專利名稱：以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭低溫干餾工藝，特別是一種以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫 干餾提質(zhì)工藝。
背景技術(shù)：
目前，公知的褐煤低溫干餾工藝以熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣作為干燥及干餾載熱質(zhì)，且 在整個工藝流程的連接中，能量利用效率也有待提高。公知的褐煤低溫干餾工藝存在以下 缺點1.煙氣中的飛灰進入加工煤炭，導(dǎo)致加工煤炭灰分增加。2.熱風(fēng)爐空氣消耗系數(shù)控制不好時，熱煙氣含有較多氧氣，使煤塵、煤氣爆炸的可 能性增加，系統(tǒng)安全性變差。3.如果熱風(fēng)爐火星進入干燥干餾系統(tǒng)，可能成為點火源引爆整個干燥、干餾系統(tǒng)， 導(dǎo)致災(zāi)難性后果。4.煙氣將進入干餾煤氣中，干餾煤氣中存在大量惰性氣體，使干餾煤氣熱值大幅 度降低，嚴(yán)重影響干餾氣的燃燒效率、燃燒的穩(wěn)定性及燃燒后的熱能利用率。5.褐煤干燥出的大量水蒸氣帶走了大量的汽化潛熱，造成了巨大的能量損失，同 時大量的水分未能回收。6.濕法熄焦使干餾后的半焦二次浸水，為了降低半焦含水率，需對半焦進行二次 干燥，二次干燥造成了大量的能量損失和水資源的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)煤炭干燥及低溫干餾工藝安全性差、熱效率低、煤氣惰性成 分高、焦油含塵量大、外排氣污染大、污水處理費用高等問題，而提供一種以干餾煤氣為載 熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝，它以發(fā)生爐煤氣為熱源加熱自產(chǎn)干餾煤氣去干餾褐 煤，以降低干餾煤氣中惰性氣體的含量，提高干餾煤氣的熱值；不采用傳統(tǒng)熱風(fēng)爐煙氣直 接做為干燥劑，而是采用自產(chǎn)蒸汽作為干燥劑以確保干燥系統(tǒng)的安全性及高效性；不采用 傳統(tǒng)濕熄焦方式，而是采用干濕結(jié)合的方法熄焦，避免半焦二次浸水現(xiàn)象，省掉二次干燥工 序，節(jié)省二次干燥能量并避免了水資源的二次污染。本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝，工藝流程包括備煤流 程、干燥流程、干餾流程、熱源流程、煤氣及焦油處理流程、半焦冷卻輸送流程。a.備煤流程原煤進入破碎機破碎后在篩分床上進行篩分，粒徑介于3_25mm的煤 炭輸送入干燥塔進行干燥；粒徑小于3mm的煤炭送入煤氣發(fā)生爐中作為氣化原料；粒徑大 于25mm的煤炭返回破碎機繼續(xù)破碎；b.干燥流程煤炭在干燥塔干燥過程中自生的水蒸汽作為干燥劑，經(jīng)干燥劑除塵 器處理成潔凈水蒸氣，該潔凈水蒸汽分成兩部分，一部分作為干燥劑被來自熱管換熱器的廢氣余熱加熱至規(guī)定溫度后，進入干燥塔對煤炭進行干燥，干燥劑與煤炭進行逆叉流兩回程換熱，干燥劑在兩回程間的溫度通過改變高溫干燥劑的摻入量來進行調(diào)節(jié)；另一部分潔 凈水蒸汽被引入熄焦罐作為熄焦冷卻汽；c.干餾流程干燥后的煤炭進入斜飼往復(fù)折返式干餾塔中以規(guī)定的干餾速度進 行干餾，干餾介質(zhì)為被熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱煙氣加熱到一定溫度的自產(chǎn)干餾煤氣，干餾產(chǎn)物為 高溫半焦、焦油及干餾煤氣；d.熱源流程粒徑小于3mm的煤炭送入煤氣發(fā)生爐中進行煤氣化過程，發(fā)生爐煤 氣從發(fā)生爐引出后，進入熱風(fēng)爐燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔膺M入熱管換熱器，加熱來自煤 氣除塵器后部的潔凈干餾煤氣，自熱管換熱器引出的中溫?zé)釤煔膺M入干燥劑換熱器加熱干 燥劑，然后經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣除塵器除塵凈化后，經(jīng)煙 排入大氣；e.