[發明專利]一種低階粉煤分級轉化與熱電聯產項目結合的方法

有效

• 申請號: 201210181304.3
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102766474A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 李愛蓉;吳道洪;王其成
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10J3/46;F01K17/06
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及煤化工技術領域，具體涉及一種低階粉煤分級轉化與熱電聯產項目相結合的方法。

背景技術

我國在面臨不可再生優質煤炭資源短缺的同時，還面臨隨著煤炭開采機械化程度的提高，各大煤炭產地的大量廉價粉煤資源無法利用。同時，熱電廠里經蒸汽輪機做功后的低壓蒸氣具有很高熱值但不能用于發電，蒸氣余熱得不到合理利用。以低階粉煤、低品位蒸氣為代表的低品位能源的高效利用是擺在全世界能源專家面前的一項技術難題。

煤的分級轉化是煤炭資源高效、潔凈利用的重要途徑之一。煤的干燥是煤分級轉化利用的前提條件。近年來過熱蒸氣干燥是煤干燥技術領域研究的熱點，該技術是利用過熱蒸氣作熱載體來實現對高水分煤的深度干燥。而煤的低溫干餾是煤分級轉化利用的關鍵步驟，在煤氣化、液化、焦化和燃燒過程中都會經過或發生。煤的氣化是煤在氣化劑作用下斷裂生成CO，H₂和C₁-C₃等烴類小分子化合物的過程，是潔凈煤技術領域的關鍵性技術。

但現有煤炭轉化技術還存在許多問題：能耗高，效率低，且大多數技術只適用于塊煤、優質煤，而不適合于粉煤。如氣流內熱式干餾爐要求原煤塊度在20～80mm之間，但塊煤的導熱性差，煤塊越大，煤受熱越不均勻，熱解時間越長，焦油產率越低；陜西煤業化工集團王守峰等人開發的“塊煤干餾中低溫煤焦油制取輕質化燃料的方法”（CN201010230968.5）中也要求，煤塊的粒徑必須大于20mm。常見的低階粉煤（如：褐煤）普遍存在水分含量高，活性高，粒徑小等特點，難于用傳統技術進行處理，因而目前市場上積壓庫存了大量低廉的劣質粉煤。在西北化工研究院賀根良等人開發的“一種低煤化度粉煤熱解方法及采用該方法所得到的產品”（CN201010215349.9）中，用立式外加熱式熱解爐進行粉煤熱解，粉煤在熱解爐內間接加熱，存在傳熱速率和綜合熱效率低的問題。由此可見，開發新的粉煤轉化方法和技術來降低能耗成本，提高粉煤的利用率，是現階段煤化工領域迫切需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的部分不足，提供一種低階粉煤分級轉化綜合利用與熱電聯產項目相結合的方法。這種新的煤炭轉化技術可有效地利用熱電廠蒸汽輪機做功后的低品位蒸氣，將低階粉煤的流化床過熱蒸氣干燥、干餾以及半焦氣化整合在一起。在提取低階粉煤中液態芳環結構的同時，可獲得高熱值煤氣，并實現了低品位蒸氣余熱的回收利用。該方法不僅可以充分利用低品位蒸氣余熱，提高熱電廠的熱電比和能量利用率，還可使低階粉煤中的有效成分得到最大限度提取，降低煤轉化過程中的能耗成本，對粉煤資源的有效轉化具有重要的現實意義。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低階粉煤分級轉化與熱電聯產項目相結合的方法包括以下步驟：

(1)在蒸氣流化床干燥爐內用熱電廠汽輪機做功后的低品位蒸氣作流化介質和熱載體進行高水分粉煤的干燥，干燥至水分含量<5%；

(2)將干燥后的粉煤送入內加熱式流化床干餾爐進行低溫干餾并提取粉煤中的液體燃料和高附加值有機化工原料，在該步驟中開始初期用過熱蒸氣作粉煤干餾的流化介質，當產生足夠多的干餾氣后，用除塵后的干餾氣作流化介質；

(3)將一部分半焦送至燃煤發電鍋爐燃燒發電，另一部分半焦送至半焦氣化爐進行低壓氣化生產水煤氣，用低品位蒸氣和富氧作氣化劑。

原煤在干燥前可破碎篩分成粒徑在0.1-6mm的顆粒，將原煤破碎到一定粒徑范圍可以避免煤顆粒在深度干燥過程中產生更多的細灰顆粒，以減輕后續工段的分離負擔，降低能耗，簡化工藝。

粉煤干燥工藝中，維持蒸氣溫度為120-300℃，密相區過熱蒸氣流化速度為2-6m/s，稀相區過熱蒸氣流化速度<2m/s，干燥時間5-30分鐘，干燥至水分含量<5%。

干燥后的粉煤可在內加熱式流化床干餾爐內進行低溫干餾，壓力為0-1.0Mpa，溫度為400-700℃，密相區流化速度為2-8m/s，稀相區流化速度<3m/s，干餾時間：5～30分鐘，干餾爐內氧濃度<2vol%。

其中內加熱式流化床干餾爐可以通過高溫空氣燃燒技術—蓄熱式輻射管燃燒器提供熱量。

低溫干餾工藝中，用溫度120～300℃的過熱蒸氣作粉煤干餾初期的流化介質，當產生足夠多的干餾氣后，用經一級、二級高溫旋風除塵器除塵后的干餾氣作流化介質，干餾氣由高溫油氣循環風機返回至干餾爐。剩余干餾氣進入油氣分離單元，分離出重油、苯、酚、萘等高附加值有機化合物。