。 

2.根据权利要求1所述的一种步进式褐煤低温干馏装置，其特征在于：干燥段和干馏段之间设置第一挡料密封装置（12）；干馏段和余热回收段之间设置第二挡料密封装置（15）；余热回收段和冷却段之间设置第三挡料密封装置（19）。 

3.根据权利要求1所述的一种步进式褐煤低温干馏装置，其特征在于：干燥段上部设置烟气排出装置（11）。 

4.根据权利要求1所述的一种步进式褐煤低温干馏装置，其特征在于：干馏段上部设置干馏气体排出装置（14）。 

5.根据权利要求1所述的一种步进式褐煤低温干馏装置，其特征在于：余热回收段上部设置热煤气出装置（18）。 

6.根据权利要求1所述的一种步进式褐煤低温干馏装置，其特征在于：冷却段上部设置冷却排气装置（21）。