CN204138600U - 高温热解气回收再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种与热解炉相连的高温热解气回收再利用系统，其主要包括焦油回收装置、高温半焦冷却设备、除尘器、第一热风炉、第二热风炉以及干燥炉。该系统主要将热解炉排出的高温热解气进行处理后用于对高温半焦的冷却，而后将冷却换热后的热解气回收，再用于对低阶原煤进行干燥及对干燥后的低阶煤进行提质。本实用新型所述系统及冷却设备安全环保，可达到节能节水的目的，更能满足水资源严重匮乏地区的低阶煤加工提质作业的需要。

Description

高温热解气回收再利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种回收再利用系统，尤其涉及一种高温热解气回收再利用系统。

背景技术

中国煤炭储量占全球煤炭资源的12％，我国低阶煤蕴藏量占煤炭储量的50％左右，产量占目前总量的30％。按中国煤的形成时代看，以侏罗纪煤储量最大，约占全国已探明保有储量的45％左右，由这一时代形成的煤除极少数无烟煤以外，其余大多数为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等低阶煤。在地域分布上，储量大部分集中在内蒙古、陕西、新疆、甘肃、山西、宁夏六个省(区)，而这些地区是我国水资源严重匮乏的地方，一定程度上制约了利用这些低阶煤进行加工提质工业的发展。

低阶煤由于高水分，高挥发份，低热值，且极易自燃的特点，不适于长期储存和长距离运输，因而长期被视作一种劣质煤炭资源，目前仅用做坑口电厂燃料和坑口气化原料，这些因素限制了低阶煤资源的合理开发利用。因此，如何高效转化利用低阶煤就成了煤炭利用的一个重要问题。

近年来，采用低温干馏，对低阶煤进行提质提油的工艺，由于其技术成熟、投资低等优点，受到了国内外普遍关注，且在国内，有许多典型工艺正处于工业示范。但这些工艺，都有共同的特点，就是产生高温半焦和惰性热解气，而高温半焦作为固体燃料想要进行长距离输送，则必须先进行冷却。

目前，针对焦炭的冷却主要有干熄焦和湿熄焦两种。干熄焦主要是采用低温惰性气体进行冷却，这种熄焦方式的优点是节水，但必须控制惰性气体中的氧含量；湿熄焦主要是采用水进行冷却，但这种熄焦方式需要消耗大量的水，且会增加焦炭中的水含量，降低焦炭品质。

截至目前，国内关于焦炭冷却的专利主要有：

公开号为CN101705101A的发明专利，该发明专利公开了一种焦炭冷却装置及方法，该方法由预存段、气化冷却段、过渡段、物理冷却段和排料段五段组成。上部预存段与气化冷却段间由气化气捕集通道连通，中部过渡段与物理冷却段间由高温冷却剂捕集通道连通，排料段的旋转排料阀浸没于液封熄焦槽中，在液封熄焦槽中还设有焦炭输送装置，或者排料阀出口下设置皮带机，焦炭通过皮带机输出。该发明采用水蒸气和焦炉煤气冷却焦炭的方法是将水蒸气通入气化冷却段，发生气化反应并产生合成气，焦炉煤气通入物理冷却段，吸收焦炭显热并与焦炭进行物理换热。

公开号为CN202849322U的实用新型公开了一种焦炭冷却器，包括进料口、盖板、物料分布器、壳体、温度传感器、传热元件、支腿、振动伸缩装置、出料口、冷媒载体进口、冷媒载体出口和调节阀，所述的物料进口管设置在盖板上，盖板设置在壳体的顶端，所述的物料分布器设置在壳体的内部上端、传热元件设置在壳体的内部下端，在壳体的底端设置有振动伸缩装置，振动伸缩装置的下面是出料口，所述的壳体的一侧设置有冷媒载体进口和冷媒载体出口。

公开号为CN103087734A的发明专利公开了一种粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉、取热冷却器，该取热冷却器包括壳体和位于壳体内的冷却管束。壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连，粉末半焦进口通过输焦管道与炭化炉的出焦口相连；与输焦管道的进风口相连的第一送风管道；与冷却水进口相连的供水管道。该发明公开的粉末半焦冷却系统，避免了简化了粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

