CN205653407U - 煤热解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤热解系统。该煤热解系统包括：转式辐射床、半焦冷却装置、半焦筛分装置以及热风炉，转式辐射床上设置有煤进料口、热介质进口、半焦出口及荒煤气出口；半焦冷却装置包括冷却入口和冷却出口，半焦出口与冷却入口相连通；半焦筛分装置包括筛分入口和第一筛分出口筛分入口与冷却出口相连通；热风炉上设置有半焦进口和热风排气口，半焦进口和第一筛分出口相连通，热风排气口与转式辐射床上的热介质进口相连通。通过充分利用粒径较小的半焦燃烧产生的热量作为供热单元，既解决半焦处理难的问题，又提高了供热单元与转式辐射床之间的换热效率，既简化系统，又实现了煤与半焦的一体化处理，为实现煤、油、气的多联产工艺创造了条件。

Description

煤热解系统

技术领域

本实用新型涉及清洁煤化工领域中，具体而言，涉及一种煤热解系统。

背景技术

沫煤是在煤炭开采过程中必定产生的副产品，而且采用现代综合采煤设备也加大了沫煤的产量。我国目前对煤炭资源的依赖性较强，随着优质煤资源的逐渐较少，对沫煤之类的低阶煤炭资源开发和清洁利用逐渐重视。然而，在目前已公开的技术中，无论是煤制油、煤制天然气、煤制甲醇等技术，还是用低温、中温和高温制焦炭的技术，采用的原煤的颗粒基本在25mm以上，对于小于25mm沫煤较难处理。造成沫煤大量堆积，无法产生经济效益，同时造成新的环保问题，因此，沫煤的清洁利用已成为一个亟需解决的难题。

现有技术对于煤粉的处理工艺中，煤炭热解工艺能实现沫煤的清洁高效利用，热解产物有焦油，热解煤气，高热值半焦。当前已知有多种煤炭热解技术，已知的热解技术主要包括：热载体直接加热热解方法、烟气直接加热方法、间接加热方法、循环流化床锅炉与热解耦合系统等方法。然而，现有煤炭热解技术均存在一定的缺陷，难以实现大型工业化生产。

固体热载体热解方法属于典型的热解方法，最早在国外发展起来，国内大连理工大学对其进行研究并推广。常用热载体有陶瓷球，石英砂，半焦等，在供热系统中将热载体加热到650-750℃之间，通过输送器将热载体输送至热解反应器内，高温热载体与原料快速混合，传热，原料被加热至500℃，在2-10min内完成热解反应，反应完成后半焦与热载体通过特殊装置分开，热载体被送至供热系统加热循环利用，半焦冷却后储存，如果采用半焦作为热载体不用进行分离，需要进行定量输送即可。此技术得到气体热值高，热值可达16MJ-40MJ/m³。然而，这种快速热解方法系统复杂，耗能高，热载体与半焦分离技术较难，导致焦油产物品质差。

气体直接加热方法中最典型的是立式炉方法，目前在国内项目较多，但装置单机处理能力受限，目前最大处理能力为年50万吨/年(7200小时)。立式炉方法为垂直连续炉，从上到下依次为干燥层，预热解层，热解层，冷却层等四层。高温不含氧烟气从立式炉底部通入炉内，与煤逆相而行。在高温不含氧烟气上升过程中与下降的煤进行换热，在热解层煤被加热到500℃左右，热解气体与高温不含氧烟气混合后的荒煤气继续上升，热量传递给煤。在气体出口处，荒煤气温度一般为100℃左右。荒煤气冷却收集的焦油作为产品储存，热解气体部分回送至燃烧室产生高温烟气，部分作为产品输送。从热解层下落的半焦继续下降到冷却段，进行水冷或干式冷却。该方法要求6mm以上颗粒煤块作为原料，不适用于沫煤，而且热解气体热值较低，半焦热值差异较大。

循环流化床锅炉与热解耦合系统目前有大型试验项目，基本没有工业化推广。基本步骤是：采用高温锅炉煤灰对原煤进行直接加热，在反应器内高温煤灰与煤快速混合，传热，完成热解反应。该方法与高温热载体方法类似，但需要将热解建在电厂或者有大型硫化床锅炉附近，因而推广受到限制。

现有技术中还公开了一种制备兰炭(半焦)的外热式回转干馏炉，从筒体前端进料，后端出料，出料箱与筒体之间为出料组合密封，筒体外部为由夹套密封和夹套组成的封闭的热载体通道。热烟气作为热载体，烟气在向前流动过程中与通过筒体将热量传递给煤，煤吸热后发生一系列反应。该方法换热面积扩大的能力有限，经济性能差。

