[發明專利]一種氣體熱載體低溫干餾爐及干熄焦方法

有效

• 申請號: 201110424811.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102424757A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 曹振海
• 申請（專利權）人: 北京德天御投資管理有限責任公司
• 主分類號: C10B49/02
• 分類號: C10B49/02;C10B39/02;C10B43/04
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種用于小顆粒低變質程度固體燃料的氣體熱載體低溫干餾爐及干熄焦方法，屬于煤化工領域。主要用于處理40mm以下小顆粒固體燃料或熱穩定性較差的固體燃料(例如褐煤等)，通過低溫干餾生產低溫焦油、煤氣和半焦。本發明也可用于固體物料的干燥。

背景技術

氣體熱載體干餾技術起源于十九世紀末，由歐洲人發明，至二十世紀發展至頂峰，最具代表性的是德國的魯奇三段爐，即干餾爐分為三個部分：干燥段、干餾段、冷卻段。其使用的原料為40mm左右粒徑的褐煤型煤。

常規的氣體熱載體低溫干餾使用原料要求使用塊狀原料，原料粒度要求在20-120mm范圍內，原料要求有一定的熱穩定性，即要求原料在熱狀態下不會大部分破碎成小顆粒狀態，一般在加熱至500℃以上時原料70％以上保持在20mm以上顆粒狀態。對于使用熱穩定狀態差的原料，在進入熱加工前要先破碎再加工成型煤才可使用。

干燥及干餾的熱載體來源主要是自產煤氣燃燒后的熱煙氣與廢煙氣或煤氣混合調溫后的氣體，干燥熱載體氣體主要溫度在300℃左右，干餾熱載體氣體溫度在700℃左右，產品的冷卻一般采用不含氧的氣體直接冷卻和水夾套間接冷卻組合的方式。

現在國內氣體熱載體低溫干餾工藝主要代表爐型是以陜西神木一帶廣泛應用的大空腔立式低溫干餾爐型，其主要用來處理當地出產的不粘結性或弱粘結性長焰煤，該產業形成已經有三十余年歷史，其原料必須使用20-120mm塊煤，原料的熱穩定性要比較高，且由于爐型結構無法使單體爐生產能力進一步大型化，現有最大能力約為7.5萬噸/年。為簡化冷卻工藝及解決氣體泄漏等問題，該工藝采用水熄焦技術，即成品半焦通過推焦裝置直接落入水中，在用機械裝置將焦從水中撈出，通過加熱烘干是水分降低至要求程度。熄焦水槽同時也是一個密封裝置，保證爐內氣體不會外泄。

隨著機械化采煤不斷的普及，塊煤的產量逐年減少，原料采購的競爭逐漸加劇。另外隨著我國蒙東地區褐煤資源的開發，我國煤炭產能中長焰煤、褐煤等熱穩定差的煤種產量逐漸增大，這些低階煤的低溫干餾應用也已經提上日程，能適應于小顆粒(主要指＜20mm以下)原料或熱穩定性差原料的低溫干餾爐型已有多家公司在開發。

原料的粒度直接影響爐子操作的難度，粒徑大透氣性好，發生氣體偏析的可能性小，氣體穿過料層的高度可以做到較高，一般在4m左右，小顆粒原料應用使得氣體阻力增大，易發生氣體流動短路，使原料加熱不均勻，如果原料粒度較小或在加熱過程中原料破碎嚴重，將導致操作壓力急劇增加，影響爐子操作的穩定性。

發明內容

本發明的目的是解決工藝所用原料為小顆粒原料或熱穩定性差的原料時帶來的技術性難題，以基本單元串并聯方式可以使單體爐生產能力放大至20萬噸/臺·年以上，本發明一種氣體熱載體低溫干餾爐及干熄焦方法，通過爐型內部結構的優化實現了氣體短通道、低阻力、爐內自除塵、利用自產煤氣冷卻產品，提高了整個系統的熱利用效率。

為實現本發明的目的，一種氣體熱載體低溫干餾爐干熄焦方法，含有以下步驟：

在磚墻開孔使熱載體氣體在爐內橫向流動穿過料層，原料的運動方向為由上至下，實現氣體與固體原料的錯流運動；

與原料換熱后的氣體通過集氣花墻磚墻的開孔導出爐外，被加熱后的原料向下流動進入冷卻段；

與下方通過冷卻氣花墻孔噴出的冷氣體換熱完成冷卻后排除爐外；

換熱后的氣體與煤氣燃燒產生的熱煙氣混合至適于操作的溫度作為熱載體，上升并通過送氣磚墻上開孔橫向穿過料層完成上段物料的加熱過程，與物料被加熱后分解產生的物質經集氣花墻共同導出爐外，

由于加熱原料后氣體導出爐外的流動方向與氣體噴出方向交叉，且導出通道容積較大，氣流速度小，被氣流帶出的粉塵在其中自然沉降，粉塵隨加熱后的成品一同排出爐外，從而實現自除塵；

氣體穿過料層的厚度可以由送氣與集氣花墻墻的距離決定，根據加熱最終溫度和所需時間調整開孔磚墻高度，由此來實現氣體的短通道和低阻力操作。

本發明一種用于小顆粒低變質程度固體燃料的氣體熱載體低溫干餾爐，爐內有多道多層開孔的送氣花墻和多層開孔的集氣花墻，使氣體在爐內橫向流動，在集氣花墻室的側壁開孔使氣體導出爐外。

爐內結構分為氣體分布花墻、物料隔離墻、冷卻氣體分布花墻等。

花墻的支撐采用拱形結構或耐火混凝土梁等結構形式支撐。

爐內墻體結構可以采用異形耐火磚砌筑或采用耐火混凝土預制件等形式使之成型，亦可使用耐溫金屬材料制作成型。