CN219752237U - 一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，包括煤粉预成型热解系统和费托合成系统，所述煤粉预成型热解系统包括煤粉预成型装置，所述煤粉预成型装置的输入端分别设有煤粉入口a、融合剂入口b和焦油渣入口c，与所述煤粉预成型装置出口连接有外燃内热立式热解炉，与所述焦油渣入口c的连接有焦油提纯装置，所述焦油提纯装置连接有焦油储罐，所述外燃内热立式热解炉与所述焦油提纯装置之间连接有油气分离装置，所述外燃内热立式热解炉输出端连接有清洁型碳库，所述油气分离装置的下游输出端连接有煤气冷却装置。本实用新型综合利用率高，经济效益高，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工和能源利用技术领域，具体为一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统。
背景技术
近年来，随着我国经济不断发展，也面临着越来越大的能源需求。研究我国的能源结构不难发现，煤炭不但是其核心构成，还是现阶段不可或缺的能源材料。从长远发展来看，可以预见到，煤炭仍将在中国能源总消费量中占据很大比例。在可预见的时期内，我国每年煤炭的消费量还将维持在30亿-40亿吨。煤炭由于其安全、经济的使用特点，加之其价格约为石油的10％，为天然气价格的30％，对外依存度低，具有重要的能源战略地位。
煤炭转化可以实现煤炭的清洁高效低碳利用。煤直接液化与煤制天然气的能效分别达58％、60％；煤炭转化产生的CO2浓度高，利用CO2的捕集及无害化处理；煤化工过程中，煤中硫转变成硫磺，可得到资源化利用；煤制烯烃等化学品可将碳固定在产品中，从而实现进一步减碳。
目前，煤炭清洁利用已取得重大进展，但现实的煤炭清洁推广利用中仍面临着诸多重大科学和技术问题。当前，针对煤炭清洁转化过程调控机理、煤化工催化特性、关键反应设备设计及优化、系统耦合与集成技术、煤清洁污染物控制等仍是煤炭高效利用需解决的重大课题。基于此，煤炭清洁高效利用将重点在煤制液体燃料及化工品、煤炭气化、煤炭高效燃烧和污染物控制及碳减排等多个方向进行攻关。综上所述，煤炭高效利用是复杂的系统工程，探索可满足煤炭高效、清洁利用的工程技术手段，仍是今后满足能源战略需求的重点工作，这对于维护我国能源安全、实现“双碳”目标具有重要意义。所以就需要一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统。
本实用新型是这样实现的：
一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，包括煤粉预成型热解系统和费托合成系统，所述煤粉预成型热解系统包括煤粉预成型装置，所述煤粉预成型装置的输入端分别设有煤粉入口a、融合剂入口b和焦油渣入口c，与所述煤粉预成型装置出口连接有外燃内热立式热解炉，与所述焦油渣入口c的连接有焦油提纯装置，所述焦油提纯装置连接有焦油储罐，所述外燃内热立式热解炉与所述焦油提纯装置之间连接有油气分离装置，所述外燃内热立式热解炉输出端连接有清洁型碳库，所述油气分离装置的下游输出端连接有煤气冷却装置；
所述费托合成系统包括煤气净化装置，所述煤气净化装置设有硫化氢出口和二氧化碳出口，所述煤气净化装置上游分别与煤气冷却装置和外燃内热立式热解炉连接，所述煤气净化装置连接有F-T合成反应器，所述F-T合成反应器的输出端连接有废气处理装置和产品回收分离装置，所述产品回收分离装置的下游输出端连接有蒸汽重整装置，所述蒸汽重整装置与所述煤气净化装置的输入端连接，所述产品回收分离装置连接有产品精制改质装置，所述产品精制改质装置连接有化学产品储罐，化学产品储罐包括但不限于汽油储罐、柴油储罐、煤油储罐、燃料油储罐、液化石油气储罐或乙烯储罐。
所述煤气冷却装置连接有余能利用系统，所述余能利用系统包括与所述煤气冷却装置的输出端连接的燃烧器，所述燃烧器连接有余能余热利用锅炉，所述余能余热利用锅炉的输出端与所述废气处理装置连接，适用于余能余热利用锅炉的输出端还连接有汽轮机，所述汽轮机连接有发电机，所述发电机连接有开关站，所述开关站接入电网。
进一步，经煤气冷却装置出口获得的干熄焦煤气进入煤气净化装置后，分流气体进入燃烧器，经燃烧后进入余能余热利用锅炉，经F-T合成反应器烟气出口的烟气经烟气入口aa进入余热余能利用锅炉，所述余热余能利用锅炉烟气出口ab连接废气处理装置。所述余热余能利用锅炉蒸汽出口z连接汽轮机进口y，所述汽轮机带动发电机发电，所述发电机连接开关站，所述开关站连接电网。所述汽轮机排汽出口x的蒸汽可直接用来供热。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型整个热解仅消耗部分自产煤气，副产品还有轻质煤焦油和高热值煤气，能源利用率高。主产清洁型碳，副产轻质煤焦油和高热值煤气，出产量高。清洁型碳、轻质煤焦油可直接销售，而高热值煤气可耦合生产油品、乙烯及其它化工产品,还可再与余能发电结合实现发电、供热，经济效益明显提高，本实用新型综合利用率高，经济效益高，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的第一种实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的第二种实施例的结构示意图；
其中，1.煤粉预成型装置，2.焦油提纯装置，3.焦油储罐，4.油气分离装置，5.煤气冷却装置，6.外燃内热立式热解炉，7.清洁型碳库，8.开关站，9.电网，10.发电机，11.汽轮机，12.燃烧器，13.余能余热利用锅炉，14.废气处理装置，15.煤气净化装置，16.蒸汽重整装置，17.F-T合成反应器，18.产品回收分离装置，19.产品精制改质装置，20.化学产品储罐。
