[發(fā)明專利]一種導(dǎo)引式氣提強(qiáng)化油汽加速導(dǎo)出的煤固體熱載體熱解方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210059029.8
• 申請(qǐng)日: 2012-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN102786966A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秋民;劉家強(qiáng);楊占彪;匡國柱;賈可;王樹寬;胡浩權(quán);于才淵;關(guān)珺;何德民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué);中國化學(xué)工程股份有限公司;神木富油能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C10B49/18
• 分類號(hào): C10B49/18
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所 21208
• 代理人: 徐淑東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煤熱解生產(chǎn)半焦、煤焦油和煤氣過程中的固體熱載體熱解方法。

背景技術(shù)

煤炭作為一種化石能源資源，其潔凈、高效、綜合轉(zhuǎn)化利用是未來的發(fā)展方向。以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)或梯級(jí)（分質(zhì)）利用，符合潔凈、高效、綜合轉(zhuǎn)化利用原則，受到研究開發(fā)者的關(guān)注，作為其主要過程單元的煤熱解則受到更多關(guān)注。在煤熱解工藝中，固體熱載體法熱解是其重要方法之一。在煤固體熱載體法熱解生產(chǎn)半焦、煤焦油和煤氣過程中，采用移動(dòng)床反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)煤熱解過程是相對(duì)簡(jiǎn)單的方式，但由于固體熱載體法熱解工藝處理的是粉粒狀煤，隨著反應(yīng)器處理量的增加，特別是達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模后，移動(dòng)床反應(yīng)器煤熱解反應(yīng)物料床層高度增加，煤熱解反應(yīng)產(chǎn)生的油汽（指氣態(tài)煤焦油）導(dǎo)出阻力增加,?油汽聚合反應(yīng)和二次裂解反應(yīng)加劇，煤熱解焦油收率隨之降低。本發(fā)明一種導(dǎo)引式氣提強(qiáng)化油汽加速導(dǎo)出的煤固體熱載體熱解方法及系統(tǒng)能夠以相對(duì)簡(jiǎn)單的移動(dòng)床反應(yīng)器方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的煤固體熱載體熱解高焦油收率目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種導(dǎo)引式氣提強(qiáng)化油汽加速導(dǎo)出的煤固體熱載體熱解方法及系統(tǒng)，達(dá)到煤固體熱載體法熱解生產(chǎn)半焦、煤焦油和煤氣過程中物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布均勻，油汽加速導(dǎo)出，有效減少油汽聚合反應(yīng)和二次裂解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模下煤固體熱載體法熱解高焦油收率目標(biāo)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)采用的技術(shù)方案是：一種導(dǎo)引式氣提強(qiáng)化油汽加速導(dǎo)出的煤固體熱載體熱解方法，具體步驟是：

（1）將干燥后的粉粒狀煤與熱載體（高溫半焦，煤熱解生成的半焦進(jìn)一步加熱升溫得到）按比例導(dǎo)入無轉(zhuǎn)動(dòng)器件的混合裝置（一種靜態(tài)混合器），粉粒體（粉粒狀煤與熱載體）依靠重力在靜態(tài)混合器內(nèi)流動(dòng)，靜態(tài)混合元件對(duì)流動(dòng)的粉粒體進(jìn)行分割、導(dǎo)流和再混合作用，使粉粒體混合均勻；

（2）將混合均勻的粉粒體由移動(dòng)床反應(yīng)器頂部導(dǎo)入移動(dòng)床反應(yīng)器進(jìn)行煤熱解反應(yīng)；移動(dòng)床反應(yīng)器反應(yīng)段下部同時(shí)導(dǎo)入經(jīng)過預(yù)熱的氣提氣(即氣提介質(zhì))；氣提氣通過氣提氣導(dǎo)入分布器，導(dǎo)入熱解反應(yīng)物料床層；煤熱解反應(yīng)生成的熱解氣（也稱荒煤氣，主要為煤焦油和煤氣，還含有水蒸氣和少量雜質(zhì)）被熱解氣引出集氣器（與氣提氣導(dǎo)入分布器縱向交匯布置在熱解反應(yīng)物料床層內(nèi)）引出進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器上部集氣空間，通過熱解氣出口引出反應(yīng)器，即氣提氣導(dǎo)入熱解反應(yīng)物料床層的同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤熱解反應(yīng)生成的熱解氣從熱解反應(yīng)物料床層加速引出。

（3）產(chǎn)物熱解氣由移動(dòng)床反應(yīng)器的上部引出，進(jìn)入焦油回收與煤氣凈化系統(tǒng)回收焦油凈化煤氣；凈化后的煤氣一部分作為產(chǎn)品輸出，另一部分作為氣提氣導(dǎo)入熱解反應(yīng)器。

（4）產(chǎn)物半焦由移動(dòng)床反應(yīng)器出料段底部排出，其中一部分半焦作為產(chǎn)品輸出，另一部分半焦進(jìn)入加熱提升管加熱升溫后，作為熱載體（高溫半焦）再次與煤混合循環(huán)使用。

所述步驟（1）中的粉粒狀煤為粉粒狀煙煤或粉粒狀褐煤。所述干燥后的粉粒狀煤與熱載體混合質(zhì)量比為1：2～5，優(yōu)選干燥后的粉粒煤與熱載體混合質(zhì)量比1：2.5～4.0。

所述步驟（2）移動(dòng)床反應(yīng)器中熱解反應(yīng)條件：常壓，反應(yīng)溫度470～600℃，優(yōu)選500～550℃；反應(yīng)時(shí)間10～30min，優(yōu)選15～25min。

所述的氣提氣為：自產(chǎn)煤氣、氮?dú)狻⒄羝錃獾榷栊曰蚩扇夹詺怏w，優(yōu)選自產(chǎn)煤氣（即煤熱解生成熱解氣經(jīng)過回收焦油并凈化后的煤氣）。

所述的氣提氣用量(按每噸干煤計(jì))為：?25～150Nm³，優(yōu)選50～100?Nm³。

所述的氣提氣經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)，預(yù)熱后氣提氣溫度為熱解反應(yīng)溫度±50℃,優(yōu)選為熱解反應(yīng)溫度±25℃。氣提氣預(yù)熱采用自產(chǎn)高溫?zé)煔忾g接換熱方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明導(dǎo)引式氣提強(qiáng)化油汽加速導(dǎo)出的煤固體熱載體熱解系統(tǒng)，混合器底部直接連通移動(dòng)床反應(yīng)器，在移動(dòng)床反應(yīng)器反應(yīng)段設(shè)有氣提氣導(dǎo)入分布器和熱解氣引出集氣器，氣提氣由氣提氣導(dǎo)入分布器導(dǎo)入移動(dòng)床反應(yīng)器，并在料層中均勻分布，煤熱解反應(yīng)生成的熱解氣被熱解氣引出集氣器（與氣提氣導(dǎo)入分布器縱向交匯布置在熱解反應(yīng)物料床層內(nèi)）引出進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器上部集氣空間，經(jīng)過熱解氣出口進(jìn)入焦油回收與煤氣凈化系統(tǒng)，反應(yīng)器出料段底部半焦排出管分為產(chǎn)品半焦和熱載體循環(huán)用半焦兩路，熱載體循環(huán)用半焦連通加熱提升管，加熱提升管連通熱半焦儲(chǔ)槽；