一種高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤炭應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是一個“富煤貧油乏氣”的國家，中國國土面積在全世界第三，而天然氣產(chǎn)量僅占世界排名17位。2010年全年我國天然氣產(chǎn)量為1000億m3，而表觀消費(fèi)量達(dá)1200億m3，供需缺口達(dá)到200億m3。中石油人士預(yù)計(jì)，到2015年、2020年，我國天然氣市場需求將分別達(dá)到2400億m3和3600億m3。而中國的天然氣儲量有限，預(yù)計(jì)到2020年，缺口將達(dá)到1500-1600億m3。為了緩解國民經(jīng)濟(jì)對進(jìn)口天然氣的依賴性發(fā)展，因此以煤為原料生產(chǎn)天然氣的技術(shù)已成為關(guān)系到國家能源安全的戰(zhàn)略問題。
[0003]目前常用的煤制天然氣技術(shù)主要為間接合成天然氣技術(shù)，即以煤為原料，通過氣化、變換、凈化和甲烷化等過程，得到天然氣產(chǎn)品。由于該工藝并不是在完全密閉的系統(tǒng)中進(jìn)行的，過程還需要大量水，故不可避免的存在煤的燃燒、氧化和損耗。同時產(chǎn)生的氣體成分復(fù)雜，不僅含有焦油、輕油、石腦油及酚類物質(zhì)，還含有大量co2。由此決定了，煤間接合成天然氣技術(shù)存在著高污染、工藝復(fù)雜、產(chǎn)氣率低，能耗大等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型提供了一種煤高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能過將煤粉在高溫絕氧的密閉下發(fā)生瞬間裂解，能產(chǎn)生活性焦粉和主要成分為甲燒、乙燒和氫氣的潔凈可燃?xì)怏w。
[0005]本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括密閉給料裝置、高溫裂解裝置和氣固分離裝置，煤粉通過密閉給料裝置送入高溫裂解裝置中被加熱裂解，裂解產(chǎn)物通過氣固分離裝置被分離成可燃?xì)怏w和活性焦粉。
[0006]其中，所述高溫裂解裝置在生產(chǎn)過程中形成環(huán)境溫度為800?1000°C的絕氧密閉環(huán)境。
[0007]所述系統(tǒng)還包括焦粉冷卻裝置和余熱回收裝置，由氣固分離裝置分離獲得的焦粉通過所述焦粉冷卻裝置被冷卻，余熱回收裝置將氣固分離裝置分離的可燃?xì)怏w的熱量進(jìn)行回收再利用。
[0008]所述系統(tǒng)還包括附屬系統(tǒng)，所述附屬系統(tǒng)包括燃燒加熱裝置、焦粉儲存裝置和可燃?xì)怏w儲存裝置。
[0009]所述氣固分離裝置包括一級氣固分離裝置和二級氣固分離裝置，所述焦粉冷卻裝置包括一級焦粉冷卻裝置和二級焦粉冷卻裝置。
[0010]其中，密閉給料裝置的出口與高溫裂解裝置的原料入口連接，高溫裂解裝置的出口與一級氣固分離裝置的入口連接，一級氣固分離裝置的焦粉出口與一級焦粉冷卻裝置的入口連接，一級氣固分離裝置的氣體出口與二級氣固分離裝置的入口連接，二級氣固分離裝置的焦粉出口與二級焦粉冷卻裝置的入口連接，一級焦粉冷卻裝置與二級焦粉冷卻裝置的出口都與與焦粉儲存裝置的入口連接，二級氣固分離裝置的氣體出口與余熱回收裝置的入口連接，余熱回收裝置的出口經(jīng)由引風(fēng)機(jī)分別與燃燒加熱裝置的入口與可燃?xì)怏w儲存裝置的入口連接。
[0011]此外，在密閉給料裝置之前還設(shè)置有煤粉準(zhǔn)備裝置，在所述煤粉裝備裝置中煤粉經(jīng)提質(zhì)干燥，含水量降至6%以下且煤粉細(xì)度為40?300目。
[0012]優(yōu)選地，在所述煤粉裝備裝置中煤粉經(jīng)提質(zhì)干燥，含水量降至4%以下且煤粉細(xì)度為60?270目。
[0013]更優(yōu)選地，在所述煤粉裝備裝置中煤粉經(jīng)提質(zhì)干燥，含水量降至4%以下且煤粉細(xì)度為140?270目。
[0014]而且，密閉給料裝置中設(shè)置有空氣置換裝置及鎖氣裝置，以防止空氣進(jìn)入裂解環(huán)境中。
[0015]優(yōu)選地，所述密閉給料裝置中壓力比高溫裂解裝置中的壓力高50_100Pa。
[0016]優(yōu)選地，燃燒加熱裝置為帶有蓄熱體的燃燒器。
[0017]其中，余熱回收裝置的出口經(jīng)由引風(fēng)機(jī)分別與燃燒加熱裝置的入口與可燃?xì)怏w儲存裝置的入口連接。
[0018]所述氣固分離裝置為旋風(fēng)分離器。