图1中a-z，aa，ab为各模块进、出口编号。图2中各单元与图1具有相同的编号。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的第一种实施例，请参阅图1，一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，包括煤粉预成型热解系统和费托合成系统，所述煤粉预成型热解系统包括煤粉预成型装置1，所述煤粉预成型装置1的输入端分别设有煤粉入口a、融合剂入口b和焦油渣入口c，与所述煤粉预成型装置1出口连接有外燃内热立式热解炉6，与所述焦油渣入口c的连接有焦油提纯装置2，所述焦油提纯装置2连接有焦油储罐36，所述外燃内热立式热解炉与所述焦油提纯装置2之间连接有油气分离装置4，所述外燃内热立式热解炉6输出端连接有清洁型碳库7，所述油气分离装置4的下游输出端连接有煤气冷却装置5；
所述费托合成系统包括煤气净化装置15，所述煤气净化装置15设有硫化氢出口和二氧化碳出口，所述煤气净化装置上游分别与煤气冷却装置和外燃内热立式热解炉连接，所述煤气净化装置15连接有F-T合成反应器17，所述F-T合成反应器17的输出端连接有废气处理装置和产品回收分离装置18，所述产品回收分离装置18的下游输出端连接有蒸汽重整装置16，所述蒸汽重整装置16与所述煤气净化装置15的输入端连接，所述产品回收分离装置18连接有产品精制改质装置19，所述产品精制改质装置19连接有化学产品储罐20，化学产品储罐20包括但不限于汽油储罐、柴油储罐、煤油储罐、燃料油储罐、液化石油气储罐或乙烯储罐。工艺创新性的采用低阶粉煤、焦煤、复合融合剂等为原料，可显著减少焦煤用量，从顶部进入立式布置的外燃内热式热解炉，靠自身重力缓慢可控地经过预热、热解、闷烧和冷却等流程，产出清洁型碳的工艺流程。整个热解工艺仅消耗部分自产煤气，故副产品还有轻质煤焦油和高热值煤气。
本实用新型的第二种实施例，包含第一种实施例的全部技术特征，请参阅图2，所述煤气冷却装置5连接有余能利用系统，所述余能利用系统包括与所述煤气冷却装置5的输出端连接的燃烧器12，所述燃烧器12连接有余能余热利用锅炉13，所述余能余热利用锅炉13的输出端与所述废气处理装置14连接，适用于余能余热利用锅炉的输出端还连接有汽轮机，所述汽轮机连接有发电机，所述发电机连接有开关站，所述开关站接入电网。
本实施例中，经煤气冷却装置出口获得的干熄焦煤气进入煤气净化装置后，分流气体进入燃烧器，经燃烧后进入余能余热利用锅炉，经F-T合成反应器烟气出口的烟气经烟气入口aa进入余热余能利用锅炉，所述余热余能利用锅炉烟气出口ab连接废气处理装置。所述余热余能利用锅炉蒸汽出口z连接汽轮机进口y，所述汽轮机带动发电机发电，所述发电机连接开关站，所述开关站连接电网。所述汽轮机排汽出口x的蒸汽可直接用来供热。
余能发电主要由余能利用锅炉、汽轮机、发电机组成。其中余能利用锅炉可是燃气锅炉、或带燃气补燃的余热锅炉，汽轮机的型式可是背压式、抽汽背压式、抽汽凝汽式、以及抽凝背式，发电机可是同步发电机、也可是异步发电机。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，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 (3)
1.一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，其特征在于：包括煤粉预成型热解系统和费托合成系统，所述煤粉预成型热解系统包括煤粉预成型装置(1)，所述煤粉预成型装置(1)的输入端分别设有煤粉入口(a)、融合剂入口(b)和焦油渣入口(c)，与所述煤粉预成型装置出口连接有外燃内热立式热解炉(6)，与所述焦油渣入口(c)的连接有焦油提纯装置(2)，所述焦油提纯装置(2)连接有焦油储罐(3)，所述外燃内热立式热解炉(6)与所述焦油提纯装置(2)之间连接有油气分离装置(4)，所述外燃内热立式热解炉(6)输出端连接有清洁型碳库(7)，所述油气分离装置的下游输出端连接有煤气冷却装置(5)；
所述费托合成系统包括煤气净化装置(15)，所述煤气净化装置上游分别与煤气冷却装置(5)和外燃内热立式热解炉(6)连接，所述煤气净化装置(15)连接有F-T合成反应器(17)，所述F-T合成反应器(17)的输出端连接有废气处理装置(14)和产品回收分离装置(18)，所述产品回收分离装置(18)的下游输出端连接有蒸汽重整装置(16)，所述蒸汽重整装置(16)与所述煤气净化装置(15)的输入端连接，所述产品回收分离装置(18)连接有产品精制改质装置(19)，所述产品精制改质装置(19)连接有化学产品储罐(20)。
2.根据权利要求1所述的一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，其特征在于，所述煤气净化装置(15)设有硫化氢出口(m)和二氧化碳出口(n)。
3.根据权利要求1所述的一种基于煤粉预成型热解的煤炭分级分质利用系统，其特征在于，化学产品储罐(20)包括但不限于汽油储罐、柴油储罐、煤油储罐、燃料油储罐、液化石油气储罐或乙烯储罐。
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| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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