專利名稱：低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭深加工的工藝，尤其是基于低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)低階煤資源豐富，在我國(guó)的煤炭資源中，以揮發(fā)分較高的年輕煤比例較大，揮發(fā)分大于30%的低階煤約占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的75%以上，其中揮發(fā)分在35%以上的年輕煤約占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的50%，大多數(shù)為褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤和弱粘煤等低階煤，例如其中的褐煤占全國(guó)探明保有資源量的12.7%。褐煤水分高、灰分高、揮發(fā)分高、熱值低、灰熔點(diǎn)低、 易風(fēng)化自燃，不利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，使得褐煤的開(kāi)采和利用受到限制。長(zhǎng)焰煤，不粘煤和弱粘煤是未來(lái)西部地區(qū)如新疆、陜北，寧夏和內(nèi)蒙等礦區(qū)開(kāi)采的主要煤種。除了作為發(fā)電和產(chǎn)生煤氣的技術(shù)路線以外，為了充分合理利用寶貴的煤炭資源，需要多渠道有效利用。煤炭熱解干餾是其中一項(xiàng)重要的方式，它將提供氣、液、固多種初級(jí)原料，為煤化工的下游延伸提供良好的基礎(chǔ)。低階煤干餾提質(zhì)正在或已經(jīng)開(kāi)發(fā)多種工藝技術(shù)，根據(jù)熱載體類型分為氣體熱載體和固體熱載體。其中氣體熱載體的干餾工藝大多采用高溫?zé)煔庾鳛橹苯觽鳠岬妮d體，由此帶來(lái)煤氣中惰性組分高，煤氣發(fā)熱量低，不利于后期利用，同時(shí)煙氣中的氧氣對(duì)煤產(chǎn)生部分氧化作用。目前所開(kāi)發(fā)的固體熱載體的工藝存在著共同的問(wèn)題之一是干餾粗煤氣中攜帶半焦細(xì)粒。如美國(guó)固體熱載體煤熱解蓋瑞特(Garrett)工藝，用部分半焦作為熱載體實(shí)現(xiàn)煤的快速加熱，生成的焦油和細(xì)顆粒的半焦附著在旋風(fēng)分離器和冷卻管路的內(nèi)壁，影響系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行。大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的褐煤固體熱載體干餾工藝，煤焦混合物被送入干餾反應(yīng)器完成熱解過(guò)程，但半焦細(xì)粒與重質(zhì)焦油在旋風(fēng)分離器內(nèi)壁凝集等技術(shù)問(wèn)題也未徹底解決。美國(guó)油頁(yè)巖公司開(kāi)發(fā)的多思科(T0SC0AL)滾動(dòng)床工藝，用陶瓷球作為熱載體的煤炭低溫?zé)峤夥椒?，由于瓷球被反?fù)加熱到600°C以上循環(huán)使用，在磨損性上存在問(wèn)題。瓷球在大直徑的滾動(dòng)床中跌落、撞擊和摩擦，對(duì)瓷球在高溫的強(qiáng)度和耐磨性提出挑戰(zhàn)，由此也阻礙了技術(shù)的進(jìn)一步推廣?？傮w上看，受技術(shù)、材料和成本等因素制約，低階煤熱解工藝大多沒(méi)有形成可觀的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題鑒于已有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明目的是提供一種在技術(shù)、材料和成本等方面都可行的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝。技術(shù)方案本發(fā)明的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，包括(a)原料煤破碎、(b)粉煤和高溫固體熱載體混合振動(dòng)干餾、(C)產(chǎn)物分離和循環(huán)利用、(d)干餾產(chǎn)物深加工四部分，其步驟如下
(a)原料煤破碎將低階煤用破碎機(jī)粉碎至3 6mm粒級(jí)以下；(b)粉煤和高溫固體熱載體混合振動(dòng)干餾通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)把高溫固體熱載體輸送至振動(dòng)干餾床，同時(shí)使用煤粉螺旋輸送機(jī)把粉煤送至振動(dòng)干餾床，振動(dòng)干餾床內(nèi)高溫固體熱載體和粉煤迅速混合，高溫固體熱載體以熱傳遞、熱傳導(dǎo)和熱輻射的形式向粉煤提供熱量，進(jìn)而達(dá)到粉煤干餾熱解目的；(C)產(chǎn)物分離和循環(huán)利用混合干餾后的物質(zhì)有粗煤氣，粉半焦和固體熱載體；(C-I)粗煤氣，通過(guò)振動(dòng)干餾床上端的粗煤氣出口，在引風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)下進(jìn)入煤氣凈化工段；(C-2)粉半焦和固體熱載體，通過(guò)振動(dòng)篩分機(jī)實(shí)現(xiàn)粉半焦和固體熱載體分離，分離后的固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)運(yùn)至固體熱載體預(yù)熱器；(d)干餾產(chǎn)物深加工干餾產(chǎn)物包括粗煤氣和粉半焦；(d-Ι)粗煤氣，經(jīng)過(guò)凈化工段凈化后，凈煤氣的其中一部分運(yùn)往固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)，其余部分運(yùn)往合成氣工段；煤氣凈化過(guò)程中分離出的焦油，通過(guò)焦油深加工制得粗酚、浙青等；浙青經(jīng)過(guò)浙青改性制成黏結(jié)劑；(d-2)粉半焦，與改性后的浙青黏結(jié)劑伴以其他添加劑，經(jīng)過(guò)螺旋攪拌輸送機(jī)混合攪拌后，通過(guò)成型機(jī)壓制型煤，型煤二次炭化后制得型焦。