[發明專利]一種石灰石煅燒與煤氣化及干餾聯產的方法

在審

• 申請號: 201810138576.2
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108342207A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 馬紅周;董家馭;王耀寧
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C04B2/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種石灰石煅燒與煤氣化及干餾聯產的方法，將煅燒窯內石灰石煅燒產生的煅燒窯尾氣引入煤干餾爐內，煤干餾爐內的煤料通過引入的煅燒窯尾氣進行加熱干餾和煤氣化反應，生成CO，生成的CO與煤干餾爐內的煤干餾氣混合形成混合氣體，煤料通過混合氣體對煤料進行干餾；煤干餾爐內產生的混合氣體進行石灰石的煅燒或其它物料的加熱熱源。本發明能夠將石灰石煅燒過程產生的高溫高CO₂含量的廢氣中的熱量及CO₂充分的利用，減少溫室氣體排放，同時減少煤氣化、干餾的熱耗，使煤得到充分熱解，同時得到半焦、高CO濃度的混合煤氣，提高了混合煤氣的熱值。

技術領域

本發明屬于煤炭氣化、干餾及石灰石的煅燒技術領域，具體涉及一種石灰石煅燒與煤氣化及干餾聯產的方法。

背景技術

煤干餾是煤化工的重要過程之一，指煤在隔絕空氣或控制空氣量的條件下加熱，分解，生成焦炭/半焦(蘭炭)、煤焦油、粗苯和煤氣等產物的過程。按加熱終溫的不同，可分為三種：900℃～1100℃為高溫干餾，即焦化；700℃～900℃為中溫干餾；500℃～700℃為低溫干餾。

煤干餾過程主要經歷如下變化：當煤料的溫度高于100℃時，煤中的水分蒸發出；溫度升高到200℃以上時，煤中結合水釋出；高達350℃以上時，粘結性煤開始軟化，并進一步形成粘稠的膠質體(泥煤、褐煤等不發生此現象)；至400℃～500℃大部分煤氣和焦油析出，稱一次熱分解產物；在450℃～550℃，熱分解繼續進行，殘留物逐漸變稠并固化形成半焦(蘭炭)；高于550℃，半焦(蘭炭)繼續分解，析出余下的揮發物(主要成分是氫氣和甲烷等)，半焦失重同時進行收縮，形成裂紋；溫度高于800℃，半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭/半焦或蘭炭等。當干餾在室式干餾爐內進行時，一次熱分解產物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸，發生二次熱分解，形成二次熱分解產物(焦爐煤氣和其它煉焦化學產品)。

目前煤的干餾方法分為外熱法和內熱法，外熱法是利用炭化室外側爐墻對煤料傳熱，雖然產生的煤氣質量穩定，但傳熱不均勻，熱解時間較長，生產效率相對較低；內熱法利用熱載體直接對煤料傳熱，具有傳熱均勻的優點，但產生的煤氣會被稀釋，增加煤氣量，降低了煤氣的有效成分含量，對煤氣的進一步綜合利用不利，而且煤的熱解速度低，熱解時間長。

石灰是電廠濕式脫硫、電石生產及冶金過程的重要原料，石灰石在1050℃左右煅燒生成CaO，煅燒石灰石的設備主要有回轉窯、立窯等形式，這兩種煅燒設備的加熱方式均為：將燃料(煤、重油、煤氣等)和空氣送入爐(窯)內，利用空氣與燃料之間的放熱反應來加熱石灰石溫度升至1050-1200℃，使石灰石受熱分解，爐(窯)煅燒石灰石后會產生大量高CO₂的高溫廢氣，通常廢氣溫度在1000℃，目前對石灰石煅燒爐(窯)排出的廢氣只做余熱利用，而未對其中的CO₂進行回收利用，CO₂屬于溫室氣體，會給環境造成大的破壞，因此需要將石灰石煅燒過程中產生的高溫、高CO₂含量的尾氣進行盡可能的利用。

碳與二氧化碳在900℃以上時會發生如下反應：

CO₂+C＝2CO

該反應稱作布多爾反應或C的氣化反應，可以利用碳與二氧化碳的反應將CO₂轉變為可燃的CO，因此可以使CO₂達到減排和利用，蘭炭、無煙煤由于其中揮發分較少，在與CO₂接觸時主要發生的是C的氣化反應，而干餾反應將會很少，低變質煤在于高溫CO₂接觸時，高溫區發生C的氣化反應，在低溫區將發生低變質煤的干餾反應。

發明內容