[發明專利]一種采用煤炭生產無水半焦的系統及方法

在審

• 申請號: 202010718663.2
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN113969176A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 謝小兵;邢永平
• 申請（專利權）人: 謝小兵
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 馬瑞

本發明公開了一種采用煤炭生產無水半焦的系統及方法，該系統包括：上料機構；熱解爐，所述上料機構的出料端與所述熱解爐的入料端對應設置；熱半焦輸送機構，所述熱解爐的出料端與所述熱半焦輸送機構的入料端對應設置；緩沖機構，所述熱半焦輸送機構的出料端與所述緩沖機構的入料端對應設置；冷卻爐，所述緩沖機構的出料端與所述冷卻爐的入料端對應設置。本發明采用干法熄焦，無熄焦廢水產生，系統全程封閉，沒有VOC組織排放，生產過程環保。

技術領域

本發明屬于煤炭低溫熱解技術領域，具體涉及一種采用煤炭生產無水半焦的系統及方法。

背景技術

半焦俗稱蘭炭，是一種新型的炭素材料，具有固定炭高、比電阻高、化學活性高、灰份低、鋁低、硫低、磷低等特性，由于半焦可部分代替焦炭(冶金焦)而用于化工、冶煉、造氣等行業，以及半焦可以作為潔凈煤使用，近年來以半焦為主要產品的煤炭分質利用在國內得到了長足的發展。

我國目前利用低階煤生產半焦主要有以內熱式直立爐工藝、循環流化床快速熱解工藝、外熱式回轉爐工藝進行生產。其中循環流化床快速熱解工藝的焦油產率高、熱解速度快，但是由于采用的是粒度≤6mm的粉煤，粉塵量大、油塵分離困難、產品半焦粒度太小且灰分高，目前未能大規模工業化應用；外熱式回轉爐工藝的焦油產率高、煤氣純度高，但由于回轉爐在旋轉過程中料層擾動大，造成荒煤氣攜帶大量的粉塵，容易造成系統堵塞，且焦油中粉塵含量高，目前未能進行大規模的工業化長周期運行。

目前，我國利用低階煤生產半焦的成熟工業化裝置只有內熱式直立爐，該技術在陜西榆林地區得到了大規模的應用，但這種方式存在嚴重的環境污染，隨著國家對環保重視程度的加大，環保問題逐步成為了其發展的瓶頸。主要體現在以下兩個方面：第一，采用水封冷卻出焦方式，熄焦廢水遇到炙熱的半焦，產生高濃度VOC(易揮發的有機物質)，造成大量的VOC無組織排放；第二，半焦產品中含有熄焦廢水，半焦的使用會對環境造成嚴重的負面影響。除了環保方面，還有半焦從高溫先經水熄滅、使用再烘干的過程，能源浪費嚴重；熾熱的半焦掉入水中急冷容易碎裂成小塊，增加了半焦裂紋，降低了半焦質量。

針對以上的技術問題，CN205676418U公開了一種制備蘭炭的低溫干餾爐，低溫干餾爐的冷卻爐段內從上至下設置通入冷卻水的噴淋管裝置，對600℃的蘭炭進行噴淋冷卻，冷卻后的蘭炭溫度降至100℃以下。該裝置雖然在一定程度上可以緩解環保問題，但是使用直接噴水的方式對蘭炭進行冷卻，水遇到炙熱的半焦，仍然會造成VOC無組織排放；蘭炭含有一定的水分，終端用戶，特別是電石生產仍然需要對蘭炭進行二次烘干，且含水蘭炭增加了蘭炭的運輸費用。

CN209652229U公開了一種蘭炭低水分熄焦裝置，包括集焦倉，集焦倉底部連接有出焦倉，出焦倉底部設置有刮板機；集焦倉頂部安裝有吸收顯熱的余熱回收裝置；集焦倉與出焦倉之間設置有第一閥門，出焦倉底部與刮板機之間連接有第二閥門；集焦倉的一側連接有推焦機，其出焦過程是700℃左右的熾熱蘭炭先經過水冷壁換熱初步降溫，降溫后的蘭炭被推焦機推落入集焦倉，在集焦倉內熄滅的蘭炭經過集焦倉與出焦倉、出焦倉與刮板機之間的兩個電液動插板閥，通過“一開一閉”實現密閉卸料，具有有效節約能源并提高產品質量的優點。該裝置雖然在一定程度上緩解了環保問題，回收了一部分蘭炭的顯熱，但由于采用的水冷壁換熱降溫，蘭炭傳熱差，只有四周的少部分蘭炭才能與水冷壁直接接觸換熱，換熱面積有限，仍然需要進一步噴水或者噴入蒸汽對蘭炭進行降溫冷卻，仍然會產生含污蒸汽；蘭炭仍然含有一定的水分，無法得到不含水的蘭炭產品。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種采用煤炭生產無水半焦的系統及方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種采用煤炭生產無水半焦的系統，包括：

上料機構；

熱解爐，所述上料機構的出料端與所述熱解爐的入料端對應設置；

熱半焦輸送機構，所述熱解爐的出料端與所述熱半焦輸送機構的入料端對應設置；