[發明專利]粉煤干燥熱解一體化反應器和處理粉煤的方法

在審

• 申請號: 201710380476.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN106995710A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 王玉麗;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京神霧電力科技有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/10;C10B47/02;C10B47/44
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明涉及能源化工領域，具體而言，本發明涉及粉煤干燥熱解一體化反應器和處理粉煤的方法。

背景技術

煤炭是世界上探明儲量最為豐富的常規資源之一，我國作為世界上最大的煤炭生產和消費國，能源結構特點是富煤、貧油、少氣。在我國煤炭資源結構中，揮發份較高的低階煤又占有較大的比例，其中褐煤探明保有儲量約為1300億噸，占全國探明保有資源量的12.69％左右，長焰煤、不黏煤和弱黏煤等低階變質煙煤，約占煤炭儲量的42.46％。低階煤是煤化作用初期的產物，因具有水分高、低灰、低硫、低發熱量、揮發分高、密度小、粘結性差和活性強等特點，使得其綜合利用受到很大程度地限制。現有低階煤的主要利用方式有：直接燃燒發電、熱解提質、直接液化、氣化以及制取化學品等。其中，直接燃燒發電是其最為常見的利用方式之一，據不完全統計，我國約有90％的低階煤直接用于電站鍋爐和各種工業鍋爐。而褐煤作為動力燃料直接燃燒效率低，溫室氣體排放量高，污染嚴重，且浪費了煤炭中蘊含的豐富油氣資源。

同時隨著現代化采煤綜合技術的廣泛使用，使得塊煤產率下降，粉煤產率升高(達60％以上)。因粉煤易揚塵，堆積時易燃易爆，綜合利用難度大，致使其銷路不佳而大量積壓。煤的熱解是低階煤潔凈高效利用的重要途徑之一，是煤在隔絕空氣或惰性氣氛條件下持續加熱至較高溫度時，發生的一系列物理變化和化學反應，包括煤中有機質的裂解，裂解產物中輕質組分的揮發，裂解殘留物的縮聚，揮發分產物在逸出過程中的分解、化合，縮聚產物的進一步分解，再縮聚等過程。在煤氣化、液化、焦化和燃燒過程中都要經過或發生熱解過程。

然而，現有的處理粉煤的手段仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出粉煤干燥熱解一體化反應器和處理粉煤的方法。采用該粉煤干燥熱解一體化反應器可以將粉煤進行干燥處理后直接進行熱解，排除干燥粉煤運輸過程中的爆炸隱患，同時充分利用粉煤熱解氣的顯熱，從而顯著降低工藝能耗。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種粉煤干燥熱解一體化反應器。根據本發明的實施例，該粉煤干燥熱解一體化反應器包括：本體，所述本體內限定有位于上部的干燥腔室和位于下部的熱解腔室，所述干燥腔室與所述熱解腔室由隔板間隔開并通過設置在所述隔板上的干燥粉煤出口連通，其中，所述干燥腔室具有粉煤入口，所述干燥腔室內設置有加熱管，所述加熱管的入口端與所述熱解腔室連通，所述加熱管的出口端與外界連通；所述熱解腔室內設置有多個輻射管，所述熱解腔室具有半焦出口，所述熱解腔室的側壁具有連通所述輻射管的燃料入口和煙氣出口。

根據本發明實施例的粉煤干燥熱解一體化反應器通過將待干燥粉煤輸送至干燥腔室內進行熱解，以便得到干燥粉煤并產生干燥煙氣，干燥粉煤直接進入熱解腔室內，利用輻射管產生的熱量進行熱解，得到半焦產品和荒煤氣，進而高溫荒煤氣可以返回干燥腔室內的加熱管中對待干燥粉煤進行干燥，由此，該粉煤干燥熱解一體化反應器可以將粉煤進行干燥處理后直接進行熱解，排除干燥粉煤運輸過程中的爆炸隱患，同時充分利用粉煤熱解得到的荒煤氣的顯熱對待干燥粉煤進行干燥，從而顯著降低工藝能耗。

另外，根據本發明上述實施例的粉煤干燥熱解一體化反應器還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述粉煤干燥熱解一體化反應器進一步包括：干燥煙氣輸送管，所述干燥腔室具有干燥氣體出口，所述干燥煙氣輸送管的入口端與所述干燥氣體出口相連，所述干燥煙氣輸送管的出口端穿過所述本體側壁并延伸至所述干燥粉煤出口的下方。由此，可以利用對粉煤進行干燥產生的干燥煙氣對干燥粉煤進行布料，從而提高后續熱解處理的效率。

在本發明的一些實施例中，所述隔板為倒錐形金屬隔板，所述干燥粉煤出口位于所述倒錐形金屬隔板底部。

在本發明的一些實施例中，所述加熱管為彎折管。

在本發明的一些實施例中，所述熱解腔室的體積為所述干燥腔室體積的3～10倍。

在本發明的一些實施例中，所述多個輻射管在所述熱解腔室內的縱向方向上呈多層布置，且相鄰兩層之間層間距為200～800mm，每層內相鄰兩個輻射管的間距為200～800mm。

在本發明的一些實施例中，所述粉煤干燥熱解一體化反應器進一步包括：進料漏斗；以及進料螺旋，所述進料螺旋分別與所述進料漏斗和所述粉煤入口相連。