本發(fā)明提供年輕煤下行循環(huán)床毫秒熱解提質(zhì)工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。

2.

背景技術(shù)：

我國低階煤儲量豐富，具有水含量高，氧含量高，揮發(fā)分高，熱值低等特點(diǎn)，在現(xiàn)代大規(guī)模機(jī)械化開采的條件下產(chǎn)生較多粉煤易風(fēng)化和自燃，而且產(chǎn)地大都在偏遠(yuǎn)地區(qū)，交通不便，使得低階煤不適合長途運(yùn)輸，應(yīng)用受到很大限制。目前我國低階煤大部分用于直接燃燒發(fā)電，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和大量溫室氣體排放，發(fā)電效率低，煤炭資源綜合利用率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。將低階煤進(jìn)行熱解提質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)半焦同時副產(chǎn)焦油和煤氣是一種工藝過程相對簡捷、投資較少、經(jīng)濟(jì)性較好的技術(shù)，不僅解決了能源遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，而且可以進(jìn)行綜合加工利用，具有很強(qiáng)的競爭力，對于我國發(fā)展能源多元化戰(zhàn)略意義重大，符合國家產(chǎn)業(yè)政策及未來發(fā)展方向。也是多元化能源的重要發(fā)展方向之一。

低階煤熱解工藝按加熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式兩類：外熱式熱效率低，煤料加熱不均，揮發(fā)產(chǎn)物的二次分解嚴(yán)重，焦油產(chǎn)量低，裝置難以大型化，因此這類技術(shù)一般只用于實(shí)驗(yàn)室，大型工業(yè)化煤熱解過程很難實(shí)現(xiàn)；內(nèi)熱式工藝?yán)脷怏w熱載體或固體熱載體把熱量直接傳遞給煤料，使煤發(fā)生熱解反應(yīng)，克服了外熱式的缺點(diǎn)，具有熱質(zhì)傳遞速度快、加熱均勻、揮發(fā)份二次分解少，焦油產(chǎn)量高，裝置易于大型化等優(yōu)勢。

內(nèi)熱式工藝包括氣體熱載體熱解工藝和固體熱載體熱解工藝，其中：氣體熱載體熱解工藝通常是將燃料燃燒的煙氣引入熱解室，代表性的有美國的COED工藝、ENCOAL工藝和波蘭的雙沸騰床工藝等。固體熱載體熱解工藝則利用高溫半焦或其他的高溫固體物料與煤在熱解室內(nèi)混合，利用熱載體的顯熱將煤熱解。與氣體熱載體熱解工藝相比，固體熱載體熱解避免了煤熱解析出的揮發(fā)產(chǎn)物被煙氣稀釋，同時降低了冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷，工藝優(yōu)勢明顯。但現(xiàn)有低階煤固體熱載體快速熱解技術(shù)存在油中帶灰、機(jī)械運(yùn)動部件高溫磨損、裝置放大效應(yīng)以及設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行等難題，成為制約低階煤快速熱解的技術(shù)瓶頸，急需依據(jù)低階煤熱解反應(yīng)特性開發(fā)能夠消除油中帶灰、熱傳遞好、能量利用合理的低階煤熱解提質(zhì)技術(shù)和設(shè)備。

本發(fā)明人發(fā)明了一種低階煤下行循環(huán)流化床熱解提質(zhì)工藝，解決了低階煤流化床熱解提質(zhì)的油中帶灰難題，又合理利用了熱能和低級煤粘結(jié)性，還得到了高附加值的焦油和燃?xì)猓颂豳|(zhì)煤返潮現(xiàn)象，但存在由于熱解半焦直接成型，揮發(fā)分較高，只能用作型煤，附加值低；使用低階煤細(xì)粉作為粘結(jié)劑，需要500℃以上的熱壓才能成型，對熱壓成型機(jī)要求太高，故障不斷，難以保證長周期平穩(wěn)運(yùn)行；另外低階煤細(xì)粉粘結(jié)力不足，型焦強(qiáng)度不高等亟待解決的難題和瓶頸，阻礙了低階煤下行循環(huán)流化床熱解提質(zhì)工藝的工業(yè)化推廣。