煤氣及焦油處理流程干餾煤氣引出干餾塔后，首先進入煤氣除塵器除塵，然 后依次進入除焦油器、間冷器、煤氣脫硫器進行分離及凈化處理，純凈的干餾煤氣一部分進 入氣柜進行IGCC發(fā)電，另一部分進入熱管換熱器加熱做為干餾介質(zhì)循環(huán)使用；f.半焦冷卻輸送流程干餾后的熱半焦由干餾塔最下一層進入熄焦罐進行干濕 結(jié)合冷卻，首先，來自凝結(jié)水換熱器的凝結(jié)水被噴灑在熱半焦上，然后利用來自干燥劑除塵 器的低溫水蒸氣沖刷熱半焦，將熱半焦冷卻到20(TC后進入蛟龍卸料器；冷卻介質(zhì)離開熄 焦罐后經(jīng)熄焦除塵器除塵，然后在凝結(jié)水換熱器中向煤氣發(fā)生爐氣化劑放熱凝結(jié)，凝結(jié)水 則循環(huán)進入熄焦罐用于熄焦噴水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面(1)干燥部分采用了獨特的自生蒸汽干燥系統(tǒng)，干燥介質(zhì)采用潔凈循環(huán)廢氣，有效 利用了排煙顯熱及排煙機余壓。同時，由于水蒸氣比熱容較大，從而降低了干燥介質(zhì)的數(shù) 量，有效降低了風(fēng)機電耗，而且避免了燃煤熱風(fēng)爐灰分進入干燥煤引起的煤的灰分的增加。(2)由于水蒸氣為惰性氣體，閉路循環(huán)時水蒸汽中幾乎不含氧氣，系統(tǒng)不存在爆炸 的可能性。(3)干燥介質(zhì)閉路循環(huán)充分利用了干燥介質(zhì)排汽顯熱，且加熱干燥介質(zhì)的熱量來 自熱風(fēng)爐廢氣余熱，熱能利用率得到大幅度提高。(4)在該流程的干餾塔中，采用干餾煤氣作為干餾載熱介質(zhì)的獨特工藝，焦油 質(zhì)量及煤氣熱值大幅度提高，為焦油及煤氣的深加工創(chuàng)造了良好的條件，煤氣熱值可達 3500Kcal/Kg 左右。(5)干餾過程和干燥過程既可獨立生產(chǎn)又可一體化生產(chǎn)，獨立生產(chǎn)既可增加產(chǎn)品 種類，又可作為生產(chǎn)緩沖，提高生產(chǎn)的連續(xù)性，降低事故對生產(chǎn)的影響。一體化生產(chǎn)可以簡 化生產(chǎn)流程，縮小占地面積。(6)利用換熱器將熱風(fēng)爐與干燥裝置分開，防止火星進入干燥器，避免爆炸現(xiàn)象發(fā) 生的機率，為提高干燥劑溫度、進行深度干燥提供安全保證。(7)干餾半焦的冷卻采用干燥排煙+半水噴淋的冷卻方式，不但可以提高半焦質(zhì) 量，還可以省掉后部干燥工序，技術(shù)優(yōu)勢明顯。(8)利用半焦冷卻廢氣預(yù)熱空氣，可回收廢氣余熱，同時獲得冷卻水，冷卻水回收 可用于半焦冷卻噴水、發(fā)生爐煤氣氣化劑、焦油冷卻劑等。中水的循環(huán)使用，大幅度凈化外 排煙氣，減少了水蒸氣所攜帶的大量有害氣體排放，同時，中水的循環(huán)回用，省去了大量的污水處理費用，既提高了整個系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，又提高了其環(huán)境效益。(9)本工藝可以生產(chǎn)出高指標(biāo)干燥煤、干半焦、高熱值煤氣、高品質(zhì)焦油，具有完善 高效的能量循環(huán)利用體系，為產(chǎn)品的深度轉(zhuǎn)化提供了高質(zhì)量開放性接口。



圖1為本發(fā)明工藝流程圖。圖中破碎機1 ；篩分床2 ；干燥塔3 ；干燥劑換熱器4 ；干燥劑除塵器5 ；熱風(fēng)爐煙 氣除塵器6 ；煙囪7 ；煤氣發(fā)生爐8 ；熱風(fēng)爐9 ；熱管換熱器10 ；凝結(jié)水換熱器11 ；送風(fēng)機12 ； 水池13 ；熄焦除塵器14 ；干餾塔15 ；熄焦罐16 ；煤氣除塵器17 ；除焦油器18 ；間冷器19 ；煤 氣脫硫器20 ；煤氣柜21 ；蛟龍卸料器22，運焦車23。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明。