專利名稱：低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭深加工的設(shè)備，尤其是基于低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn) 設(shè)備。技術(shù)背景我國低階煤資源豐富，在我國的煤炭資源中，以揮發(fā)分較高的年輕煤比例較大，揮 發(fā)分大于30%的低階煤約占全國煤炭儲量的75%以上，其中揮發(fā)分在35%以上的年輕煤 約占全國煤炭儲量的50%，大多數(shù)為褐煤、長焰煤、不粘煤和弱粘煤等低階煤，例如其中的 褐煤占全國探明保有資源量的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，不利于長距離運(yùn)輸，使得褐煤的開采和利用受到限制。長焰煤，不粘煤和弱粘 煤是未來西部地區(qū)如新疆、陜北，寧夏和內(nèi)蒙等礦區(qū)開采的主要煤種。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)煙氣中的氧氣對煤產(chǎn)生部分 氧化作用。目前所開發(fā)的固體熱載體的工藝存在著共同的問題之一是干餾粗煤氣中攜帶半 焦細(xì)粒。如美國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) 的長期運(yùn)行。大連理工大學(xué)開發(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)問題也未徹底解 決。美國油頁巖公司開發(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，在磨損性上存在問題。瓷球在大 直徑的滾動(dòng)床中跌落、撞擊和摩擦，對瓷球在高溫的強(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有形成可觀的 產(chǎn)業(yè)規(guī)模。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題鑒于已有技術(shù)存在的問題，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)設(shè)備。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)設(shè)備，包括(a)氣體處 理系統(tǒng)和(b)固體處理系統(tǒng)，其特征在于(a)氣體處理系統(tǒng)[0009]鼓風(fēng)機(jī)出口與煤氣凈化系統(tǒng)分離出的部分凈煤氣接往煤氣燃燒器，其后連接有煤 氣燃燒爐，熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)口端連接于煤氣燃燒爐，出口端通往固體熱載體 預(yù)熱器的煙氣進(jìn)口端，固體熱載體預(yù)熱器的煙氣出口端接有高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥；振動(dòng)干餾 床上端的粗煤氣由管路連接到煤氣凈化工段；(b)固體處理系統(tǒng)原煤破碎機(jī)出口與粉煤螺旋輸送機(jī)進(jìn)口相連，粉煤螺旋輸送機(jī)出口連接到振動(dòng)干 餾床的粉煤進(jìn)口端；固體熱載體預(yù)熱器的出口端接有高溫螺旋輸送機(jī)，高溫螺旋輸送機(jī)出 口端連入振動(dòng)干餾床的高溫固體熱載體進(jìn)口端；振動(dòng)干餾床的混合物料出口端接入下一階 振動(dòng)干餾床或接入振動(dòng)篩分機(jī)；振動(dòng)篩分機(jī)的固體熱載體出口端通往高溫斗式提升機(jī)入口 端，高溫斗式提升機(jī)出口端連接到固體熱載體預(yù)熱器入口端；振動(dòng)篩分機(jī)的粉焦出口端通 往螺旋攪拌輸送機(jī)。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)作用下，高溫固體 熱載體和粉煤迅速混合，通過熱交換實(shí)現(xiàn)對粉煤干餾，期間產(chǎn)生的粗煤氣通過粗煤氣出口 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)。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 爐，本發(fā)明干餾階段不引入空氣，不會發(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；相比美國固體熱載體煤熱解蓋瑞特(Garrett)工 藝和大連理工大學(xué)開發(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)干餾過程中， 由于固體熱載體與粉煤相對運(yùn)動(dòng)速度小，荒煤氣不攜帶細(xì)焦粒，避免干餾過程中生成的焦 油和細(xì)顆粒半焦附著管路內(nèi)壁，確保系統(tǒng)的長期運(yùn)行；相比美國油頁巖公司開發(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，無形增加工藝運(yùn)營成本，本發(fā)明在混合物料振動(dòng)干餾過程中，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，節(jié)省運(yùn)營成本。通過與國內(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)設(shè)備。
