[實用新型]一種低階碎煤分質分級梯級利用系統

有效

• 申請號: 201520500117.6
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204939395U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 雷曉平;侯傲;霍錫臣;馮娜
• 申請（專利權）人: 北京雷浩環保能源技術有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10J3/66;C10J3/84;C10J3/86
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

技術領域

本實用新型涉及煤炭利用領域，特別是涉及一種煤炭分質分級梯級利用系統。

背景技術

我國的能源消耗目前以及今后很長一段時間都是以煤炭為主。我國煤炭貯藏和開采的品種有大約50％屬于低階煤，主要包括褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等。伴隨中國機械化采煤技術發展，開采出的煤炭中含碎煤率高達70％～80％，塊煤所占比例極少，碎煤量越來越大，而且碎煤價格比塊煤要便宜的多。這一客觀條件造成當前許多單位都在大力開發適合低階碎煤利用的新技術。傳統碎煤利用技術往往只重視于單一熱轉化過程(如碎煤氣化技術、碎煤熱解技術或碎煤燃燒技術)，造成低階碎煤資源利用極大浪費。

中國專利CN101611123B，CN1754945A，CN1958742A提出了碎煤氣化耦合燃燒技術，如圖1所示，它將傳統單一煤氣化過程中同時存在的燃燒和熱解氣化過程完全分開，在兩個反應器內完成上述兩個過程，通過兩個反應器間循環的熱載體為氣化過程提供熱量獲取中高熱值煤氣和高壓過熱蒸汽。但該技術實施過程中會直接導致碎煤中高價值熱解焦油在較高氣化溫度(大于850℃)下發生熱裂解，影響焦油產率(視熱解氣停留時間確定，焦油產率在3.5～8.0wt/％)，造成煤炭資源利用浪費。

中國專利CN101781583A提出了煤熱解耦合氣化技術，如圖2所示，它的反應器由流化床和輸送床耦合為一體，通過將煤的進料位置固定在流化床上部實現煤熱解和氣化過程在單一反應器內耦合，熱解氣和氣化煤氣混合形成氣化煤氣。但該技術存在高價值熱解焦油在高溫度氣化氣下發生熱裂解，影響焦油產率等不利因素，而且存在輸送床中高操作氣速會夾帶大量熱解的焦粉，為后續焦油和焦粉分離造成困難。

中國專利CN101294092A提出了煤熱解氣化耦合燃燒技術，該技術由熱解反應器、氣化反應器和燃燒反應器組成，如圖3所示，它主要通過燃燒反應器內循環熱載體為氣化反應器氣化過程和熱解反應器熱解過程供熱，同時氣化反應器通過供給氧氣引起內部燃燒可彌補熱載體不足以提供氣化反應熱。但是該技術工藝，首先未解決后續加工焦油和焦粉分離問題，亦未充分考慮氣化過程煤氣余熱回收利用，且熱解過程和燃燒過程燃用中高熱值的熱解氣體，造成高品位產品浪費；其次，燃燒過程用于為氣化過程和熱解過程供熱的熱載體通過氣固分離裝置的料腿直接返料至氣化反應器和熱解反應器的濃相床層，存在操作濃相床層突然消失，熱解氣和氣化煤氣進入氣固分離器與熱煙氣混合易造成爆燃或者爆炸隱患。

實用新型內容

基于上述現有技術所存在的問題，本實用新型提供一種低階碎煤分質分級梯級利用系統，解決碎煤分質分級梯級利用過程中普遍存在的：碎煤中高價值熱解焦油在較高氣化溫度(大于850℃)下發生熱裂解造成焦油產率低，高熱值的熱解煤氣因參與燃燒過程而浪費，熱解焦油中焦粉含量高，后續加工焦油和焦粉分離難，熱煙氣、氣化煤氣和熱解煤氣余熱回收利用不好以及循環熱載體在還原性和氧化性氣氛不同的反應器間循環過程返料安全性低等問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種低階碎煤分質分級梯級利用系統，包括：

熱解反應器、氣化反應器、燃燒反應器、顆粒除塵器、氣固分離器I、氣固分離器II、余熱鍋爐、換熱器、水洗塔、空氣預熱器II、空氣預熱器I、返料機構I、返料機構II、返料機構III和返料機構IV；其中,

所述熱解反應器的濃相段設置碎煤入口，該熱解反應器上部設置所述顆粒除塵器，所述顆粒除塵器與所述換熱器和所述水洗塔依次連接；所述換熱器設有重質焦油出口，所述水洗塔設有輕質焦油和熱解氣與煤氣出口；

所述熱解反應器的半焦和熱載體出口經所述返料機構III與所述氣化反應器的半焦和熱載體入口相連；

所述氣化反應器的氣化煤氣出口與所述氣固分離器II的進口相連，所述氣固分離器II的半焦出料口與所述氣化反應器的半焦入口相連，所述氣固分離器II的煤氣出口與所述余熱鍋爐相連；

所述氣化反應器的半焦和熱載體出口一經所述返料機構IV與所述熱解反應器的半焦和熱載體入口相連；所述氣化反應器的半焦和熱載體出口二經所述返料機構II與所述燃燒反應器的半焦和熱載體入口相連；

所述燃燒反應器的出口與所述氣固分離器I的進口相連，所述氣固分離器I的熱載體出口經所述返料機構I與所述氣化反應器的熱載體入口相連，所述氣固分離器I的煙氣出口依次與所述空氣預熱器II和空氣預熱器I連接，所述空氣預熱器II的熱空氣出口與所述氣化反應器連接，所述空氣預熱器I的熱空氣出口與所述燃燒反應器相連；