3.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有煤熱解提質(zhì)技術(shù)存在的不足而提出的一種年輕煤下行循環(huán)床毫秒熱解提質(zhì)工藝，既解決了低階煤流化床熱解提質(zhì)的油中帶灰難題，又合理利用了熱能和細(xì)煤粉，還得到了高附加值的不同焦油餾分、型焦和燃?xì)?，解決了半焦熱壓成型的難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的是通過將低階煤和半焦分級分離，大中顆粒煤和大中顆粒半焦通過下行熱解反應(yīng)器毫秒熱解、細(xì)煤粉和部分大中顆粒半焦以及細(xì)焦粉回收熱量后通過煤瀝青熱壓成型，達(dá)到快速混合、傳熱、熱解和分離，從源頭上消除油中帶灰，同時實(shí)現(xiàn)中低溫?zé)釅撼尚?。其特征是將大量小?mm的年輕煤經(jīng)煙氣提升管干燥和提升，煤顆粒被二級氣固分離器分級分離，煙氣外排，細(xì)顆粒煤進(jìn)入熱煤料倉通過料閥流入一級下行混合管與細(xì)半焦粉混合，大中顆粒年輕煤經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器在下行熱解反應(yīng)器頂端與通過高溫半焦返料閥下落的高溫循環(huán)半焦迅速實(shí)現(xiàn)快速混合升溫與毫秒熱解，在反應(yīng)器立管下部油氣與半焦在氣固分離器作用下快速分離；熱解油氣經(jīng)分餾塔獲得不同餾分油品和煤氣，半焦通過空氣輸送的返料閥進(jìn)入燒焦提升管燃燒加熱；加熱后的高溫半焦經(jīng)兩級氣固分離器與煙氣分級分離后，煙氣經(jīng)過廢熱鍋爐后被引到煙氣提升管底部提升和干燥小于6mm的年輕煤，部分大中顆粒半焦進(jìn)入下行熱解反應(yīng)器頂部作為高溫循環(huán)半焦，實(shí)現(xiàn)半焦循環(huán)供熱，細(xì)半焦進(jìn)入一級下行混合管，部分大中顆粒半焦流入外取熱器降溫；降溫后的半焦與混合后的細(xì)顆粒煤焦以及煤瀝青經(jīng)二級下行混合管混合，最后流入熱壓成型機(jī)生產(chǎn)型焦。

燒焦提升管反應(yīng)溫度為850℃-1200℃。高溫半焦與大中顆粒低階煤的混合比例為2-8∶1。下行熱解反應(yīng)器出口反應(yīng)溫度為450℃-600℃。

外取熱器是利用熱解干氣將850℃-1200℃的大中顆粒半焦在流化態(tài)外取熱器中換熱生產(chǎn)高壓蒸汽，干氣經(jīng)大顆粒半焦分離器回收固體顆粒后預(yù)熱流化態(tài)外取熱器進(jìn)水，冷卻到300℃以下，利用循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入流化態(tài)外取熱器底部；外取熱器的半焦出口溫度與煤瀝青軟化點(diǎn)相差10℃。本發(fā)明將實(shí)施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的特點(diǎn)。

4.附圖說明

附圖為本發(fā)明的工藝示意圖。附圖的圖面設(shè)明如下：

1、燒焦提升管2、氣體分布器3、進(jìn)氣管4、半焦慣性氣固分離器5、高溫半焦返料控制器6、半焦二級氣固分離器7、細(xì)焦料倉8、下行熱解反應(yīng)器9、油氣氣固分離器10、油氣分餾塔11、一級下行混合管12、煤瀝青入口13、二級下行混合管14、引風(fēng)機(jī)15、煙氣提升管16、煙氣一級氣固分離器17、上部料倉18、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器19、煙氣二級氣固分離器20、煙氣出口21、年青煤入口22、干氣出口23、煤焦重油出口24、熱壓成型機(jī)25、型焦出口26、熱煤料倉27、半焦返料閥28、煤柴油出口29、粗苯出口30、流化態(tài)外取熱器31、半焦分離器32、進(jìn)水預(yù)熱器33、循環(huán)風(fēng)機(jī)。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳述本發(fā)明的工藝特點(diǎn)。