上述的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于上述的振動(dòng)干餾床包括一階干餾床和多階干餾床，具體階數(shù)取決于干餾煤種。上述的振動(dòng)干餾床上側(cè)有高溫固體熱載體入口、粉煤入口、粗煤氣出口及固體熱載體粉煤混合物出口 ；振動(dòng)干餾床入口端比出口端高，與水平面呈2°夾角，以便高溫固體熱載體和粉煤下行；高溫固體熱載體和粉煤進(jìn)入振動(dòng)干餾床，在振動(dòng)電機(jī)的作用下，高溫固體熱載體和粉煤迅速混合，通過(guò)熱交換實(shí)現(xiàn)對(duì)粉煤的干餾，期間產(chǎn)生的粗煤氣通過(guò)粗煤氣出口導(dǎo)出振動(dòng)干餾床；高溫固體熱載體和粉煤振動(dòng)下行，從混合物出口導(dǎo)出并進(jìn)入下一階振動(dòng)干餾床或振動(dòng)篩分機(jī)。上述的固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、煤氣燃燒器、煤氣燃燒爐、熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)、固體熱載體預(yù)熱器、高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥和高溫斗式提升機(jī)組成；鼓風(fēng)機(jī)鼓入空氣與凈化煤氣經(jīng)過(guò)煤氣燃燒器點(diǎn)燃后于煤氣燃燒爐中燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)送入固體熱載體預(yù)熱器對(duì)固體熱載體加熱，加熱后的高溫固體熱載體通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)輸送至振動(dòng)干餾床，從振動(dòng)篩分機(jī)分離出的固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)運(yùn)往固體熱載體預(yù)熱器，高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥用于控制固體熱載體預(yù)熱器的高溫?zé)煔饬?。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出之處在于由于加熱的是粉煤，高溫固體熱載體與粉煤接觸面積大，傳熱效率高，促使粉煤快速熱解。相比傳統(tǒng)制半焦的空腹?fàn)t，本發(fā)明干餾階段不引入空氣，不會(huì)發(fā)生燃燒或氧化現(xiàn)象，干餾產(chǎn)物粉半焦的灰分低，煤氣熱值和有用組分的含量得到很大的；相比美國(guó)固體熱載體煤熱解蓋瑞特(Garrett)工藝和大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的褐煤固體熱載體干餾工藝，本發(fā)明在混合物料振動(dòng)干餾過(guò)程中， 由于固體熱載體與粉煤相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小，荒煤氣不攜帶細(xì)焦粒，避免干餾過(guò)程中生成的焦油和細(xì)顆粒半焦附著管路內(nèi)壁，確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行；相比美國(guó)油頁(yè)巖公司開(kāi)發(fā)的多思科 (T0SC0AL)滾動(dòng)床工藝，該工藝的固體熱介質(zhì)在大直徑的滾動(dòng)床中跌落、撞擊和摩擦，固體熱介質(zhì)損耗比較嚴(yán)重，無(wú)形增加工藝運(yùn)營(yíng)成本，本發(fā)明在混合物料振動(dòng)干餾過(guò)程中，由于固體熱載體被粉煤包圍，固體熱載體之間摩擦和碰撞幾率減少，固體熱載體使用壽命得到很大延長(zhǎng)，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)與國(guó)內(nèi)外多種煤干餾技術(shù)比較，本發(fā)明能夠提供一種在技術(shù)、材料和成本等方面都可行的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明的設(shè)備裝置系統(tǒng)圖。