综上可知，现有技术中的煤热解工艺均存在一定缺陷，因此，急需对现有技术的煤热解系统进行改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种煤热解系统，以提供一种设备简化与经济性能高的煤热解系统。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种煤热解系统，该煤热解系统包括：转式辐射床、半焦冷却装置、半焦筛分装置以及热风炉，其中，转式辐射床上设置有煤进料口、热介质进口、半焦出口及荒煤气出口；半焦冷却装置包括冷却入口和冷却出口，半焦出口与冷却入口相连通；半焦筛分装置包括筛分入口和第一筛分出口筛分入口与冷却出口相连通；热风炉，热风炉上设置有半焦进口和热风排气口，半焦进口和第一筛分出口相连通，热风排气口与转式辐射床上的热介质进口相连通。

进一步地，转式辐射床上还设置有热介质出口，热介质出口通过第一风机与热介质进口相连通。

进一步地，热风炉上的热风排气口通过热风输入管道与转式辐射床上的热介质进口相连通，第一风机与热风输入管道相连通。

进一步地，煤热解系统还包括荒煤气除尘装置，荒煤气除尘装置包括荒煤气入口、净化荒煤气出口以及半焦粉尘出口，荒煤气入口与转式辐射床上的荒煤气出口相连通，半焦粉尘出口与热风炉上的半焦进口相连通。

进一步地，煤热解系统还包括第二风机，第二风机与设置在第一筛分出口与半焦进口之间的半焦输送管道相连通。

进一步地，半焦粉尘出口与半焦输送管道相连通。

进一步地，热风炉包括：燃烧室和沉降室，燃烧室上设置有烧嘴、助燃风进口及半焦进口；沉降室与燃烧室相连通，沉降室上设置有集灰斗和热风排气口。

进一步地，燃烧室与沉降室的底部相连通，且热风排气口位于沉降室的顶部，集灰斗位于沉降室的底部。

进一步地，燃烧室与沉降室的顶部相连通，沉降室中设置有一个或多个挡风板，挡风板和沉降室的内壁之间形成弯折的导风通道，且热风排气口位于沉降室的远离燃烧室的一侧。

进一步地，热风炉中，燃烧室和沉降室之间的通路上还设置有混合室，混合室上设置有调节风进气口。

进一步地，煤热解系统还包括冷却螺旋输送器，半焦粉尘出口通过冷却螺旋输送器与半焦输送管道相连通。

进一步地，煤热解系统还包括闭风器，闭风器沿半焦粉尘的输送方向设置在半焦粉尘出口与冷却螺旋输送器之间的半焦粉尘输送管道上。

进一步地，煤热解系统还包括焦油煤气分离单元，焦油煤气分离单元通过净化荒煤气出口与荒煤气除尘装置相连通。

进一步地，冷却出口与筛分入口通过冷却半焦输送管道相连通，冷却半焦输送管道上还设置有排料阀。

进一步地，煤热解系统还包括储料仓，储料仓通过螺旋进料器与转式辐射床上的煤进料口相连通。

进一步地，半焦筛分装置还包括第二筛分出口，第一筛分出口输出的半焦的粒径小于第二筛分出口输出的半焦的粒径。

应用本实用新型的技术方案，通过将煤热解产生的高温半焦经冷却装置进行熄焦，然后将难以处理的粒径较小的(2mm以下)半焦送入在热风炉内进行燃烧，并将燃烧产生的高温烟气返回转式辐射床作为煤热解的热量。这样的设置方式有利于充分利用粒径较小的半焦燃烧产生的热量作为供热单元，不仅解决半焦处理难的问题，而且提高了供热单元与转式辐射床之间的换热效率，既简化系统，又实现了煤与半焦的一体化处理。此外，该煤热解系统换热效率高、设备简单且经济性好，为实现煤、油、气的多联产工艺创造了条件。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施例的煤热解系统示意图；以及

图2示出了根据本实用新型一种实施例中热风炉的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型另一种实施例中热风炉的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一种实施例中热风炉的燃烧室的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的一种优选实施例中荒煤气除尘装置的结构示意图；以及

图6示出了图5所示的荒煤气除尘装置中的净化室及滤层结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转式辐射床；20、半焦冷却装置；30、半焦筛分装置；40、热风炉；50、荒煤气除尘装置；60、焦油煤气分离单元；

101、煤进料口；102、热介质进口；103、半焦出口；104、荒煤气出口；105、热介质出口；

201、冷却入口；202、冷却出口；

301、筛分入口；302、第一筛分出口；

401、半焦进口；402、热风排气口；

501、荒煤气入口；502、净化荒煤气出口；503、半焦粉尘出口；504、反吹气体入口；

51、净化室；52、滤层；53、煤气输送管道；521、滤板；522、滤料层；5221、第一滤料层；5222、第二滤料层；

41、燃烧室；411、烧嘴；412、点火器；413、助燃风进口；414、排渣口；

42、沉降室；421、集灰斗；422、挡风板；

11、第一风机；12、第二风机；13、冷却螺旋输送器；14、闭风器；15、排料阀；16、储料仓；17、螺旋进料器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