[0019]有益效果
[0020]本實(shí)用新型所述的煤高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)，整個生產(chǎn)過程在密閉絕氧的系統(tǒng)環(huán)境中瞬間完成，不消耗水，不存在煤的燃燒和損耗，也沒有溫室氣體CO2等污染排放；
[0021]本實(shí)用新型所述的煤高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)，經(jīng)過煤粉準(zhǔn)備工序處理的煤粉借助密閉給料裝置以正壓的條件連續(xù)投入高溫裂解裝置中，裂解產(chǎn)物可以連續(xù)從裂解爐排出而被回收，與傳統(tǒng)的煤制氣工藝相比，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率更高。
[0022]本實(shí)用新型所述的煤高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)適用于任何煤種。所得到的產(chǎn)物一一活性焦粉和潔凈可燃?xì)怏w均可回收利用。煤粉經(jīng)進(jìn)料裝置進(jìn)入高溫裂解裝置后，被瞬間加熱至800?1000°C，進(jìn)而裂解產(chǎn)生可燃?xì)怏w，因?yàn)檠绣嘲l(fā)現(xiàn)在該溫度范圍內(nèi)，煤粉被迅速加熱，煤內(nèi)的揮發(fā)成分瞬間裂解為可燃?xì)怏w。由于揮發(fā)份的裂解膨脹和逸出，剩余產(chǎn)物焦粉因此具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，不僅可以應(yīng)用于鋼鐵冶金領(lǐng)域，還可用于制備如活性炭、活性焦等炭吸附材料。同時產(chǎn)生的潔凈燃?xì)庵饕煞譃榧淄?、乙烷的短鏈烷烴和氫氣，含量分別為:甲燒35%?75%，乙燒2%?12%，氫氣I %?8%，一氧化碳2%?16%，余量的為二氧化碳等氣體。潔凈燃?xì)獾臒嶂导s為5000?8500kcal/Nm3，而現(xiàn)有煤化工工藝得到的合成氣成分以氫氣、一氧化碳為主，氮?dú)?、二氧化碳等雜質(zhì)氣體較多，熱值僅為 2000 ?3000kcal/Nm3左右。
[0023]從而實(shí)現(xiàn)了煤的高效清潔轉(zhuǎn)化，能源利用效率大大提高，解決了現(xiàn)有煤氣化技術(shù)存在的能耗高、污染重、煤種要求苛刻和煤潛能不能被充分利用的問題。
【附圖說明】
[0024]圖1顯示了本實(shí)用新型的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其中附圖標(biāo)記對應(yīng)的各裝置、部件名稱如下:
[0025]1、密閉給料裝置
[0026]2、高溫裂解裝置
[0027]3、加熱裝置
[0028]4、焦粉存儲裝置
[0029]5、可燃?xì)怏w存儲裝置
[0030]6、一級氣固分離裝置
[0031]7、二級氣固分離裝置
[0032]8、一級焦粉冷卻裝置
[0033]9、二級焦粉冷卻裝置
[0034]10、余熱回收裝置
[0035]11、引風(fēng)機(jī)
[0036]12、蓄熱體
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本實(shí)用新型，但不以任何方式限制本實(shí)用新型。
[0038]如圖1所示:
[0039]煤高溫裂解制備可燃?xì)怏w和活性焦粉的系統(tǒng)包括密閉給料裝置1、高溫裂解裝置2和氣固分離裝置，煤粉通過密閉給料裝置I送入高溫裂解裝置2中被加熱裂解，其中所述高溫裂解裝置在生產(chǎn)過程中形成環(huán)境溫度為800-1000°C的絕氧密閉環(huán)境，裂解產(chǎn)物通過氣固分離裝置被分離成可燃?xì)怏w和活性焦粉。
[0040]系統(tǒng)還包括焦粉冷卻裝置和余熱回收裝置10，由氣固分離裝置分離獲得的焦粉通過所述焦粉冷卻裝置被冷卻，余熱回收裝置10將氣固分離裝置分離的可燃?xì)怏w的熱量進(jìn)行回收再利用。
[0041]系統(tǒng)還包括燃燒加熱裝置3、焦粉儲存裝置4和可燃?xì)怏w儲存裝置5，并且所述氣固分離裝置包括一級氣固分離裝置6和二級氣固分離裝置7，所述焦粉冷卻裝置包括一級焦粉冷卻裝置8和二級焦粉冷卻裝置9，其中，密閉給料裝置I的出口與高溫裂解裝置2的原料入口連接，高溫裂解裝置2的出口與一級氣固分離裝置6的入口連接，一級氣固分離裝置6的焦粉出口與一級焦粉冷卻裝置8的入口連接，一級氣固分離裝置6的氣體出口與二級氣固分離裝置7的入口連接，二級氣固分離裝置7的焦粉出口與二級焦粉冷卻裝置9的入口連接，一