5.具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，將大量小于6mm的年輕煤經(jīng)年輕煤入口(21)進(jìn)入煙氣提升管(15)干燥和提升，煤顆粒被煙氣一級氣固分離器(16)和煙氣二級氣固分離器(19)分級分離，煙氣從煙氣出口(20)外排，大中顆粒進(jìn)入上部料倉(17)，細(xì)顆粒進(jìn)入熱煤料倉(26)通過料閥流入一級下行混合管(11)與細(xì)半焦粉混合，大中顆粒年輕煤經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器(18)在下行熱解反應(yīng)器(8)頂端與通過高溫半焦返料控制器(5)下落的高溫循環(huán)半焦迅速實(shí)現(xiàn)快速混合升溫與毫秒熱解，在下行熱解反應(yīng)器(8)立管下部油氣與半焦在油氣氣固分離器(9)作用下快速分離；熱解油氣經(jīng)分餾塔(10)獲得粗苯(29)、煤焦柴油(28)、煤焦重油(23)和熱解干氣(22)，半焦通過空氣輸送的半焦返料閥(27)進(jìn)入燒焦提升管(1)與進(jìn)氣管(3)和氣體分布器(2)來的空氣混合、燃燒加熱；加熱后的高溫半焦經(jīng)半焦一級氣固分離器(4)和半焦二級氣固分離器(6)與煙氣分離后，煙氣被引風(fēng)機(jī)(14)引到煙氣提升管(15)底部提升和干燥從低階煤入口(21)加入的小于6mm年輕煤，部分大中顆粒半焦進(jìn)入熱載體料倉(5)流入下行熱解反應(yīng)器(8)頂部作為高溫循環(huán)半焦，實(shí)現(xiàn)半焦循環(huán)供熱，細(xì)半焦進(jìn)入一級下行混合管(11)，部分大中顆粒半焦流入流化態(tài)外取熱器(30)降溫；降溫后的半焦與混合后的細(xì)顆粒煤焦以及煤瀝青(12)經(jīng)二級下行混合管(13)混合，最后流入熱壓成型機(jī)(24)生產(chǎn)型焦從型焦出口(25)排出。

燒焦提升管(1)反應(yīng)溫度為850℃-1200℃。高溫半焦與大中顆粒低階煤的混合比例為3-8：1。下行熱解反應(yīng)器(8)出口反應(yīng)溫度為450℃-600℃。

半焦流化床外取熱器(30)是利用熱解干氣將850℃-1200℃的大中顆粒半焦在流化態(tài)外取熱器(30)中換熱生產(chǎn)高壓蒸汽，干氣經(jīng)大顆粒半焦分離器(31)回收固體半焦顆粒后通過進(jìn)水預(yù)熱器(32)預(yù)熱外取熱器進(jìn)水，冷卻到300℃以下，利用循環(huán)風(fēng)機(jī)(33)進(jìn)入流化態(tài)外取熱器(30)底部；外取熱器的半焦出口溫度與煤瀝青軟化點(diǎn)相差10℃。

本發(fā)明所提供的年輕煤下行循環(huán)床毫秒熱解提質(zhì)工藝，通過將低階煤和半焦分級分離，大中顆粒煤和焦通過下行熱解反應(yīng)器毫秒熱解、細(xì)煤粉和部分大中顆粒半焦以及細(xì)焦粉回收熱量后通過煤瀝青熱壓成型，達(dá)到快速混合、傳熱、熱解和分離，從源頭上消除油中帶灰，焦油收率為理論出油率的95％-120％，油中雜質(zhì)含量小于0.5％，熱量利用合理，同時實(shí)現(xiàn)中低溫?zé)釅撼尚秃徒档土诵徒箵]發(fā)分，拓展了半焦用途，提高了附加值。