如背景技术部分所提到的，现有技术中的煤热解系统复杂及经济性能较差，为改善这一状况，在本实用新型一种典型的实施方式中，提供了一种煤热解系统，如图1所示，该煤热解系统包括：转式辐射床10、半焦冷却装置20、半焦筛分装置30以及热风炉40，其中，转式辐射床10上设置有煤进料口101、热介质进口102、半焦出口103及荒煤气出口104；半焦冷却装置20包括冷却入口201和冷却出口202，半焦出口103与冷却入口201相连通；半焦筛分装置30包括筛分入口301和第一筛分出口302筛分入口301与冷却出口202相连通；以及热风炉40上设置有半焦进口401和热风排气口402，半焦进口401和第一筛分出口302相连通，热风排气口402与转式辐射床10上的热介质进口102相连通。

本实用新型的上述煤热解系统，包括依次连通的转式辐射床10、半焦冷却装置20、半焦筛分装置30以及热风炉40，通过将煤热解产生的高温半焦经半焦冷却装置20进行熄焦，后经半焦筛分装置30将难以处理的粒径较小的(2mm以下)半焦送入在热风炉40内进行燃烧，并将燃烧产生的高温烟气返回转式辐射床10作为煤热解的热量。这样的设置方式有利于充分利用粒径较小的半焦燃烧产生的热量作为供热单元，不仅解决半焦处理难的问题，而且提高了供热单元与转式辐射床10之间的换热效率。相比现有技术中将半焦进行气化后再以气体的形式进行燃烧供热的煤热解系统，本实用新型的上述煤热解系统既简化设备，又实现了煤与半焦的一体化处理。而且，该煤热解系统换热效率高、设备简单且经济性好，不受煤种限制，可进行多种煤的热解处理，为实现煤、油、气的多联产工艺创造了条件。

上述煤热解系统中，转式辐射床优选采用辐射管间接加热的转式辐射床，更优选为多组辐射管热解回转窑，回转窑内部具有多组辐射管，管间距大于进窑物料中最大颗粒的直径，以避免造成卡料。回转窑的窑头和窑尾有多孔板支撑，进料端(窑尾)和出料端(窑头)有一定倾斜角度(一般进料端比出料端高)，该倾斜角度范围在1°～5°，能够实现物料窑内快速移动。辐射管热解回转窑采用间接加热方式，使得加热载体与半焦容易分离；多组辐射管保证物料充分热解，煤气热值高，单机年处理能力最高可达150万吨，且不受煤种的限制，适宜于进行工业化的煤热解。

上述煤热解系统中，半焦冷却装置20采用现有的干熄焦设备即可。在本实用新型一种优选的实施例中，上述半焦冷却装置20(未示出)为立式结构，具有壳体，包括设置在壳体内的多层换热管以及设置在壳体外的汽包，其中换热管具有冷却水进口以及蒸汽出口。其中，换热管内冷却水的流动方向与半焦的流动方向相反，随着与高温半焦的热量交换，半焦温度降低，冷却水温度升高逐渐变为热蒸汽，不仅提高了对半焦的冷却效果，而且回收的热蒸汽还可以进行热量回收利用或作为厂区生活热水使用。

上述半焦冷却装置采用间壁管式换热管和强制水循环工作原理，设备内部有多层换热管，冷却水由余热锅炉底部进入换热管内，通过管壁与管外流动的高温半焦换热，生成的蒸汽进入汽包，蒸汽品质可以进行调整，可为低压蒸汽或中压蒸汽。其实际运行过程可以如下：从转式辐射床10的半焦出口103输出的高温半焦直接进入干熄焦设备内，在干熄焦设备内，软水从最底层换热管进入，自下而上流动，与自上而下的高温半焦逆向换热，使得半焦温度从550℃降低至150℃以下，冷却后半焦送至半焦筛分装置30，将2mm以下的半焦颗粒送至热风炉40内进行作为燃料，2mm以上的半焦颗粒作为产品储存。

上述半焦冷却装置冷却后的半焦根据冷却效果所需，还可以经过冷却螺旋输送机进行冷却，该冷却螺旋输送机的螺旋输送轴内具有冷却水管，壳体外设置有水冷夹套，根据需要还可以在壳体内设置能够直接降温的喷淋元件，以通过间接与直接的降温方式对半焦进行冷却。

当上述换热器与上述冷却螺旋输送机作为半焦的冷却装置共同使用时，为防止两个冷却设备之间衔接有空气进入或煤气泄漏，在本实用新型另一种更优选的实施例中，上述冷却螺旋输送机可以设置为螺距字进料口至出料口由小变大的变螺距，或者设置为中间空缺一端螺旋轴的断螺距，能提高密封性能。