附圖是本發(fā)明的設(shè)備系統(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)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限定。附圖所示本發(fā)明的低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，由氣體處理系統(tǒng) 和固體處理系統(tǒng)組成，其中氣體處理系統(tǒng)構(gòu)造如下鼓風(fēng)機(jī)(1)出口與煤氣凈化系統(tǒng)分離 出的部分凈煤氣接往煤氣燃燒器O)，其后連接有煤氣燃燒爐(3)，熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng) 機(jī)(5)的進(jìn)口端連接于煤氣燃燒爐(3)，出口端通往固體熱載體預(yù)熱器(5)的煙氣進(jìn)口端， 固體熱載體預(yù)熱器( 的煙氣出口端接有高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)；振動(dòng)干餾床(10)上端的 粗煤氣由管路連接到煤氣凈化工段；固體處理系統(tǒng)構(gòu)造如下原煤破碎機(jī)(8)出口與粉煤 螺旋輸送機(jī)(9)進(jìn)口相連，粉煤螺旋輸送機(jī)(9)出口連接到振動(dòng)干餾床(10)的粉煤進(jìn)口 端；固體熱載體預(yù)熱器( 的出口端接有高溫螺旋輸送機(jī)(7)，高溫螺旋輸送機(jī)(7)出口端 連入振動(dòng)干餾床(10)的高溫固體熱載體進(jìn)口端；振動(dòng)干餾床的混合物料出口端接入下一 階振動(dòng)干餾床(10)或接入振動(dòng)篩分機(jī)(11)；振動(dòng)篩分機(jī)(11)的固體熱載體出口端通往高 溫斗式提升機(jī)(12)入口端，高溫斗式提升機(jī)出口端連接到固體熱載體預(yù)熱器(5)入口端； 振動(dòng)篩分機(jī)(11)的粉焦出口端通往螺旋攪拌輸送機(jī)(13)。本發(fā)明的工作流程是將原煤用破碎機(jī)(8)破碎至3_6mm粒徑，通過粉煤螺旋輸送 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 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)過深加工分離出粗苯、粗酚、浙青等，浙青通 過浙青改性制備黏結(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)過螺旋攪拌輸送 機(jī)(1 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C3)、熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)、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)(1 組成；鼓風(fēng)機(jī)(1)鼓入適量空氣與 凈化煤氣經(jīng)過煤氣燃燒器( 點(diǎn)燃后于煤氣燃燒爐C3)中燃燒，產(chǎn)生800 900°C煙氣通過 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(5)的高溫?zé)煔饬浚M(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)設(shè)備，包括(a)氣體處理系統(tǒng)和(b)固體處理 系統(tǒng)，其特征在于(a)氣體處理系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)(1)出口與煤氣凈化系統(tǒng)分離出的部分凈煤氣接往煤氣燃燒器O)，其后連接 有煤氣燃燒爐(3)，熱煙氣高溫高壓循環(huán)風(fēng)機(jī)(5)的進(jìn)口端連接于煤氣燃燒爐(3)，出口端 通往固體熱載體預(yù)熱器(5)的煙氣進(jìn)口端，固體熱載體預(yù)熱器(5)的煙氣出口端接有高溫 排煙調(diào)節(jié)蝶閥(6)；振動(dòng)干餾床(10)上端的粗煤氣由管路連接到煤氣凈化工段；(b)固體處理系統(tǒng)原煤破碎機(jī)(8)出口與粉煤螺旋輸送機(jī)(9)進(jìn)口相連，粉煤螺旋輸送機(jī)(9)出口連 接到振動(dòng)干餾床(10)的粉煤進(jìn)口端；固體熱載體預(yù)熱器(5)的出口端接有高溫螺旋輸送 機(jī)(7)，高溫螺旋輸送機(jī)(7)出口端連入振動(dòng)干餾床(10)的高溫固體熱載體進(jìn)口端；振動(dòng) 干餾床的混合物料出口端接入下一階振動(dòng)干餾床(10)或接入振動(dòng)篩分機(jī)(11)；振動(dòng)篩分 機(jī)(11)的固體熱載體出口端通往高溫斗式提升機(jī)(1 入口端，高溫斗式提升機(jī)出口端連 接到固體熱載體預(yù)熱器( 入口端；振動(dòng)篩分機(jī)(11)的粉焦出口端通往螺旋攪拌輸送機(jī) (13)。
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)設(shè)備，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)設(shè)備，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5°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，通過熱交換實(shí)現(xiàn)對粉煤干餾，期間產(chǎn)生的粗煤氣通 過粗煤氣出口導(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)。
專利摘要低階煤振動(dòng)床固體熱載體熱解多聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，包括氣體處理系統(tǒng)和(b)固體處理系統(tǒng)。氣體處理系統(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)，高溫排煙調(diào)節(jié)蝶閥構(gòu)成。固體處理系統(tǒng)由破碎機(jī)、煤粉螺旋輸送機(jī)、載體預(yù)熱器、高溫螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)干餾床、振動(dòng)篩分機(jī)、高溫斗式提升機(jī)、螺旋攪拌輸送機(jī)組成。本設(shè)備具有干餾產(chǎn)物粉半焦灰分低，煤氣熱值高，有用組分高；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)長期運(yùn)行；固體熱載體之間摩擦和碰撞幾率小，使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)備是一種在技術(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)設(shè)備。
文檔編號C10K1/00GK201825919SQ201020584768
公開日2011年5月11日 申請日期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 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)