[發明專利]一種煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法及系統

有效

• 申請號: 202010044079.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111187632B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 趙俊學;任萌萌;鄒沖;楊浩;馬成;何江永;張小蕊
• 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;C10B57/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發明公開了一種煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法及系統，包括：內熱式低溫煤干餾爐通入去氫煤氣、空氣和氧氣；空氣和氧氣混合形成富氧助燃氣，去氫煤氣在內熱式低溫煤干餾爐內與富氧助燃氣進行富氧燃燒；其中，富氧助燃氣中氧氣體積分數大于等于30％；去氫煤氣獲得的步驟包括：將內熱式低溫煤干餾爐產生的煤氣，進行煤氣冷卻及焦油捕集，得到凈煤氣；將凈煤氣中的氫氣分離去除，得到去氫煤氣。本發明可以保證火道的火焰長度及火焰溫度更加符合低溫干餾工藝需求，有利于減輕富氧干餾高氫含量煤氣燃燒速度過快的影響，實現富氧干餾工藝裝置的長周期運行及干餾產品質量穩定，可實現煤氣高附加值梯級利用。

技術領域

本發明屬于煤化工的低溫干餾技術領域，具體涉及一種煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法及系統。

背景技術

我國低變質煤資源豐富，通過低溫干餾得到煤氣、蘭炭和焦油，是低變質煤分質利用的一種有效方法。近年來，低溫煤干餾技術在我國尤其是晉陜寧蒙和新疆等地得到快速的發展，產能已達1.3億噸以上。目前主要采用直立內熱爐，主要工藝包括：將塊煤由爐頂加入，將煤氣與空氣混合點燃后自爐下部鼓入，與爐內的塊煤相向而行，實現換熱進而使得煤中的揮發分和焦油分離，實現低溫干餾(溫度一般在750℃以下)。由于燃燒采用空氣助燃，燃燒煙氣與產生的煤氣混合在一起，導致煤氣中氮氣含量較高，不僅增大了煤氣凈化系統的處理壓力，而且降低了煤氣的熱值，導致煤氣量大質低，難以有效利用。

實現有效的煤炭分級分質梯級利用，提高現行低溫煤干餾工藝的煤氣利用價值，是目前低溫煤干餾行業發展的重要目標。富氧干餾技術利用富氧助燃氣代替空氣助燃，可以有效降低煤氣中無用組分氮氣的含量。但是直接用富氧代替空氣，會縮短低溫干餾爐火道內的火焰長度，并導致火焰局部溫度過高，極易導致爐內溫度及氣流分布不合理，進而造成干餾爐運行中結渣、爐截面溫度分布不均勻及干餾產品質量不穩定等問題。在維持現有低溫干餾爐主體結構不變的前提下，通過工藝流程的創新優化，實現與空氣助燃條件下相同火焰長度、煙氣溫度及爐內溫度分布基本相同的富氧燃燒干餾爐內火焰、溫度的調控方法，對現行低溫煤干餾行業的可持續發展具有重要的意義。

針對上述問題，本發明提出一種新的煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法及系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法及系統，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明的方法，可在不改變現行低溫干餾爐主體結構的前提下，實現富氧燃燒且維持與空氣助燃條件下基本相同的火焰長度和火道煙氣分布溫度。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種煤氣分質回爐內熱式低溫富氧煤干餾工藝方法，包括以下步驟：

內熱式低溫煤干餾爐通入去氫煤氣、空氣和氧氣；所述空氣和所述氧氣混合形成富氧助燃氣，所述去氫煤氣在所述內熱式低溫煤干餾爐內與所述富氧助燃氣進行富氧燃燒，獲得高溫煙氣；所述高溫煙氣作為低溫富氧煤干餾工藝過程所需的內熱源；

其中，所述富氧助燃氣中氧氣體積分數大于等于30％；

所述去氫煤氣獲得的步驟包括：

將所述內熱式低溫煤干餾爐產生的煤氣，進行煤氣冷卻及焦油捕集，得到凈煤氣；

將凈煤氣中的氫氣分離去除，得到去氫煤氣，用于返回爐內燃燒；分離得到的氫氣通入下游化工廠進行高附加值利用；

富余的去氫煤氣通往化工廠作為原料氣或冶金用還原氣，用于實現梯級利用。

本發明的進一步改進在于，通過助燃風機和空氣輸送管路向所述內熱式低溫煤干餾爐內通入空氣；通過氧氣輸送管路向所述內熱式低溫煤干餾爐內通入氧氣；其中，所述空氣輸送管路和所述氧氣輸送管路均設置有流量調節閥。