上述煤热解系统中，半焦筛分装置可以根据所欲燃烧的半焦的粒径大小合理选择筛分设备。为了提高半焦产品的品质，降低难处理半焦的含量，在本实用新型一种优选的实施例中，半焦筛分装置设置为能够筛分出2mm以下的半焦，以解决粒径小的半焦难处理的问题。

上述煤热解系统，利用热风炉燃烧半焦产生的高温烟气经热介质入口送入转式辐射床中作为热源对煤进行热解。为了进一步对转式辐射床内的高温烟气换热后的低温烟气进行循环利用，在本实用新型一种优选的实施例中，上述转式辐射床10上还设置有热介质出口105，热介质出口105通过第一风机11与热介质进口102相连通。更优选地，热风炉40上的热风排气口402通过热风输入管道与转式辐射床10上的热介质进口102相连通，第一风机11与热风输入管道相连通。

上述优选实施例中，第一风机为烟气循环风机，需要耐温250-450℃，因而优选为高温风机。将热风炉出来的高温烟气与第一风机11输出的自转式辐射床10的热介质出口105排出的低温烟气进行混合，一方面降低高温烟气的氧气含量，降低安全风险；另一方面将热风炉40出来的高温烟气与转式辐射床10排出的低温烟气进行混合，利于降低高温烟气的温度同时提高低温烟气的温度，使得进入煤热窑的温度更适合，进而提高热效率。

本实用新型的煤热解系统中还包括荒煤气除尘装置50，荒煤气除尘装置50包括荒煤气入口501、净化荒煤气出口502以及半焦粉尘出口503，荒煤气入口501与转式辐射床10上的荒煤气出口104相连通，半焦粉尘出口503与热风炉40上的半焦进口401相连通。

上述优选实施例中，通过利用荒煤气除尘装置对转式辐射床产生的荒煤气中的半焦灰尘进行去除，以提高荒煤气中的净煤气的燃烧热值，同时提高焦油的品质。通过将半焦粉尘出口503与热风炉40上的半焦进口401相连通，使得煤热解过程中产生的难以处理的半焦粉尘进入热风炉中燃烧，不仅提高了热风炉的热量供应，而且减少了半焦粉尘的二次处理，简化了系统，提高了整个煤热解系统的经济性能。并且，从除尘装置出来的热风中含尘量较低，能够减少燃烧后高温烟气的含尘量，提高换热效率。

在本实用新型另一种优选的实施例中，上述煤热解系统中的荒煤气除尘装置50为颗粒床除尘器。优选该颗粒床除尘器除了包括上述荒煤气入口501、净化荒煤气出口502以及半焦粉尘出口503外，如图5所示，还包括：净化室51以及滤层52，滤层52设置在净化室51的上端并与净化室51相连通，净化室51上设置有净化荒煤气出口502及反吹气体入口504。净化室51可以为一个或多个，当净化室51为多个时，多个净化室51的第一端设置在颗粒床除尘器的壳体内壁上，多个净化室51的与第一端相对的第二端形成半焦粉尘下落的中间通道。

更优选地，如图6所示，上述滤层52包括：滤板521，滤料层522，滤料层522设置在滤板521上，滤料层522包括第一滤料层5221和第二滤料层5222，第一滤料层的密度小于第二滤料层的密度或者第一滤料层的重量大于第二滤料层的重量。具体地，第一层滤料的密度很小，为70-200kg/m³，第二层为密度为1800kg/m³，即上轻下重。更优选地，上述第一滤料层和第二滤料层可以分别为珍珠岩和石英砂、空心陶瓷球和石英砂或者半焦颗粒和石英砂。滤板可以为耐600℃高温的不锈钢针丝毡。具有上述两层具有不同成分或密度的滤料形成的滤层，能显著提高除尘效率。

上述煤热解系统中，第一筛分出口302与半焦进口401，以及半焦粉尘出口503与半焦进口401之间的具体连接通道可根据实际生产中的实际情况进行合理，只要能够实现小于2mm的半焦以及半焦粉尘能够进入热风炉中进行燃烧即可。在本实用新型一种优选的实施例中，上述煤热解系统还包括第二风机12，第二风机12与设置在第一筛分出口302与半焦进口401之间的半焦输送管道相连通。更优选地，半焦粉尘出口503与半焦输送管道相连通。

上述优选实施例中，第二风机12通常称为送粉风机，利用第二风机12将半焦送入热风炉40中燃烧生成高温烟气并送入转式辐射床10中提供热量，而且，将半焦粉尘出口503与半焦输送管道相连通也能够借助于第二风机12的压力将半焦粉尘送入热风炉40中燃烧。这样设置能够整体提高系统中流通气体的压力，从而避免高温烟气中的灰尘阻塞转式辐射床10的热介质通道，或者灰尘粘附在热介质通道上导致的换热效率较差的问题。