公开号为CN2214947的实用新型专利公开了一种半焦冷却装置，其在筒体内安装有抄扳，前端盖上有长度不同的进水管，达到用分段加水的方式熄焦，克服了长期以来出炉后的半焦直接用水喷淋冷却的方法，熄焦均匀，能进行熄焦水量的控制，从而达到控制半焦水分的目的，熄焦过程在密封的筒体内进行不产生粉尘污染，水蒸气数量减少且能集中处理。

公开号为CN201737892U的实用新型专利公开了一种撬装式高温粒状半焦冷却装置，其在底座上设减速器、电动机、托轮，与电动机的减速器的输出轴上设主动链轮，托轮上设筒体，筒体内设换热器，联接在底座上的左支架上设旋转接头，旋转接头上设与换热器相联通的进水管和出水管、与冷半焦槽联接的旋转接头法兰盘，冷半焦槽与筒体之间设密封圈，筒体的外表面圆周方向左侧设位于两个托轮上的筒体左轨道、右侧设位于两个托轮上的筒体右轨道，筒体的外表面设通过链条与主动链轮相联的大链轮，联接在底座的右支架上设下端伸入到筒体右端内的热半焦筒体管，热半焦筒体管下端与换热器之间设防漏密封圈。其具有设计合理、结构简单、对环境无污染、换热效率高等优点。

公开号为CN203079905U的新型实用专利公开了一种粉末半焦冷却系统，包括：炭化炉；取热冷却器，该取热冷却器包括壳体和位于壳体内的冷却管束，壳体上设置有粉末半焦进口、第一粉末半焦出口、第二粉末半焦出口、冷却水进口和蒸汽出口，其中，冷却水进口和蒸汽出口分别与冷却管束相连，粉末半焦进口通过输焦管道与炭化炉的出焦口相连；与输焦管道的进风口相连的第一送风管道；与冷却水进口相连的供水管道。该粉末半焦冷却系统，避免了简化了粉末半焦的输送以及提升装置，同时增多了回收的高品质热量，减少了热量浪费。

此外，还有关于热半焦冷却的文献报道“锡林浩特市鼎华低温干馏褐煤干馏工艺”，其发表在第二届全国褐煤干燥、提质技术与产业发展论坛文集上。该报道主要介绍了一种低温干馏工艺，工艺包括了采用干馏段产生的经冷却后的热解气进行冷却热半焦的技术。

综上所述，现有的高温半焦冷却方式及系统存在以下缺点：

1、现有的冷却方式采用的设备较多，操作上难以控制。

2、所有关于高温半焦冷却的专利，其方式均采用水直接冷却或间接冷却。然而，水直接冷却存在消耗水的问题，在一定程度上制约了我国水资源严重匮乏的地方提质工业的发展，而间接冷却又存在换热效率低的问题。

实用新型内容

为解决现有技术的缺陷，本实用新型公开一种高温热解气回收再利用系统，其包括：

干燥炉，通过干燥热烟气将低阶煤干燥，同时将产生的干燥尾气排出；

热解炉，用于对低阶煤进行提质，从而产生热半焦；

高温半焦冷却设备，与热解炉相连，对送入的高温半焦进行冷却；

焦油回收装置，与热解炉及高温半焦冷却设备相连，用于回收热解炉产生的高温热解气中的焦油并进一步降低高温热解气的温度，并将降温后的低温热解气送入高温半焦冷却设备；

除尘器，与高温半焦冷却设备相连，以将粉尘从高温半焦冷却设备排出的热解气中分离出来；

第一热风炉，与除尘器及热解炉相连，通过将来自除尘器的热解气中的可燃气体充分燃烧得到热解热烟气，并将其提供给热解炉使用；以及，

第二热风炉，与除尘器及干燥炉相连，通过将来自除尘器的热解气中的可燃气体充分燃烧得到干燥热烟气，并将其提供给干燥炉使用。

其中，所述干燥炉的工作温度为300℃。

其中，所述热解炉的工作温度为530℃。

其中，所述高温半焦冷却设备包括本体；设置于本体顶部的半焦进料口和出气口；以及设置于本体底部的半焦出料口和进气口；低温热解气通过所述进气口进入本体对高温半焦进行冷却，再将换热后的热解气通过出气口排出。