參看圖1，以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝分為備煤流程、干燥 流程、干餾流程、熱源流程、煤氣及焦油處理流程、半焦冷卻輸送流程。備煤流程設(shè)備包括破碎機1、篩分床2及配套的煤炭傳送裝置，其主要作用是將 原煤破碎后進行篩分分級，按不同粒徑輸送到不同的位置。具體流程是原煤進入破碎機 1破碎后在篩分床2上進行篩分，粒徑大于25mm的煤炭返回破碎機1繼續(xù)破碎；粒徑介于 3-25mm的煤炭輸送入干燥塔3進行干燥；粒徑小于3mm的煤炭送入煤氣發(fā)生爐8中作為氣 化原料。干燥流程設(shè)備包括干燥塔3、干燥劑換熱器4、干燥劑除塵器5，其主要作用是去 除原煤中的部分水分。具體流程是煤炭在干燥塔3干燥過程中自生的水蒸汽作為干燥劑 (干燥劑穿過煤層時帶走煤中析出的水分形成干燥水蒸氣)，經(jīng)干燥劑除塵器5處理成潔凈 水蒸氣，該潔凈水蒸汽分成兩部分，一部分作為干燥劑被來自熱管換熱器10的廢氣余熱加 熱至規(guī)定溫度后，進入干燥塔3對煤炭進行干燥，干燥劑與煤炭進行逆叉流兩回程換熱，干 燥劑在兩回程間的溫度通過改變高溫干燥劑的摻入量來進行調(diào)節(jié)；另一部分潔凈水蒸汽被 引入熄焦罐16作為熄焦冷卻汽。干餾流程設(shè)備涉及干餾塔15，其作用是對干燥后的煤炭進行干餾，以獲得半焦、 煤氣、焦油產(chǎn)品。具體流程是干燥后的煤炭進入斜飼往復(fù)折返式干餾塔15中以規(guī)定的干 餾速度進行干餾，干餾介質(zhì)為被熱風(fēng)爐9產(chǎn)生的熱煙氣加熱到一定溫度的自產(chǎn)干餾煤氣， 干餾產(chǎn)物為高溫半焦、焦油及干餾煤氣。熱源流程設(shè)備包括熱風(fēng)爐煙氣除塵器6、煙囪7、煤氣發(fā)生爐8、熱風(fēng)爐9、熱管換 熱器10，其作用是為煤炭干燥、干餾過程提供熱量。具體流程是粒徑小于3mm的煤炭送入 煤氣發(fā)生爐8中進行煤氣化過程，發(fā)生爐煤氣從發(fā)生爐引出后，進入熱風(fēng)爐9燃燒產(chǎn)生高溫 煙氣，高溫?zé)煔膺M入熱管換熱器10，加熱來自煤氣除塵器17后部的潔凈干餾煤氣，自熱管 換熱器10引出的中溫?zé)釤煔膺M入干燥劑換熱器4加熱干燥劑，然后經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣除塵器6 除塵凈化后，經(jīng)煙囪7排入大氣；煤氣及焦油處理流程設(shè)備包括煤氣除塵器17、除焦油器18、間冷器19、煤氣脫硫 器20、煤氣柜21，具體流程是干餾煤氣引出干餾塔15后，首先進入煤氣除塵器17除塵，然后依次進入除焦油器18、間冷器19、煤氣脫硫器20進行分離及凈化處理，純凈的干餾煤氣 一部分進入煤氣柜21進行IGCC發(fā)電，另一部分進入熱管換熱器10加熱做為干餾介質(zhì)循環(huán) 使用；半焦冷卻輸送流程設(shè)備包括熄焦除塵器14、熄焦罐16、凝結(jié)水換熱器11、水池 13、絞龍卸料器22、運焦車23，其主要作用是降低半焦溫度，并凝結(jié)廢氣中的水蒸氣，將合 格的半焦輸送至儲焦場。具體流程是干餾后的熱半焦由干餾塔15最下一層進入熄焦罐16 進行干濕結(jié)合冷卻，首先，來自凝結(jié)水換熱器11的凝結(jié)水被噴灑在熱半焦上，然后利用來 自干燥劑除塵器5的低溫水蒸氣沖刷熱半焦，將熱半焦冷卻到200°C后進入蛟龍卸料器22， 然后由運焦車23將合格的半焦輸送至儲焦場；冷卻介質(zhì)離開熄焦罐16后經(jīng)熄焦除塵器14 除塵，然后在凝結(jié)水換熱器11中向煤氣發(fā)生爐8氣化劑放熱凝結(jié)，不但回收了冷卻介質(zhì)中 的大量水分，而且回收了熱半焦產(chǎn)生顯熱。同時，氣化劑(空氣)得到預(yù)熱，增加了煤氣發(fā) 生爐水蒸氣氣化劑的添加量，使發(fā)生爐煤氣中的氫密度提高，在一定程度上提高了燃料的 清潔性。凝結(jié)水則進入熄焦罐16用于熄焦噴水，從而實現(xiàn)中水循環(huán)利用，省去大量污水處 理費用。本發(fā)明上述工藝流程通過自動控制系統(tǒng)控制，自動控制系統(tǒng)的作用是對整個生產(chǎn) 流程的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)進行自動檢測、傳輸、顯示并進行調(diào)控。