上述煤热解系统中，热风炉为能够燃烧固体半焦的供热装置，既能既能燃烧2mm以下半焦沫，或半焦细粉(半焦粉尘)，具体的热风炉可以为立式的流化床或立式粉体炉或者可以为卧式粉体炉。因而，任何能够实现上述功能的热风炉均适用于本实用新型。在本实用新型一种优选的实施例中，如图2至图4所示，上述热风炉40包括：燃烧室41和沉降室42，燃烧室41上设置有烧嘴411、助燃风进口413及半焦进口401；以及沉降室42与燃烧室41相连通，沉降室42上设置有集灰斗421和热风排气口402。

上述优选的实施例中，通过设置有燃烧室41和沉降室42的热风炉，半焦从半焦进口401进入燃烧室41中，通过烧嘴411的对燃烧室内的半焦进行燃烧，助燃风进口可以为空气进口，助燃风机通过助燃风进口将空气送入热风炉内为燃烧室内半焦的燃烧提供氧气。沉降室42的设置是为了沉降燃烧后的高温烟气中的灰尘，以减少排入转式辐射床中的高温烟气的灰尘含量，进而避免高温烟气中的灰尘阻塞转式辐射床10的热介质通道，或者灰尘粘附在热介质通道上，从而提高转式辐射床10中的换热效率。

在实际操作过程中，具体的工艺可以如下：2mm以下半焦颗粒从第一筛分出口302排出，通过第二风机12被送进热风炉40内，在助燃风机的作用下充分燃烧，燃烧室41温度可达到1200℃～1400℃，烟气中灰分比较高，然后高温烟气通过沉降室42进行除尘，将烟气中灰分降低至工艺要求。除尘后烟气温度较高，高于工艺要求温度，此时将第一风机11将窑尾的低温烟气送至热风输入管道内部，进行调温，将高温烟气温度降至800～1000℃，高温烟气进入辐射管回转窑内，完成热交换后，部分低温烟气被第一风机11再次送至热风输入管道内进行调温，另一部分低温烟气去往烟气处理设备，另作他用。

为了进一步降低燃烧后的高温烟气中的灰尘含量，在本实用新型一种优选的实施例中，如图2所示，上述燃烧室41与沉降室42的底部相连通，且热风排气口402位于沉降室42的顶部，集灰斗421位于沉降室42的底部。通过将热烟气排出方向设置为的底部，使得高温烟气在排出过程中，利用重力作用将灰尘降落在沉降室42的底部，然后利用集灰斗421将灰尘排出，从而减少了热风炉40排出的高温烟气中的灰尘含量。

上述优选的实施例的卧式热风炉，从燃烧室41中产生的高温烟气能够从沉降室42的底部进入，呈旋向向上运行至沉降室42顶部的热风排气口402。在旋向向上运行的过程中，高温烟气中的大颗粒灰尘能够更容易落下，从而能够进一步提高高温烟气的净化率。

在本实用新型另一种优选的实施例中，如图3所示，燃烧室41与沉降室42的顶部相连通，沉降室42中设置有一个或多个挡风板422，挡风板422和沉降室42的内壁之间形成弯折的导风通道，且热风排气口402位于沉降室42的远离燃烧室41的一侧。

上述优选的实施例中，利用挡风板422和沉降室42的内壁之间形成弯折的导风通道，能够使燃烧室41中产生的高温烟气在沉降室42中曲向前进至热风排气口402，在曲向前进及挡风板422的阻挡作用下，更有利于使高温烟气中的大颗粒沉降下来，以进一步降低烟气中的含尘量，提高后续转式辐射床10的换热效率。

在另一种优选的实施例中，上述热风炉40中，燃烧室41和沉降室42之间的通路上还设置有混合室，混合室上设置有调节风进气口。在燃烧室41和沉降室42之间的通路上设置混合室，能够使高温烟气与调节风进气口进入的调节风进行混合，以调整燃烧生成的高温烟气的温度及里面的氧含量(可使其含氧量低于5％)，从而进一步提高设备的安全性。

在一种优选的实施例中，燃烧室41的底部设置有一个或多个排渣口414，沉降室42的集灰斗421底部设置有一个或多个第一排灰口。

除此之外，燃烧室41中可以设置多个烧嘴411和与之相匹配的多个点火器412、助燃风进口413及半焦进口401。且多个烧嘴411的分布可以是不同方向的，例如可以沿燃烧室41的径向排列或轴向排列。具体的烧嘴411的火焰朝向也可以进行调整，例如径向喷火燃烧或者如图4所示的切向喷火燃烧。

