CN209178320U - 型焦耦合末煤热解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种型焦耦合末煤热解系统，实现煤热解技术与型煤碳化技术的耦合，制作型焦产品，利用高压成型设备形成的高密度型焦煤在碳化炉内碳化，而碳化产生的煤气、热解产生的热解煤气又能作为加热气体，冲破了以往焦炭受煤种，粘结性等指标的影响，可以大量使用惰性炭料、不粘煤进行炼焦；同时充分的利用原料碳化后型焦的显热实现末煤全粒径热解，既节约了能耗，又可减少稀缺焦煤资源的利用，使廉价的末煤进行热解提取煤气和焦油后供型焦使用。

Description

型焦耦合末煤热解系统

技术领域

本实用新型涉及非焦煤炼焦、煤炭分质、分级利用技术领域，具体涉及一种型焦耦合末煤热解系统。

背景技术

煤炭快速热解是指将煤粉放入一定温度的快速热解装置中，在很短的时间内经过高温热解，煤粉中有机质成分变成气体或煤焦油、固定碳变成半焦的过程。煤炭快速热解会产生大量粉末状半焦，粉末状半焦较难直接燃烧利用，而且较难成型，需要添加粘结剂将其制成型焦后再利用。

CN101984027A本实用新型公开了一种焦粉型焦粘结剂及基于该粘结剂的型焦制备方法，将热解后的焦粉粉碎加工成粒度小于3mm的焦粉，在每9份所述焦粉中加入1份焦粉型焦粘结剂，搅拌10～15分钟出料，室温下放置15～20分钟，放入成型机加压成型，压制成圆柱形，室温放置2～8小时后，于120℃干燥。

CN103436312A本实用新型公开了一种复合型工业气化型焦粘结剂及其制备型焦的方法，将热解后的粉焦破碎，将其与粘结剂置于混捏锅内，搅拌混合均匀；将混合料送至锟压机中，常温下加压成型，经干燥、冷却后即得所述型焦。

CN105950242A本实用新型提供了用于型焦成型的复合粘结剂、包含该复合粘结剂的型焦及其制备方法，用该复合粘结剂和褐煤快速热解产生的半焦制成的型焦强度好，方便存储、运输和使用。本实用新型提供的制备该型焦的方法也很简便，容易工业化推广应用。

上述技术方案中，粘接剂都是在热解形成半焦后与之混合压型，对型焦的增强效果有限，因此，形成半焦所采用的原料都需要高品位的铁矿资源，无法充分利用低品位氧化物矿。

另外，现有技术中都是利用高炉出口烟气作为热解的热源，热解过程中产生的热解气被烟气稀释，产生的混合气热值低，有效组分含量低，可利用价值低。

实用新型内容

本实用新型提供一种型焦耦合末煤热解系统，实现煤热解技术与型煤碳化技术的耦合，制作型焦产品，利用高压成型设备形成的高密度型焦煤在碳化炉内碳化，而碳化产生的煤气、热解产生的热解煤气又能作为加热气体，冲破了以往焦炭受煤种，粘结性等指标的影响，可以大量使用惰性炭料、不粘煤进行炼焦；同时充分的利用原料碳化后型焦的显热实现末煤全粒径热解，既节约了能耗，又可减少稀缺焦煤资源的利用，使廉价的末煤进行热解提取煤气和焦油后供型焦使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种型焦耦合末煤热解系统，包括：

洗选设备、高压成型设备、烘干装置、碳化炉、热载体联合热解装置、冷却装置和筛分设备；

所述洗选设备的第一出料口和第二出料口与高压成型设备的第一入料口和第二入料口相连，洗选设备的第三出料口与末煤仓的入料口相连，洗选设备的第四出料口与小粒煤热解过滤装置的入料口相连；

所述高压成型设备开设有第三入料口，该第三入料口用于加入粘结剂，并在高压成型设备中与原料按比例充分混合；

所述烘干装置的入料口与高压成型设备的出料口相连，烘干装置的第一热源入口与碳化炉的高温废气口相连，烘干装置的第二热源入口与冷却装置的热废气出口相连，烘干装置的出料口与碳化炉的入料口相连；

所述热载体联合热解装置的第一入料口与碳化炉的出料口相连，热载体联合热解装置的第二入料口与末煤仓出料口相连，热载体联合热解装置的第三入料口与小粒煤热解装置的出料口相连，热载体联合热解装置的出料口与冷却装置的进料口相连，热载体联合热解装置出气口与小粒煤热解装置进气口相连；

