[發明專利]利用自返料回轉爐對煤進行固體熱載體熱解的方法

無效

• 申請號: 201110314980.9
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102417822A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 何建祥;劉明會;謝小兵;魏超;楊揚;王占國;王思遠
• 申請（專利權）人: 西安三瑞實業有限公司
• 主分類號: C10B49/16
• 分類號: C10B49/16;C10B53/02;C10B53/04;C10B53/06;C10B57/10;C10B57/00;C10K1/06;C10K1/02;C10K1/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

技術領域

本發明涉及利用自返料回轉爐對煤進行固體熱載體熱解的工業方法，具體的說是通過加熱干餾使原料熱分解生成固體、液體或氣體產物的方法。

背景技術

固體物料的熱解是指在隔絕空氣的條件下，物料受熱分解為固體熱解產物和氣態產物的過程。根據加熱終溫的不同，熱解可分為低溫熱解(500℃～600℃)、中溫熱解(700℃～900℃)和高溫熱解(900℃～1100℃)。

固體物料的熱解技術可應用于低變質煤、油頁巖和其它固體物料的干餾提質，城市垃圾的無害化處理，以及無機化工產品的制備領域。

熱解技術目前廣泛應用于煤的綜合利用領域，煤的低溫熱解技術僅是一個熱加工過程，常壓生產，不用氧氣，也不用加氫，即可制得煤氣和焦油。由于煤的低溫熱解比煤的氣化和液化工藝簡單，加工條件溫和，所以建設投資少，生產成本低。

國家能源政策要求能源供應實現多樣化，除大力開拓國內外石油的多渠道供應以外，利用我國豐富的煤炭資源，采用煤熱解技術生產油品和石油替代產品是我國能源政策的重要組成部分，也是保證我國能源和國家安全的重要措施。

為了減少對進口石油的依賴，我國正在實施多元化能源戰略。發展煤制油是實施國家能源多元化戰略的對策之一。其中，煤熱解提油技術方法相對簡單、投資較少，具有一定競爭力，符合國家能源政策、產業政策的要求。

熱載體熱解是借助熱載體把熱量直接傳遞給煤料，受熱后的煤發生熱解反應，根據熱載體的不同分為氣體熱載體熱解工藝和固體熱載體熱解工藝。固體熱載體熱解工藝是利用高溫半焦或其他的高溫固體物料與煤在熱解室內混合，利用熱載體的顯熱將煤熱解，與氣體熱載體熱解工藝相比，固體熱載體熱解避免了煤熱解析出的揮發產物被煙氣稀釋，同時降低了冷卻系統的負荷。由于升溫迅速，焦油發生二次裂解較少，能大幅提高產油率。

發明內容

本發明的目的是提供利用自返料回轉爐對煤進行固體熱載體熱解的方法，本發明延伸了固體物料尤其是低變質煤綜合利用的產業鏈，不僅解決了小粒度固體物料，尤其是低變質煤大量堆存的環境影響問題，而且能有效回收我國緊缺的戰略資源，可創造巨大的經濟效益。

本發明利用自返料回轉爐對煤進行固體熱載體熱解的生產方法包括下列步驟：

(1)原料送至原料料倉，對于需要干燥、預熱或預處理的物料，將原料計量后送至干燥、預熱或預處理器，經干燥脫水、預熱或預處理后送入干餾爐，對于不需要干燥、預熱或預處理的物料計量后直接送入干餾爐；干燥在80～350℃的溫度范圍內進行；

(2)送入干餾爐的物料與一定比例來自返料裝置的熱載體進行混合，溫度迅速提高至350～900℃，混合物料隨爐體轉動連續的向爐尾移動，如果需要進一步升高溫度則通過外部夾套循環載熱氣體對混合物料進行進一步加熱分解，并持續反應10～180min，熱裂解得到固體熱解產物和熱解氣體，回轉反應爐內維持微正壓或微負壓，壓力值控制在-500～500mmH₂O；干餾后混合物料中的熱載體與固體熱解產物在爐尾分離后通過設置在爐體內部或爐體外部的自返料裝置按一定比例返回加料端與原料進行混合給熱，或將一定比例的固體熱解產物返回加料端，在熱載體返回過程中對其進行保溫或升溫。

(3)固體熱解產物從干餾爐尾排出爐體，經過冷卻設備或自然冷卻至50～120℃，送入下一工序或包裝為成品。

(4)反應生成的熱解氣體送入尾氣處理工序分離回收其中的組分。

可處理的原料是煤、油頁巖、木材和其它與煤組分類似的固體物質或其混合物，對原料煤種類、產地、品質沒有限制，可以為單種煤也可以為幾種煤的混配，原料的粒度可以為0～50mm，優選的為0～20mm，更優選的為0～10mm。

步驟(1)中反應所需溫度可采用內熱式、外熱式或內外熱相結合的加熱方式；爐內保持一定微正壓或微負壓；干燥、預熱或預處理器可以是盤架式、間歇式、洞道式、回轉式、氣流式、噴霧式、滾筒式、沸騰床式和其它任何具備干燥、預熱或預處理功能的反應器。

步驟(2)中的自返料裝置可以是內部返料型式，也可以是外部返料形式；可通過設置在爐體內部的返料螺旋實現，也可通過設置在爐體外壁的螺旋管或螺旋板實現，能實現爐體出料端的物料隨爐體轉動自動返回加料部位。所使用的熱載體可以是熱解后的物料，也可以是沙石、瓷球和其它惰性物質，也可以是催化劑；熱載體的升溫或保溫所需熱量可通過外部夾套循環載熱氣體提供或熱載體的部分燃燒提供或由其它載熱介質直接接觸提供；熱載體的升溫可在返料過程的任何部位進行。