本实用新型的上述煤热解系统中，荒煤气除尘装置50的半焦粉尘出口503排出的半焦灰尘温度较高，通过耐高温的第二风机12能够实现将半焦粉尘送入热风炉40中。但为了降低高温设备的危险性，进一步提高操作安全性和适用性，在本实用新型又一种优选的实施例中，上述煤热解系统还包括冷却螺旋输送器1313，半焦粉尘出口503通过冷却螺旋输送器13与半焦输送管道相连通。

通过将荒煤气除尘装置排出的高温半焦粉尘经冷却螺旋输送机进行冷却降温后，便于利用使用常规设备对冷却后的半焦细粉进行输送，提高了操作安全性和输送的稳定性。其中，冷却螺旋输送器13采用常规的冷却螺旋输送机也能够实现对半焦粉尘进行降温的效果，为了进一步提高降温效果，本实用新型另一种优选的实施例中，优选采用间接冷的方式对高温的半焦粉尘进行冷却，其中，冷却螺旋输送器13包括螺旋输送管，螺旋输送管的外部具有水冷套，水冷套具有软水进口和蒸汽出口，生成蒸汽进入汽包，使得半焦的温度与软水进水量连锁；螺旋输送管的轴心内部具有冷却循环水，在轴心的一端安装旋变接头，接有冷却循环水入口和冷却循环水出口，另一头封闭，具有冷却半焦作用，又能保护螺旋轴。

上述荒煤气除尘装置50中的处理对象为荒煤气，其中煤气含量高，遇空气或氧气极易发生爆炸，为进一步提高操作过程的安全性，在本实用新型一种优选的实施例中，上述煤热解系统还包括闭风器14，闭风器14沿半焦粉尘的输送方向设置在半焦粉尘出口503与冷却螺旋输送器1313之间的半焦粉尘输送管道上。

半焦粉尘出口503所收集下来的半焦细分温度较高，采用闭风器14与空气隔绝，当高温半焦细分从闭风器14中出来后，进入到冷却螺旋输送器13后，温度从550℃-650℃降低到200℃以下，冷却后的半焦细粉直接送至热风炉40的半焦输送管道内，与筛分装置的第一筛分出口302输出的2mm以下的半焦混合，通入热风炉40内部进行燃烧。闭风器14实质为一阀门，以防止有空气从冷却螺旋输送器13与半焦粉尘出口503连接的通道上进入荒煤气除尘装置50中。

本实用新型的上述煤热解系统还包括焦油煤气分离单元60，焦油煤气分离单元60通过净化荒煤气出口502与荒煤气除尘装置50相连通。优选地，上述反吹气体入口504经煤气输送管道53与焦油煤气分离单元60中的净煤气存储装置(未示出)相连通。更优选地，在上述煤气输送管道53上还设置有加热器(未示出)，以对进入荒煤气除尘装置50中的反吹气体进行加热。

上述荒煤气除尘装置50优选为上述高温颗粒床除尘器，包括与上述煤气反吹入口相连通的煤气输送管道。荒煤气从转式辐射床10出来后，含尘气体从高温颗粒床除尘器的滤层52的表面进入，经过过滤层52中滤料的分离作用，荒煤气中携带的半焦细分被过滤在滤层52的表面；过滤后的净荒煤气从滤层52的底部进入净化室51，然后从与净化室51相连通的净化荒煤气出口502排出。根据压差或定时反吹，反吹管道中利用400～550℃加热的净煤气(防止温度低，焦油析出)作为反吹气体，从高温颗粒过滤床的滤料底部通入，使滤料浮动起来，将滤床表面的半焦细分反吹出滤层后收集，通过半焦粉尘出口503排出。净化荒煤气进入到焦油煤气分离单元60进行冷凝，完成焦油收集和煤气冷却和分离。该煤热解系统实现了实现煤、油、气的多联生产。

更优选地，上述高温颗粒过滤床采用多层滤料结构，滤料有石英砂、石灰石、珍珠岩和半焦的任意组合。当上述高温颗粒过滤床包括两层滤料结构时，滤料层包括上层和下层，上层的滤料的密度较下层的滤料的密度小，具体滤料层的组合包括石英砂和珍珠岩组合、石灰石和珍珠岩组合、石英砂和半焦颗粒组合、石灰石和半焦颗粒组合或石英砂和空心陶瓷球组合。

本实用新型的上述煤热解系统，半焦冷却装置采用干熄焦的冷却设备对半焦进行冷却，为了合理控制冷却后的半焦的输出速度及后续对冷却半焦的有效合理筛分，在本实用新型一种优选的实施例中个，上述半焦冷却装置的冷却出口202与筛分入口301通过冷却半焦输送管道相连通，冷却半焦输送管道上还设置有排料阀15。通过设置排料阀15，合理控制进入半焦筛分装置30中的半焦的量，从而更高效地对不同用途的半焦进行合理筛分。具体地，上述筛分装置优选但不仅限于具有筛分2mm以下颗粒的功能，也可以同时具有多种不同粒径的筛分功能，只要能够将难处理的2mm以下的半焦进行筛分处理即可。即当半焦筛分装置还包括第二筛分出口时，第一筛分出口302输出的半焦的粒径小于第二筛分出口输出的半焦的粒径。优选该第一筛分出口302输出的半焦的粒径为小于2mm。

