[發明專利]立式雙向加熱低階煤快速熱解裝置

有效

• 申請號: 201711029988.4
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107557041B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 劉斯佳;劉運良;李鵬
• 申請（專利權）人: 青島伊諾威能源化工新技術有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

立式雙向加熱低階煤快速熱解裝置，該裝置的外筒體、內筒和上下端蓋之間形成密閉的熱解空間；其外筒外周有螺旋盤管作為加熱氣體通道，外筒上部側壁連接熱解氣體導出裝置；其內筒內壁上設有螺旋板，從而在內筒內部形成一個加熱氣體螺旋通道，內筒外壁上設有多個槳片；上端蓋設有與進料器連接的進料口，內筒由變頻電機驅動；下端蓋對稱設有兩個出料口，一開一備用，開的一個連接冷料器。本發明充分利用加熱氣體的流動性質，設計出物料熱解的內、外兩大加熱熱源，保證物料快速、連續、絕氧熱解，大大增加了加熱面積，增加了進入氣體停留時間，可以充分釋放熱量，熱煙氣與被加熱物料是逆向間壁接觸，傳熱溫差大，炭殘渣加熱溫度高，熱解充分。

技術領域

本發明涉及立式雙向加熱低階煤快速熱解裝置，屬于煤炭裂解領域，用于低階煤粉和固體有機物快速熱解、炭化或干燥。

背景技術

我國能源結構的特點是富煤、貧油、少氣，2016年我國原煤產量為34.1億噸，根據國務院《“十三五”節能減排綜合工作方案》，到2020年我國煤炭消費比重控制在58％以內，所以煤炭仍將是我國的主要能源。我國煤炭中55％屬于低階、高揮發分煤，低階、高揮發分煤主要有褐煤、長焰煤等，如果這部分煤直接燃燒或氣化，有用的煤焦油和煤氣資源得不到回收利用。為此國家能源局《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015‐2020年)》中鼓勵“煤炭分質分級利用新型煤化工技術路線”，以實現煤炭清潔高效利用。把低階煤快速熱解，先提取焦油和煤氣，然后再把提質煤(半焦)燃燒或氣化是煤炭分質分級梯級利用的有效方法，早在建國初我國許多煤炭工作者就開始研究這個問題，到目前為止有煤炭快速熱解方法30多種，但是由于技術方法的原因，這些方法始終得不到很好地推廣和應用。

低階煤快速熱解一般是指溫度在500‐600℃的絕氧裂解，這些方法按照煤料加熱方式可分為直接加熱方式和間壁加熱式兩種，即所謂的內熱式和外熱式。直接加熱方式就是加熱介質與煤料直接接觸，因加熱介質不同，又可以分為氣體熱載體和固體熱載體法兩種方法，氣體熱載體又可分為煙氣加熱和氣化氣加熱兩種；間接加熱方式就是加熱介質與煤料不直接接觸，熱量由間壁傳入。此外，快速熱解按照爐料狀態分還可以分為固定床、流化床、氣流床等。

直接加熱方式熱解裝置在我國西北地區普遍被采用，由于煤料與熱載體直接接觸，當用氣體熱載體時，煙氣與煤料比例大約為500:1；當用固體熱載體時，灰渣與煤料比例大約為5:1。因此這種方法的主要問題是熱解出來的焦油和煤氣粉塵含量都很高，焦油與粉塵、煤氣與粉塵分離困難，焦油和煤氣產率低、品質差，特別是不能用于面煤或末煤的快速熱解。

間接加熱方式快速熱解裝置具有焦油、煤氣產率高，品質好等優點。由于煤料與熱載體不直接接觸，往往加熱面積不足，煤料熱阻大，傳熱效率低等，間接加熱方式快速熱解裝置生產能力一般都低。臥式回轉窯快速熱解裝置較多被采用，回轉窯快速熱解裝置筒體臥式旋轉加熱，煤料只能裝滿下半筒，有效加熱面積也只有筒體面積的一半，上半筒停留的熱解氣體受熱產生二次熱解，焦油產率低，重質組分含量高，生產能力低；特別是爐體不停地轉動，熱解裝置進料、出渣、出氣，以及密封等存在安全環保問題。

為了使我國豐富的低階煤資源能夠得到分質分級清潔高效利用，有效地回收煤中寶貴的焦油和煤氣等化工原料，降低提質煤中的有害物質，我們開發出立式雙向加熱低階煤快速熱解裝置，這種裝置內外間壁加熱，加熱面積大，裝煤量大，生產能力高；熱解裝置固定位置進料、出渣、出氣，整個生產過程連續密閉生產操作，沒有污染；熱解焦油和煤氣含塵量低、品質好，產油和產氣率高；提質煤用于鍋爐生產或散煤燃燒排放氣體污染物含量低，用于生產氣化合成氣，雜質含量低，易于進一步凈化處理。

發明內容

本發明的目的是改變國內現有直接加熱低階煤快速熱解裝置焦油和煤氣粉塵含量高，品質差，焦油和煤氣產率低；或間接加熱低階煤快速熱解裝置加熱面積小、生產能力低，裝料、出渣、排氣、密封存在缺欠等問題，開發出一種立式雙向加熱低階煤快速熱解裝置。這種裝置內外間壁加熱，加熱面積大，裝煤量大，生產能力高，加熱均勻，傳熱效率高，工藝過程環保、安全可靠，可廣泛用于低階煤分質分級清潔高效利用。