所述冷却装置的出料口与筛分设备的进料口相连，所述筛分设备的出料口输出型焦产品、半焦末及半焦粒；

进一步地，还包括冷凝回收装置，该冷凝回收装置的入气口与小粒煤热解过滤装置的荒煤气出口相连，冷凝回收装置的出气口经过煤气风机与碳化炉的煤气入口相连。

进一步地，还包括除尘器，该除尘器的入口与烘干装置的出气口相连，除尘器的除尘灰出料口与高压成型设备的入料口相连，除尘器的第一出气口与大气相连将一部分废气排入大气，除尘器的第二出气口经废气循环风机与冷却装置的进气口相连。

由以上技术方案可知，本实用新型采用洗选设备将原料分成粒径范围不同的焦末、兰炭末、焦煤、末煤和粒煤，将焦末、兰炭末、焦煤辅以粘结剂经高压成型设备制成型煤，经过碳化炉加热碳化，利用热解产生的循环煤气加热碳化炉，相对于现有技术，具有如下技术效果：

1、利用高压成型设备形成高密度型煤，碳化炉快速将型煤在不被扰动的环境下加热到碳化温度，使均匀嵌布在型煤中的焦煤在一定温度下形成的胶质体充分的填充到颗粒之间，粘结剂保证型煤在高温碳化环境下密度不变，形状不变，从而有利于胶质体充填到颗粒之间，形成致密的炭骨架，使型焦具备高强度同时由型煤碳化产生的煤气、热解产生的热解煤气作为加热气体。

2、高压成型设备形成的高密度型煤及粘结剂的固化保证，在高温碳化条件下焦煤析出的胶质体，充填到颗粒之间，一起形成了致密的炭骨架，冲破以往焦炭受煤种，粘结性等指标的影响，可以大量使用惰性炭料、不粘煤进行炼焦。

3、碳化后的高温型焦利用热解装置的高温物料和末煤、小粒煤快速混合并进行均质热解，同时利用热解煤气对小粒径煤进行中温热解，即利用了型焦与荒煤气的潜热又提高热解煤气和焦油的产率。

4、热解后的物料进一步冷却形成的高温废气通入烘干设备烘干型煤使用，热能量利用效率高。

本实用新型在可以大量使用焦末、半焦末、不粘煤进行炼焦的同时，又充分的利用料碳化后型焦的显热实现末煤全粒径热解，既节约了能耗，又可减少稀缺焦煤资源的利用，又可使廉价的末煤进行热解提取煤气和焦油后供型焦使用。

附图说明

图1为本实用新型型焦耦合末煤热解系统的结构示意图。

图中：

100、洗选设备，110、焦煤，120、不粘煤；

200、高压成型设备，210、焦末、兰炭末，220、焦煤，230，粘结剂，201、型煤；

300、烘干装置，301烘干后型煤，302、废气；

400、碳化炉，401、高温型焦，402、高温废气；

500、热载体联合热解装置，510、末煤，520、小粒煤，530、末煤仓，540、小粒煤热解过滤装置，501、热型焦、热半焦末、热半焦粒，541、荒煤气，542、预热解小粒煤；

600、冷却装置，601、型焦、半焦混合物，602、热废气；

700、筛分设备，710、型焦产品，720、半焦末，730、半焦粒；

800、冷凝回收装置，810、煤气风机，801、煤气，811、循环煤气；

900、除尘器，910、废气循环风机，901废气，902、除尘灰，903、多余废气， 911、循环废气。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1所示，本实用新型冶金还原耦合型焦碳化共末煤热解系统包括：洗选设备100、高压成型设备200、烘干装置300、碳化炉400、热载体联合热解装置500、冷却装置600、筛分设备700、冷凝回收装置800、除尘器900。

所述洗选设备100设有四个出料口，第一出料口210及第二出料口220与高压成型设备200的入料口相连，第三出料口510与末煤仓530的入料口相连，第四出料口520与小粒煤热解过滤装置540的入料口相连。

所述烘干装置300第一入料口与高压成型设备200出料口相连，第二入口与碳化炉400的高温废气口相连，第三入口与冷却装置600的热废气出口相连；烘干装置300的出口一路进入碳化炉400的入料口，另一路出口与除尘器900的入口相连。