權(quán)利要求
一種以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝，工藝流程包括備煤流程、干燥流程、干餾流程、熱源流程、煤氣及焦油處理流程、半焦冷卻輸送流程，其特征在于a.備煤流程原煤進入破碎機破碎后在篩分床上進行篩分，粒徑大于25mm的煤炭返回破碎機繼續(xù)破碎；粒徑介于3-25mm的煤炭輸送入干燥塔進行干燥；粒徑小于3mm的煤炭送入煤氣發(fā)生爐中作為氣化原料；b.干燥流程煤炭在干燥塔干燥過程中自生的水蒸汽作為干燥劑，經(jīng)干燥劑除塵器處理成潔凈水蒸氣，該潔凈水蒸汽分成兩部分，一部分作為干燥劑被來自熱管換熱器的廢氣余熱加熱至規(guī)定溫度后，進入干燥塔對煤炭進行干燥，干燥劑與煤炭進行逆叉流兩回程換熱，干燥劑在兩回程間的溫度通過改變高溫干燥劑的摻入量來進行調(diào)節(jié)；另一部分潔凈水蒸汽被引入熄焦罐作為熄焦冷卻汽；c.干餾流程干燥后的煤炭進入斜飼往復(fù)折返式干餾塔中以規(guī)定的干餾速度進行干餾，干餾介質(zhì)為被熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱煙氣加熱到一定溫度的自產(chǎn)干餾煤氣，干餾產(chǎn)物為高溫半焦、焦油及干餾煤氣；d.熱源流程粒徑小于3mm的煤炭送入煤氣發(fā)生爐中進行煤氣化過程，發(fā)生爐煤氣從發(fā)生爐引出后，進入熱風(fēng)爐燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔膺M入熱管換熱器，加熱來自煤氣除塵器后部的潔凈干餾煤氣，自熱管換熱器引出的中溫?zé)釤煔膺M入干燥劑換熱器加熱干燥劑，然后經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣除塵器除塵凈化后，經(jīng)煙囪排入大氣；e.煤氣及焦油處理流程干餾煤氣引出干餾塔后，首先進入煤氣除塵器除塵，然后依次進入除焦油器、間冷器、煤氣脫硫器進行分離及凈化處理，純凈的干餾煤氣一部分進入氣柜進行IGCC發(fā)電，另一部分進入熱管換熱器加熱做為干餾介質(zhì)循環(huán)使用；f.半焦冷卻輸送流程干餾后的熱半焦由干餾塔最下一層進入熄焦罐進行干濕結(jié)合冷卻，首先，來自凝結(jié)水換熱器的凝結(jié)水被噴灑在熱半焦上，然后利用來自干燥劑除塵器的低溫水蒸氣沖刷熱半焦，將熱半焦冷卻到200℃后進入蛟龍卸料器；冷卻介質(zhì)離開熄焦罐后經(jīng)熄焦除塵器除塵，然后在凝結(jié)水換熱器中向煤氣發(fā)生爐氣化劑放熱凝結(jié)，凝結(jié)水則循環(huán)進入熄焦罐用于熄焦噴水。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤炭低溫干餾工藝，特別是一種以干餾煤氣為載熱質(zhì)的高效褐煤低溫干餾提質(zhì)工藝。它包括備煤流程、干燥流程、干餾流程、熱源流程、煤氣及焦油處理流程、半焦冷卻輸送流程，它以干燥塔自生水蒸汽作為褐煤的干燥介質(zhì)；以發(fā)生爐煤氣為熱源加熱自產(chǎn)干餾煤氣作為干餾介質(zhì)；以發(fā)生爐煤氣作為熱風(fēng)爐燃料；干餾半焦的冷卻采用干燥排煙+半水噴淋的冷卻方式；將凝結(jié)水用于熄焦水、發(fā)生爐煤氣氣化劑、焦油冷卻劑。本工藝可以生產(chǎn)出高指標(biāo)干燥煤、干半焦，高熱值煤氣，高品質(zhì)焦油，具有完善高效的能量循環(huán)利用體系，同時，可以做到不用外部自然水，幾乎無外排水，節(jié)省大量污水處理費用，為用戶創(chuàng)造最高的經(jīng)濟效益，具有巨大的經(jīng)濟技術(shù)及市場競爭力。
文檔編號C10B53/04GK101812310SQ20101016619
公開日2010年8月25日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者寧建華, 康占肖, 張玉珠, 楊建山, 王子兵, 王春波, 邵淑華 申請人:河北理工大學(xué)