其中，所述本体包括：

腔体，使高温半焦与低温热解气在其内进行热量交换；

转盘，转动地设置于腔体内，使高温半焦与低温热解气均匀换热。

其中，所述腔体内设有桁架，桁架上设有能够调整角度的耙齿，用于将换热后的半焦逐步移动至半焦出料口。

其中，所述转盘呈倒锥形，其底部连通半焦出料口。

其中，所述半焦出料口与本体之间、所述腔体与转盘之间均采用水封进行密封，以防止气体外泄。

本实用新型所述的高温热解气回收再利用系统具有以下优点：

1、利用干馏段产生的经焦油回收装置后的低温热解气体与干馏段出口热半焦在一个换热设备内进行直接换热，达到降低热半焦的温度

2、利用与热半焦换热后的气体进入热风炉燃烧，达到热量回收的目的。

附图说明

图1为本实用新型的高温热解气回收再利用系统的示意图。

图2为本实用新型的高温半焦冷却设备的侧剖图。

【主要组件符号说明】

1    本体

2    半焦进料口

3    半焦出料口

4    进气口

5    出气口

6    桁架

7    耙齿

8    腔体

9    转盘

10   高温半焦冷却设备

20   焦油回收装置

30   除尘器

40   第一热风炉

50   第二热风炉

60   干燥炉

70   热解炉

100  高温热解气

200  低温热解气

300  换热后的热解气

400  除尘后的热解气

500  热解热烟气

600  干燥热烟气

700  干燥处理后的低阶煤

800  冷却后的半焦

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明如下：

如图1所示，本实用新型所述的高温热解气回收再利用系统包括：干燥炉60，通过干燥热烟气将低阶煤干燥，同时将产生的干燥尾气排出；热解炉70，与干燥炉60相连，对来自干燥炉60的低阶煤进行提质，从而产生热半焦；高温半焦冷却设备10，与热解炉70相连，对送入的高温半焦进行冷却；焦油回收装置20，与热解炉70及高温半焦冷却设备10相连，用于回收热解炉70产生的高温热解气中的焦油并进一步降低高温热解气的温度，并将降温后的低温热解气送入高温半焦冷却设备10；除尘器30，与高温半焦冷却设备相连，以将粉尘从高温半焦冷却设备10排出的热解气中分离出来；第一热风炉40，与除尘器30及热解炉70相连，通过将来自除尘器30的热解气中的可燃气体充分燃烧得到热解热烟气，并将其提供给热解炉70使用；以及第二热风炉50，与除尘器30及干燥炉60相连，通过将来自除尘器30的热解气中的可燃气体充分燃烧得到干燥热烟气，并将其提供给干燥炉70使用。

如上所述的高温热解气回收再利用系统运行时，由干燥炉60干燥处理后的低阶煤700通过热解炉70提质而产生高温半焦和高温热解气100。其中的高温半焦被送入高温半焦冷却设备10进行冷却，以适应长距离运输的需要，而高温热解气100则进入焦油回收装置20进行煤焦油与热解气的分离，从而分离出不含有煤焦油的低温热解气200。该低温热解气200为温度88℃、低含氧量(氧含量<0.5％)的惰性气体。具有上述特点的低温热解气200被送入高温半焦冷却设备10，与来自热解炉70的高温半焦(温度为480℃～550℃)直接接触换热，使得高温半焦被冷却至温度低于150℃，冷却后的半焦800被排出，而换热后的低温热解气200温度则升高至320℃以上，经过除尘器30进行粉尘与烟气的分离，形成除尘后的热解气400。该除尘后的热解气400中含有可燃气体，因而将其分别送入第一热风炉40、第二热风炉50同时进行燃烧，从而得到两种不同温度的热烟气，即通过第一热风炉40燃烧后得到温度为530℃左右的热解热烟气500、通过第二热风炉50燃烧后得到温度为300℃左右的干燥热烟气600。其中，热解热烟气500被送入热解炉70，用于对低阶煤提质。干燥热烟气600被提供给干燥炉60，用于对低阶煤的干燥，干燥处理后的低阶煤700被送入热解炉70进行提质。由此达到对提质工艺中产生的高温热解气充分回收利用的目的。

此外，如图2所示，本实用新型还公开一种用于上述高温热解气回收再利用系统中的高温半焦冷却设备10，其主要利用低温热解气200作为冷却介质对高温半焦进行冷却。所述高温半焦冷却设备10包括：本体1；设置于本体1上的半焦进料口2、半焦出料口3、进气口4以及出气口5。