本实用新型的上述煤热解系统还包括储料仓16，储料仓16通过螺旋进料器17与转式辐射床10上的煤进料口101相连通。

工作时，可以采用颗粒粒径为25mm以下的沫煤，通过输送系统被输送至储料仓16内，通过调整输煤系统的进料速度和螺旋进料器17的进料速度，使储料仓16内的料位始终保持在一定高度。煤从储料仓16出口落入螺旋进料器17后，在螺旋叶片的推动作用下，进入到转式辐射床10内，转式辐射床10采用辐射管回转窑，沫煤在旋转的过程中，向前移动，在移动过程中，辐射管内部的800～1000℃的高温烟气通过辐射管将热量传递给煤，煤在受热后，经过一系列反应包括干燥、预干馏、干馏以及闪速热解等反应，生成450℃～500℃的荒煤气(焦油蒸汽、煤气以及半焦细粉的混合物)和550℃～650℃高温半焦。

上述螺旋进料器17优选采用变螺距，在保证进料的前提下，采用螺距前小后大，即进料附近采用小螺距，靠近出料位置的后端采用大螺距，小螺距可保证螺旋进料端料比较充实，隔绝转式辐射床10与储料仓16，避免转式辐射床10内的气体反窜到储料仓16，造成膨料现象。

在本实用新型一种最优选的实施例中，煤热解系统包括储料仓16，储料仓16落料口与螺旋进料器17入口连通，螺旋进料器17的出口与转式辐射床10(辐射管转式辐射床)连通；转式辐射床10的热介质进口102与热风炉40的热风排气口402连通，转式辐射床10的热介质出口分为两路，一路路作为烟气进行处理，另一路与第一风机11入口连通，第一风机11出口与热风炉40的热风排气口402至转式辐射床10的热介质进口102之间的热风输送管道相连通；转式辐射床10的窑头产物分为荒煤气出口104和半焦出口103两个出口，转式辐射床10的荒煤气出口104与荒煤气除尘装置50(即高温颗粒过滤床)入口连通，焦油煤气分离单元60的入口与高温颗粒过滤床的出口连通，转式辐射床10的半焦出口103与半焦冷却装置20入口连通，干熄焦设备的冷却出口202与排料阀15入口连通，排料阀15的出口与半焦筛分装置30的入口连接，半焦筛分装置30出口分为2路，半焦筛分装置30粗料(2mm以上)直接送至半焦储存区域，细料出口(2mm以下)与第二风机12(罗茨风机)的送风管道连通；高温颗粒过滤床的半焦粉尘出口503与闭风器14入口连接，闭风器14的出口与冷却螺旋输送器13入口连通，冷却螺旋输送器13的出口与罗茨风机的送风管道连通；热风炉40的助燃风进口413与助燃风机的出口连通，热风炉40的半焦进口401与罗茨风机的送风管道出口相连通。

上述优选实施例中，通过采用热风炉将半焦气化与供热单元替代，简化系统；从转式辐射床10出来换热后的部分烟气回流，与热风炉40出来的高温烟气混合，降低高温烟气含氧量，即降低风险，提高热能利用率；不仅可实现煤与半焦一体化处理，而且能够利用沫煤等低阶煤作为燃料，实现了沫煤的清洁高效利用，而且系统操作简单，运行稳定，具有突出的经济效益。此外，该煤热解系统采用高温颗粒床作为荒煤气除尘装置50，解决了陶瓷滤芯再生难的问题，荒煤气除尘装置50分离出来半焦粉尘经间接冷却后，输送至热风炉40作为燃烧使用，这部分细粉收集后较难处理，避免二次加工费用。

从以上的描述中，可以看出，与现有热解工艺系统技术对比，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1)适用于大型工业化生产，单机年处理能力最高可达150万吨，适宜于进行工业化的热解，而且不受煤种限制，可进行多种煤的热解处理。

2)该煤热解系统由燃烧半焦的热风炉和转式辐射床串联组合而成，系统简单，工艺结构合理。热解方法采用间接加热方式，多组辐射管保证物料充分热解，煤气热值高，半焦质量稳定，焦油品味较高。

3)利用2mm以下半焦作为燃料使用，解决半焦沫处理难的问题，同时，能够收集到高品味煤气和焦油收集，经济性能好。

4)高温除尘器采用多层过滤床，荒煤气中粉尘含量低(30mg/Nm³)，焦油品质较高；设备能耗低，再生容易，解决了目前陶瓷管和金属烧结管的再生困难问题。

5)新工艺系统为实现煤、油、气的多联产工艺创造了条件。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统包括：

