[發(fā)明專利]設(shè)置固體熱載體脫氣步驟的碳?xì)浞哿蠠峤鉄狗椒霸O(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611010941.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108070396A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何巨堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 何巨堂
• 主分類號(hào): C10B57/00
• 分類號(hào): C10B57/00;C10B53/00;C10B57/02;C10B49/02
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設(shè)置固體熱載體脫氣步驟的碳?xì)浞哿蠠峤鉄狗椒霸O(shè)備，適合于粉煤的加工，由于氧氣是爆炸或燃燒過(guò)程的氧化劑、焦油氧化熱縮合生成粘稠大分子的氧化劑，使用脫氣步驟降低或脫除固體熱載體中的有害組分比如氧氣、二氧化硫、三氧化硫等，降低了固體熱載體攜帶的燒焦過(guò)程的含氧氣氣體數(shù)量，使粉煤熱解過(guò)程涉及的熱解反應(yīng)過(guò)程、旋風(fēng)分離過(guò)程、沉降過(guò)程、煤氣處理過(guò)程(如脫塵過(guò)程、煤氣換熱過(guò)程、煤氣油洗過(guò)程、煤氣電捕焦油過(guò)程、煤氣脫硫化氫過(guò)程等)的有害負(fù)反應(yīng)如燃燒、爆炸、焦油氧化縮合得到有效降低，利于裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，利于降低煤氣中有效組分的損失量，是一種完善性工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)置固體熱載體脫氣步驟的碳?xì)浞哿蠠峤鉄狗椒霸O(shè)備，適合于粉煤的加工，由于氧氣是爆炸或燃燒過(guò)程的氧化劑、焦油氧化熱縮合生成粘稠大分子的氧化劑，使用脫氣步驟降低或脫除固體熱載體中的有害組分比如氧氣、二氧化硫、三氧化硫等，降低了固體熱載體攜帶的燒焦過(guò)程的含氧氣氣體數(shù)量，使粉煤熱解過(guò)程涉及的熱解反應(yīng)過(guò)程、旋風(fēng)分離過(guò)程、沉降過(guò)程、煤氣處理過(guò)程(如脫塵過(guò)程、煤氣換熱過(guò)程、煤氣油洗過(guò)程、煤氣電捕焦油過(guò)程、煤氣脫硫化氫過(guò)程等)的有害負(fù)反應(yīng)如燃燒、爆炸、焦油氧化縮合得到有效降低，利于裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，利于降低煤氣中有效組分的損失量，是一種完善性工藝。

背景技術(shù)

本發(fā)明所述碳?xì)浞哿希傅氖窃诒景l(fā)明所述熱解反應(yīng)過(guò)程可以產(chǎn)生含油蒸汽的含有碳元素、氫元素的粉料，比如揮發(fā)分含量高的低變質(zhì)煤粉、油砂、油頁(yè)巖、煤直接液化生成油減壓分餾塔塔底含固含油殘?jiān)?/p>

現(xiàn)代化大型煤礦比如低變質(zhì)煤礦通常采用機(jī)械化綜采技術(shù)以提高采煤效率、降低成本，其煤炭采出品中的粉煤產(chǎn)率約為60～70％，成為主體產(chǎn)品，因此粉煤的深度轉(zhuǎn)化和綜合利用技術(shù)必將占據(jù)現(xiàn)代低變質(zhì)煤炭利用技術(shù)的主體地位，粉煤加工的一個(gè)分支領(lǐng)域是“粉煤分質(zhì)分級(jí)利用”，其中粉煤熱解被視為有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)途徑。

本發(fā)明所述粉煤FM即R10FS，通常為干燥后脫水粉煤，其水分重量通常低于10％、一般低于7％、較佳者低于5％。

本發(fā)明所述粉煤FM即R10FS，其粒度通常為0.00001～6毫米、一般為0.0001～3.5毫米、較佳者為0.001～2毫米。

本發(fā)明所述粉煤熱解過(guò)程，指的是以多產(chǎn)煤焦油為工藝目標(biāo)的在適宜的溫度范圍內(nèi)操作的粉煤熱解過(guò)程，可以是任意一種合適的形式。

粉煤熱解過(guò)程的主要產(chǎn)品是焦油、煤氣、半焦，其中焦油被認(rèn)為是潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大的產(chǎn)品，通常期望提高其產(chǎn)率和或氫含量。

粉煤熱解商業(yè)化技術(shù)的主要目標(biāo)是：提高粉煤高價(jià)值組分提取率(或提高粉煤高價(jià)值產(chǎn)品收率)、提高單套裝置加工量、降低單位能耗、提高技術(shù)的可靠性和可控性；因此，只有在上述一個(gè)或幾個(gè)目標(biāo)上取得顯著突破，才能支撐工業(yè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，并最終成為主流的粉煤熱解商業(yè)化技術(shù)。

目前為止，多個(gè)工業(yè)國(guó)或大型商業(yè)公司對(duì)粉煤熱解技術(shù)進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)，已經(jīng)提出多種工藝如德國(guó)L-R工藝即魯奇-魯爾工藝、美國(guó)Toscoal工藝、美國(guó)COED工藝，但是尚無(wú)大型商業(yè)化裝置的成功案例。

上述典型粉煤熱解技術(shù)，從工程技術(shù)角度講，無(wú)法全面或大體消除下述缺陷，根源在于沒(méi)有將實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的技術(shù)手段合理融合集成：

①熱解反應(yīng)的熱力學(xué)機(jī)制不清晰，單個(gè)熱解反應(yīng)過(guò)程的主體操作溫度位于超過(guò)500℃的狹窄溫度范圍，不具備分級(jí)熱解功能，無(wú)法兼顧粉煤不同溫度階段的熱解反應(yīng)的差異，缺乏煤熱解過(guò)程的并行反應(yīng)、串聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)深度的選擇性控制能力，導(dǎo)致焦油收率低、氫含量低；

②熱解反應(yīng)工業(yè)過(guò)程的供熱方式不合理、流體力學(xué)特性不合理及設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)周期太短即可靠性差，不易實(shí)現(xiàn)大型化，導(dǎo)致單位加工量投資大；

③熱能回收系統(tǒng)集成度太低，導(dǎo)致系統(tǒng)熱效率低；

④熱解步驟集成度太低，操作步驟多，系統(tǒng)復(fù)雜可靠性差。