进一步地，进气口4设置于本体1的底部，出气口5设置于本体1的顶部。其中，所述本体1包括腔体8和使高温半焦与低温热解气200均匀换热的转盘9。腔体8为密闭结构，转盘9可转动地设置于腔体8内，其呈倒锥形，底部连通半焦出料口3。更进一步地，该转盘9由不同直径的多个碟形片层层交错叠置在一起形成，碟形片之间设有间隙，该间隙可使低温热解气200均匀进入腔体8。

为了使换热更为均匀及半焦排出更为顺畅，在所述腔体8的内侧顶部还设有桁架6，桁架6上设有多个可调整角度的耙齿7。该耙齿7可使高温半焦自身翻动而与低温热解气200均匀换热，并将换热后的半焦逐步移动至半焦出料口3，进行排出。

另外，为了防止气体外泄造成环境污染，所述半焦出料口3与本体1之间、腔体8与转盘9之间均采用水封进行密封。

所述高温半焦冷却设备10运行时，从热解炉排出的高温半焦(温度为480℃～550℃)由半焦进料口2进入腔体8中落在由碟形片构成的转盘9上，并随转盘9一起转动。低温热解气200(温度为88℃，氧含量<0.5％)由进气口4进入腔体8，自下而上运动，由碟形片间的间隙均匀穿过转盘9并与高温半焦进行接触换热，换热后的低温热解气(温度>320℃)由出气口5排出进入其它工序。而冷却后的半焦(温度<150℃)则在耙齿7的推动及转盘9的转动下，逐步向半焦出料口3移动而最终排出，从而完成整个高温半焦的冷却作业。

本实用新型通过低温热解气与高温半焦直接接触换热，达到了节能节水的目的。且由于冷却介质的氧含量极低，从而保证了换热过程的安全。再者，本实用新型所述的高温热解气回收再利用系统可将来自热解炉70及高温半焦冷却设备10的热量进行回收再利用，从而有效节省了企业成本。

可以理解为，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温热解气回收再利用系统，其特征在于，包括：

干燥炉(60)，通过干燥热烟气将低阶煤干燥，同时将产生的干燥尾气排出；

热解炉(70)，与干燥炉(60)相连，用于对低阶煤进行提质，从而产生热半焦；

高温半焦冷却设备(10)，与热解炉(70)相连，对送入的高温半焦进行冷却；

焦油回收装置(20)，与热解炉(70)及高温半焦冷却设备(10)相连，用于回收热解炉(70)产生的高温热解气中的焦油并进一步降低高温热解气的温度，并将降温后的低温热解气送入高温半焦冷却设备(10)；

除尘器(30)，与高温半焦冷却设备(10)相连，以将粉尘从高温半焦冷却设备(10)排出的热解气中分离出来；

第一热风炉(40)，与除尘器(30)及热解炉(70)相连，通过将来自除尘器的热解气中的可燃气体充分燃烧得到热解热烟气，并将其提供给热解炉(70)使用；以及，

第二热风炉(50)，与除尘器(30)及干燥炉(60)相连，通过将来自除尘器的热解气中的可燃气体充分燃烧得到干燥热烟气，并将其提供给干燥炉(60)使用。

2.如权利要求1所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述干燥炉(60)的工作温度为300℃。

3.如权利要求1所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述热解炉(70)的工作温度为530℃。

4.如权利要求1所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述高温半焦冷却设备(10)包括本体(1)；设置于本体(1)顶部的半焦进料口(2)和出气口(5)；以及设置于本体(1)底部的半焦出料口(3)和进气口(4)；低温热解气通过所述进气口(4)进入本体(1)对高温半焦进行冷却，再将换热后的热解气通过出气口(5)排出。

5.如权利要求4所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述本体(1)包括：

腔体(8)，使高温半焦与低温热解气在其内进行热量交换；

转盘(9)，转动地设置于腔体(8)内，使高温半焦与低温热解气均匀换热。

6.如权利要求5所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述腔体(8)内设有桁架(6)，桁架(6)上设有能够调整角度的耙齿(7)，用于将换热后的半焦逐步移动至半焦出料口(3)。

7.如权利要求5所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述转盘(9)呈倒锥形，其底部连通半焦出料口(3)。

8.如权利要求4所述的高温热解气回收再利用系统，其特征在于，所述半焦出料口(3)与本体(1)之间、所述腔体(8)与转盘(9)之间均采用水封进行密封，以防止气体外泄。