圖中1-鼓風(fēng)機(jī)，2-煤氣燃燒器，3-煤氣燃燒爐，4-熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)， 5-固體熱載體預(yù)熱器，6-高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥，7-高溫螺旋輸送機(jī)，8-破碎機(jī)，9-粉煤螺旋輸送機(jī)，10"振動(dòng)干餾床，11-振動(dòng)篩分機(jī)，12-高溫斗式提升機(jī)，13-螺旋攪拌輸送機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1、圖2所示將原煤用破碎機(jī)(8)破碎至3 6mm粒徑，通過(guò)粉煤螺旋輸送機(jī) (9)送至振動(dòng)干餾床(10)的粉煤入口處，同時(shí)經(jīng)過(guò)固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)加熱的高溫固體熱載體通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)(7)把高溫固體熱載體輸送至振動(dòng)干餾床(10)的固體熱載體入口處。高溫固體熱載體和粉煤在振動(dòng)干餾床(10)的床層上迅速混合，高溫固體熱載體將熱量傳遞給粉煤，使粉煤中的揮發(fā)分大量析出，產(chǎn)生的粗煤氣在引風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)下通過(guò)振動(dòng)干餾床(10)的粗煤氣出口進(jìn)入煤氣凈化工段，凈化后的一部分煤氣通往固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)；煤氣凈化工段產(chǎn)生的煤焦油經(jīng)過(guò)深加工分離出粗苯、粗酚、浙青等，浙青通過(guò)浙青改性制備黏結(jié)劑。振動(dòng)干餾床(10)內(nèi)高溫固體熱載體和粉煤混合振動(dòng)下行，從混合物出口導(dǎo)出并進(jìn)入下一階振動(dòng)干餾床(10)或振動(dòng)篩分機(jī)(11)，從振動(dòng)干餾床(10)混合物出口導(dǎo)入振動(dòng)篩分機(jī)(11)的混合物根據(jù)粒徑的懸殊在振動(dòng)篩的作用下分離為粉半焦和固體熱載體。其中固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)(1 運(yùn)往固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)固體熱載體的循環(huán)利用；粉半焦與改性后的浙青黏結(jié)劑伴以其他添加劑經(jīng)過(guò)螺旋攪拌輸送機(jī) (13)運(yùn)往成型機(jī)，壓制為型煤，二次高溫炭化制備型焦。固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)(1)、煤氣燃燒器( 、煤氣燃燒爐(；3)、熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)G)、固體熱載體預(yù)熱器(5)、高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)和高溫斗式提升機(jī) (12)組成；鼓風(fēng)機(jī)(1)鼓入適量空氣與凈化煤氣經(jīng)過(guò)煤氣燃燒器( 點(diǎn)燃后于煤氣燃燒爐 (3)中燃燒，產(chǎn)生800 900°C煙氣通過(guò)煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)送入固體熱載體預(yù)熱器 (5)對(duì)固體熱載體加熱，高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)用于控制固體熱載體預(yù)熱器( 的高溫?zé)煔饬?，進(jìn)而控制古日熱載體預(yù)熱器(5)的環(huán)境溫度，加熱至700 750°C高溫固體熱載體通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)(7)輸送至振動(dòng)干餾床(10)，從振動(dòng)篩分機(jī)(11)分離出的固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)(1 運(yùn)往固體熱載體預(yù)熱器(5)，實(shí)現(xiàn)固體熱載體的循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1.低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于，包括(a)原料煤破碎、(b) 粉煤和高溫固體熱載體混合振動(dòng)干餾、(c)產(chǎn)物分離和循環(huán)利用、⑷干餾產(chǎn)物深加工四部分，其步驟如下(a)原料煤破碎將低階煤用破碎機(jī)⑶粉碎至3 6mm粒級(jí)以下；(b)粉煤和高溫固體熱載體混合振動(dòng)干餾通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)(7)把高溫固體熱載體輸送至振動(dòng)干餾床(10)，同時(shí)使用煤粉螺旋輸送機(jī)(9)把粉煤送至振動(dòng)干餾床(10)，振動(dòng)干餾床內(nèi)高溫固體熱載體和粉煤迅速混合，高溫固體熱載體以熱傳遞、熱傳導(dǎo)和熱輻射形式向粉煤提供熱量，進(jìn)而達(dá)到粉煤干餾熱解目的；(c)產(chǎn)物分離和循環(huán)利用混合干餾后的物質(zhì)有粗煤氣，粉半焦和固體熱載體；(c-1)粗煤氣，通過(guò)振動(dòng)干餾床(10)上端粗煤氣出口，在引風(fēng)機(jī)引導(dǎo)下進(jìn)入煤氣凈化工段；(c-2)粉半焦和固體熱載體，通過(guò)振動(dòng)篩分機(jī)(11)實(shí)現(xiàn)粉半焦和固體熱載體分離，分離后固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)(1 