转式辐射床(10)，所述转式辐射床(10)上设置有煤进料口(101)、热介质进口(102)、半焦出口(103)及荒煤气出口(104)；

半焦冷却装置(20)，所述半焦冷却装置(20)包括冷却入口(201)和冷却出口(202)，所述半焦出口(103)与所述冷却入口(201)相连通；

半焦筛分装置(30)，所述半焦筛分装置(30)包括筛分入口(301)和第一筛分出口(302)，所述筛分入口(301)与所述冷却出口(202)相连通；以及

热风炉(40)，所述热风炉(40)上设置有半焦进口(401)和热风排气口(402)，所述半焦进口(401)和所述第一筛分出口(302)相连通，所述热风排气口(402)与所述转式辐射床(10)上的所述热介质进口(102)相连通。

2.根据权利要求1所述的煤热解系统，其特征在于，所述转式辐射床(10)上还设置有热介质出口(105)，所述热介质出口(105)通过第一风机(11)与所述热介质进口(102)相连通。

3.根据权利要求2所述的煤热解系统，其特征在于，所述热风炉(40)上的所述热风排气口(402)通过热风输入管道与所述转式辐射床(10)上的所述热介质进口(102)相连通，所述第一风机(11)与所述热风输入管道相连通。

4.根据权利要求1所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括荒煤气除尘装置(50)，所述荒煤气除尘装置(50)包括荒煤气入口(501)、净化荒煤气出口(502)以及半焦粉尘出口(503)，所述荒煤气入口(501)与所述转式辐射床(10)上的所述荒煤气出口(104)相连通，所述半焦粉尘出口(503)与所述热风炉(40)上的所述半焦进口(401)相连通。

5.根据权利要求4所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括第二风机(12)，所述第二风机(12)与设置在所述第一筛分出口(302)与所述半焦进口(401)之间的半焦输送管道相连通。

6.根据权利要求5所述的煤热解系统，其特征在于，所述半焦粉尘出口(503)与所述半焦输送管道相连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的煤热解系统，其特征在于，所述热风炉(40)包括：

燃烧室(41)，所述燃烧室(41)上设置有烧嘴(411)、助燃风进口(413)及所述半焦进口(401)；以及

沉降室(42)，所述沉降室(42)与所述燃烧室(41)相连通，所述沉降室(42)上设置有集灰斗(421)和所述热风排气口(402)。

8.根据权利要求7所述的煤热解系统，其特征在于，

所述燃烧室(41)与所述沉降室(42)的底部相连通，且所述热风排气口(402)位于所述沉降室(42)的顶部，所述集灰斗(421)位于所述沉降室(42)的底部。

9.根据权利要求7所述的煤热解系统，其特征在于，

所述燃烧室(41)与所述沉降室(42)的顶部相连通，所述沉降室(42)中设置有一个或多个挡风板(422)，所述挡风板(422)和所述沉降室(42)的内壁之间形成弯折的导风通道，且所述热风排气口(402)位于所述沉降室(42)的远离所述燃烧室(41)的一侧。

10.根据权利要求7所述的煤热解系统，其特征在于，所述热风炉(40)中，所述燃烧室(41)和所述沉降室(42)之间的通路上还设置有混合室，所述混合室上设置有调节风进气口。

11.根据权利要求6所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括冷却螺旋输送器(13)，所述半焦粉尘出口(503)通过所述冷却螺旋输送器(13)与所述半焦输送管道相连通。

12.根据权利要求11所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括闭风器(14)，所述闭风器(14)沿半焦粉尘的输送方向设置在所述半焦粉尘出口(503)与所述冷却螺旋输送器(13)之间的半焦粉尘输送管道上。

13.根据权利要求4至6、11以及12中任一项所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括焦油煤气分离单元(60)，所述焦油煤气分离单元(60)通过所述净化荒煤气出口(502)与所述荒煤气除尘装置(50)相连通。

14.根据权利要求1所述的煤热解系统，其特征在于，所述冷却出口(202)与所述筛分入口(301)通过冷却半焦输送管道相连通，所述冷却半焦输送管道上还设置有排料阀(15)。

15.根据权利要求1所述的煤热解系统，其特征在于，所述煤热解系统还包括储料仓(16)，所述储料仓(16)通过螺旋进料器(17)与所述转式辐射床(10)上的所述煤进料口(101)相连通。

16.根据权利要求1所述的煤热解系统，其特征在于，所述半焦筛分装置还包括第二筛分出口，所述第一筛分出口(302)输出的半焦的粒径小于所述第二筛分出口输出的半焦的粒径。