[發(fā)明專利]低階粉煤熱解系統(tǒng)及低階粉煤熱解方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610204171.5
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105754624A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅磊;陳水渺;姜朝興;孫祖平;薛遜;吳道洪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/10;C10B57/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及低階粉煤熱解系統(tǒng)及低階粉煤熱解方法。

背景技術(shù)

我國的能源結(jié)構(gòu)特點是富煤、貧油、少氣，作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，煤炭資源作為我國主導(dǎo)能源的地位是不可動搖的。據(jù)統(tǒng)計，我國已探明煤炭儲量為1145億噸，其中中低階煤(褐煤，低變質(zhì)煙煤)又占到全國保有資源量的55.15％左右。由于低階煤具有水分含量高、易風(fēng)化自然、難以分選、不宜長途運輸和儲存等特點，使得其綜合利用受到很大限制。其中直接燃燒發(fā)電是其最常見的利用方式之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國有90％以上的褐煤用于電站鍋爐和各種工業(yè)鍋爐。低階煤作為動力煤燃料直接燃燒，不但浪費了煤炭中蘊(yùn)含的豐富油氣資源，而且效率低。通過煤低溫?zé)峤馀c半焦燃燒、氣化解耦，實現(xiàn)低階煤分級高效清潔轉(zhuǎn)化利用，是現(xiàn)在大型煤化工的主要方向。

隨著現(xiàn)代化采煤綜合技術(shù)的廣泛使用，使得塊煤產(chǎn)率下降(由目前的40％下降10～20％)，粉煤產(chǎn)率升高(由目前的60％上升至80～90％)。粉煤存在易揚(yáng)塵、易燃、易爆，綜合利用難度大等問題，煤熱解技術(shù)被認(rèn)為是煤炭高效清潔利用最為有效途徑。

目前常用的煤熱解技術(shù)有Toscoal固體熱載體干餾工藝、德國Lurgi-Spuelgas低溫?zé)峤夤に嚒⑸窀甋H型內(nèi)熱式直立炭化爐工藝等，但均存在一定缺陷。Toscoal固體熱載體干餾工藝中，陶瓷球在循環(huán)過程中，存在機(jī)械磨損，且氣力提升輸送陶瓷球的過程中，對管道和設(shè)備內(nèi)壁有一定程度的磨損，熱解反應(yīng)器采用旋轉(zhuǎn)窯，熱解產(chǎn)生的油氣停留時間長，油氣二次反應(yīng)劇烈，焦油品質(zhì)下降，熱解后，半焦和陶瓷球徹底分離困難。德國Lurgi-Spuelgas低溫?zé)峤夤に嚭蜕窀甋H型內(nèi)熱式直立炭化爐工藝均適合處理塊煤，不適合粉煤熱解，采用氣體熱載體，熱解后產(chǎn)生的熱解油氣資源被氣體熱載體稀釋，熱值低，熱解油氣資源冷凝量大，塊煤體積大，傳熱系數(shù)低，傳熱效率不高，熱解時間長，油氣二次反應(yīng)劇烈，焦油品質(zhì)不高，且設(shè)備龐大，不易操作。

因而，目前的煤熱解工藝仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種適于處理粉煤，不需采用氣體熱載體、熱解氣未被稀釋熱值高，熱解油氣資源快速導(dǎo)出，焦油二次反應(yīng)小品質(zhì)高，可以有效降低出熱解反應(yīng)器的熱解油氣含塵量、或者能夠減少熱解反應(yīng)器至熱解油氣快速冷凝裝置之間管路的保溫設(shè)施的低階粉煤熱解系統(tǒng)及熱解方法。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種低階粉煤熱解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該低階粉煤熱解系統(tǒng)包括：

干燥提升管，所述干燥提升管設(shè)置有原料入口、煙氣入口和混合物料出口，其中，所述原料入口位于所述干燥提升管下部的側(cè)壁上，所述煙氣入口位于所述干燥提升管的底部，所述混合物料出口位于所述干燥提升管上部的側(cè)壁上；

第一旋風(fēng)分離器，所述第一旋風(fēng)分離器具有第一氣固混合物入口、第一氣體出口和第一固體出口，所述第一氣固混合物入口與所述混合物料出口連通；

第一螺旋送料機(jī)，所述第一螺旋送料機(jī)與所述第一固體出口相連通；

熱解反應(yīng)器，所述熱解反應(yīng)器設(shè)置有熱解料入口、油氣混合物出口和半焦出口，所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有多根油氣導(dǎo)出管道、集氣總管、多根集氣支管、蓄熱式輻射管和第二旋風(fēng)分離器，

其中，所述熱解料入口與所述第一螺旋送料機(jī)相連通，

所述集氣總管設(shè)置在所述熱解反應(yīng)器的中心軸上，

所述集氣支管的一端與所述集氣總管相連通，另一端連通至所述油氣導(dǎo)出管道；

所述第二旋風(fēng)分離器具有第二氣固混合物入口、第二氣體出口和第二固體出口，其中，所述第二氣體出口與所述油氣混合物出口相連通，所述集氣總管的末端延伸連通至所述第二旋風(fēng)分離器的第二氣固混合物入口；

所述蓄熱式輻射管沿著所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管。