所述热载体联合热解装置500入口，一路与碳化炉400的出料口相连，另一路与末煤仓530出料口相连，第三路与小粒煤热解装置540的出口相连；出料口与冷却装置600的进料口相连。

所述筛分设备700的出口输出型焦成品710、半焦末720及半焦粒730；

所述冷凝回收装置800的入气口与小粒煤热解过滤装置540的荒煤气出口相连，冷凝回收装置800的出口经过煤气风机810与碳化炉400的煤气入口相连。

所述除尘器900产生的除尘灰出料口与高压成型设备的原料口210处相连；除尘器900出口一路与大气相连将一部分废气排入大气，另一路经废气循环风机910 与冷却装置600的进气口相连。

下面对本实用新型的工作原理进行说明：

煤原料包括焦煤110和不粘煤120，通过洗选设备100将原料分成焦末、兰炭末210，焦煤220，末煤510和小粒煤520，将焦末、兰炭末、焦煤及从除尘器900 返回的除尘灰902辅以粘结剂230，混合破碎到3mm后，在高压成型设备200内制成型煤201。

型煤201成型后进入烘干装置300。烘干装置的热源由碳化炉产生的高温废气 402及冷却装置产生的热废气602组成，烘干装置产生的废气302进入除尘器900 进行除尘。

烘干后的型煤301进入碳化炉400进行高温碳化。由热解装置产生的循环煤气 811与空气混合后作为碳化炉的主燃烧气源。

碳化炉产生的高温型焦401进入热载体联合热解装置500。由末煤510、末煤仓530，小粒煤520、小粒煤热解过滤装置540组成两路待热解物料，与碳化炉送入的高温型焦在热载体联合热解装置内充分混合热解并均质热闷碳化，在热解过程中产生大量的荒煤气，荒煤气再经过小粒煤热解过滤装置的过程中，对小粒煤进行初步热解，并过滤冷却荒煤气541。

热载体联合热解装置热解产生的混合热物料501进入冷却装置600进行冷却。由除尘器900引入的部分循环废气911进入冷却装置参与冷却热物料及均压密封，防止热载体联合热解装置的部分荒煤气进入冷却装置。

冷却后的混合物料601进入筛分设备700。经过筛分分级后输出三种成品：型焦成品710、半焦末720和半焦粒730。

由小粒煤热解过滤装置输出的荒煤气541进入冷凝回收装置800。进行冷凝回收后输出煤气801，经过煤气风机810加压，输出循环煤气811至碳化炉。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种型焦耦合末煤热解系统，其特征在于，包括：

洗选设备、高压成型设备、烘干装置、碳化炉、热载体联合热解装置、冷却装置和筛分设备；

所述洗选设备的第一出料口和第二出料口与高压成型设备的第一入料口和第二入料口相连，洗选设备的第三出料口与末煤仓的入料口相连，洗选设备的第四出料口与小粒煤热解过滤装置的入料口相连；

所述高压成型设备开设有第三入料口，该第三入料口用于加入粘结剂，并在高压成型设备中与原料按比例充分混合；

所述烘干装置的入料口与高压成型设备的出料口相连，烘干装置的第一热源入口与碳化炉的高温废气口相连，烘干装置的第二热源入口与冷却装置的热废气出口相连，烘干装置的出料口与碳化炉的入料口相连；

所述热载体联合热解装置的第一入料口与碳化炉的出料口相连，热载体联合热解装置的第二入料口与末煤仓出料口相连，热载体联合热解装置的第三入料口与小粒煤热解装置的出料口相连，热载体联合热解装置的出料口与冷却装置的进料口相连，热载体联合热解装置出气口与小粒煤热解装置进气口相连；

所述冷却装置的出料口与筛分设备的进料口相连，所述筛分设备的出料口输出型焦产品、半焦末及半焦粒。

2.根据权利要求1所述型焦耦合末煤热解系统，其特征在于，还包括冷凝回收装置，该冷凝回收装置的入气口与小粒煤热解过滤装置的荒煤气出口相连，冷凝回收装置的出气口经过煤气风机与碳化炉的煤气入口相连。

3.根据权利要求1所述型焦耦合末煤热解系统，其特征在于，还包括除尘器，该除尘器的入口与烘干装置的出气口相连，除尘器的除尘灰出料口与高压成型设备的入料口相连，除尘器的第一出气口与大气相连将一部分废气排入大气，除尘器的第二出气口经废气循环风机与冷却装置的进气口相连。