[發(fā)明專利]一種載熱氣體用于煤的熱解裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210414152.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102911677A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永發(fā);陳磊;武云霞;唐健;丁曉闊;張?zhí)扉_;孫亞玲
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C10B15/00
• 分類號: C10B15/00;C10B47/00;C10B57/10;C10B57/02;C10B57/00;C10B31/00;C10B33/00;C10L3/08;C10L3/10;C07C9/04;C07C1/02
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤的熱解裝置，具體的說，是一種載熱氣體結(jié)構(gòu)構(gòu)成載熱氣體傳熱系統(tǒng)的煤熱解裝置。

背景技術(shù)

煤的熱解或干餾，是指煤在隔絕空氣的條件下，即缺氧條件，受熱分解生成荒煤氣、焦油、焦炭（或半焦）等產(chǎn)物的過程。低溫干餾技術(shù)較多地采用不粘煤、弱粘煤、長焰煤或褐煤等低階煤為原料進行熱解或干餾，而我國低階煤的儲量較大，約占煤炭儲量的42%以上，為低溫干餾技術(shù)提供豐富的原料。熱解或干餾爐是低溫干餾生產(chǎn)工藝中的主要設(shè)備。熱解或干餾爐按照供熱方式可分為內(nèi)熱式爐和外熱式爐。目前，國內(nèi)外低溫干餾技術(shù)較多地采用內(nèi)熱式供熱結(jié)構(gòu)，即用空氣與煤料燃燒放出的熱量或固體熱載體加熱煤料，如德國的魯奇三段爐、美國的LFC工藝、中國的多段回轉(zhuǎn)爐工藝、中國的煤炭拔頭工藝和煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)等，這些干餾技術(shù)不但會消耗大量的原料煤，而且荒煤氣與高溫氣體熱載體的混合使得氣體產(chǎn)物成分復(fù)雜，熱值低，含氫氣、甲烷較低，而且體積又大，增加了后續(xù)氣體分離凈化設(shè)備的負荷。而采用外熱式供熱的低溫干餾爐由于干餾室與傳熱室不相通，荒煤氣與燃燒煙氣不混合，保證了荒煤氣不被稀釋，提高了其純度和熱值，但是該爐傳熱強度低，結(jié)焦時間長，熱效率較低。

此外，針對我國目前煤炭行業(yè)存在的環(huán)境污染嚴(yán)重、煤炭利用率不高、能量利用不合理等問題，國家近幾年及未來大力提倡發(fā)展以煤熱解、煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù),?實現(xiàn)煤炭資源高效低污染利用。以煤熱解為基礎(chǔ)的聯(lián)產(chǎn)天然氣、合成氣技術(shù)是指熱解生成的高溫半焦送往甲烷化裝置與氫氣在高溫高壓的條件下反應(yīng)制得甲烷，或是高溫半焦送往氣化爐與氣化劑在高溫高壓的條件下反應(yīng)制的合成氣。甲烷化是一強放熱過程，聯(lián)產(chǎn)的甲烷氣壓力為4Mpa左右，溫度約700~800℃，這些氣體的顯熱和高品位的反應(yīng)熱通常以高壓蒸汽形式進行回收，裝置中大量低位熱能，則通過預(yù)熱除鹽水、預(yù)熱鍋爐給水和冷卻水等方式加以利用和排棄，對于耗水量巨大的煤制天然氣系統(tǒng)，如何合理利用甲烷化裝置的反應(yīng)熱和氣體顯熱，降低冷卻水用量，對于裝置的節(jié)能降耗和經(jīng)濟運行具有重要意義。上述聯(lián)產(chǎn)的壓力為2~6Mpa和溫度約900~1200℃的合成氣，通過直熱式廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽，爐氣被冷卻到190~230℃，降低了氣化反應(yīng)的熱效率。

因此，提供一種既能利用低階煤資源，又能利用熱解高溫半焦反應(yīng)制高溫高壓產(chǎn)品氣，而且生成的高溫高壓產(chǎn)品氣的熱量又能返回?zé)峤饷海茨芰恐苯雍侠砝茫寐矢叩妮d熱氣體的煤熱解裝置，已經(jīng)是一個實現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)鏈延伸和節(jié)能減排急需要解決的問題。

公開號為CN201010114129.7公開了“一種高溫合成氣顯熱回收裝置?”的發(fā)明專利。該發(fā)明裝置包括輻射鍋爐、合成氣導(dǎo)管和對流鍋爐，輻射鍋爐通過合成氣導(dǎo)管與對流鍋爐相連接。輻射鍋爐從外到內(nèi)依次為耐火襯里層、合成氣通道和輻射式蒸汽發(fā)生器，在輻射式蒸汽發(fā)生器下端依次設(shè)置有循環(huán)合成氣激冷室和渣池。對流鍋爐內(nèi)設(shè)置有若干2~6段對流式蒸汽發(fā)生器，每段蒸汽發(fā)生器設(shè)置2~8個吹灰器。該發(fā)明的顯熱回收裝置通過輻射式蒸汽發(fā)生器、氣體激冷室和對流式蒸汽發(fā)生器回收氣流床氣化爐高溫合成氣顯熱，產(chǎn)生中壓或高壓蒸汽，可使氣流床氣化效率提高10%~15%以上。該裝置運行可靠，節(jié)能顯著，可廣泛用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、甲醇和烯烴生產(chǎn)、合成氣直接還原煉鐵法生成海綿等領(lǐng)域。該裝置的不足之處在于：該顯熱回收裝置利用蒸汽發(fā)生器回收熱量產(chǎn)生中高壓蒸汽，中高壓蒸汽再用于工藝換熱，間接利用高溫合成氣顯熱，熱效率較直接利用低，同時也增加了設(shè)備的投資。

公開號為CN201071351Y公開了“一種環(huán)保高溫外熱式連續(xù)干餾立體蘭炭爐”的發(fā)明專利。該發(fā)明的蘭炭爐包括爐體基礎(chǔ)、干餾室和傳熱室，爐體的上口為裝煤口，由連續(xù)上煤斗與之連接供煤，從裝煤口向下依次設(shè)置有低中溫干餾室、高溫干餾室、蘭炭冷卻室和蘭炭熄焦室；在干餾室的兩外側(cè)從上至下依次設(shè)置中溫傳熱室、高溫傳熱室、爐體基礎(chǔ)中的傳熱室廢氣導(dǎo)出通道。該發(fā)明的蘭炭爐填補了生產(chǎn)高溫蘭炭的市場空白，提高了侏羅紀(jì)煤的副產(chǎn)品：焦油、煤氣、粗苯等的質(zhì)量，爐體上下的水封設(shè)計確保了爐內(nèi)的煤氣不外泄，改善了生產(chǎn)環(huán)境和工人的操作條件。該裝置的不足之處在于：在傳熱室爐墻上布置空氣和煤氣噴嘴易造成氣體泄露和積碳問題，而且傳熱室內(nèi)背向干餾室的爐墻散熱大，致使熱量損耗高。此外，傳熱室內(nèi)空氣和煤氣管路末端設(shè)置的噴嘴，材質(zhì)要求高，更換、檢修難度大，成本較高。