運(yùn)至固體熱載體預(yù)熱器(5)；(d)干餾產(chǎn)物深加工干餾產(chǎn)物包括粗煤氣和粉半焦；(d-Ι)粗煤氣，經(jīng)過(guò)凈化工段凈化后，凈煤氣其中一部分通往固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)，其余部分運(yùn)往合成氣工段；煤氣凈化過(guò)程中分離出焦油，通過(guò)焦油深加工制得粗酚、浙青等；浙青經(jīng)過(guò)浙青改性制成黏結(jié)劑；(d-2)粉半焦，與改性后的浙青黏結(jié)劑伴以其他添加劑，經(jīng)過(guò)螺旋攪拌輸送機(jī)(13)混合攪拌后，通過(guò)成型機(jī)壓制型煤，型煤二次炭化后制得型焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于上述的振動(dòng)干餾床(10)包括一階干餾床和多階干餾床，具體階數(shù)取決于干餾煤種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于上述的振動(dòng)干餾床(10)上側(cè)有高溫固體熱載體入口、粉煤入口、粗煤氣出口及固體熱載體粉煤混合物出口 ；振動(dòng)干餾床(10)入口端比出口端高，與水平面呈2°夾角，以便高溫固體熱載體和粉煤下行；高溫固體熱載體和粉煤進(jìn)入振動(dòng)干餾床(10)，在振動(dòng)電機(jī)作用下，高溫固體熱載體和粉煤迅速混合，通過(guò)熱交換實(shí)現(xiàn)對(duì)粉煤干餾，期間產(chǎn)生的粗煤氣通過(guò)粗煤氣出口導(dǎo)出振動(dòng)干餾床；高溫固體熱載體和粉煤振動(dòng)下行，從混合物出口導(dǎo)出并進(jìn)入下一階振動(dòng)干餾床(10)或振動(dòng)篩分機(jī)(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于上述的固體熱載體預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)(1)、煤氣燃燒器O)、煤氣燃燒爐(3)、熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)G)、固體熱載體預(yù)熱器(5)、高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)和高溫斗式提升機(jī)(12)組成；鼓風(fēng)機(jī)(1)鼓入空氣與凈化煤氣經(jīng)過(guò)煤氣燃燒器( 點(diǎn)燃后于煤氣燃燒爐(；3)中燃燒， 產(chǎn)生高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)(4)送入固體熱載體預(yù)熱器( 對(duì)固體熱載體加熱，加熱后高溫固體熱載體通過(guò)高溫螺旋輸送機(jī)(7)輸送至振動(dòng)干餾床(10)，從振動(dòng)篩分機(jī)(11)分離出的固體熱載體通過(guò)高溫斗式提升機(jī)(1 運(yùn)往固體熱載體預(yù)熱器(5)，高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)用于控制固體熱載體預(yù)熱器(5)的高溫?zé)煔饬俊?br> 全文摘要
低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，工藝流程如下粉煤和高溫固體熱載體在振動(dòng)干餾床內(nèi)混合干餾，干餾過(guò)程產(chǎn)生的粗煤氣進(jìn)入煤氣凈化工段，分離出的焦油通過(guò)焦油深加工和瀝青改性制得粗酚、瀝青黏結(jié)劑等，干餾產(chǎn)物粉半焦與瀝青黏結(jié)劑伴以其他添加劑成型壓球，二次炭化制得型焦。本發(fā)明干餾期間不發(fā)生燃燒或氧化現(xiàn)象，產(chǎn)物粉半焦灰分低，煤氣熱值高，有用組分高；固體熱載體與粉煤相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小，荒煤氣不攜帶細(xì)焦粒，避免焦油和細(xì)顆粒附著管路內(nèi)壁，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行；固體熱載體被粉煤包圍，固體熱載體之間摩擦和碰撞幾率減少，使用壽命得到延長(zhǎng)。本工藝是一種在技術(shù)、材料和成本等方面都可行的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)C10C3/00GK102453489SQ201010528858
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月24日
發(fā)明者武建軍 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)