一种煤低温干馏系统和方法

摘要

本发明提供了一种煤低温干馏系统和方法，包括旋转床干馏单元，荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元依次连接荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元。本发明缩短了油气在炉内停留时间，减少二次裂解反应，提高了焦油的产率。

权利要求

1.一种煤低温干馏系统，其特征在于，包括旋转床干馏单元，荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元依次连接荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元的出焦口与煤气干熄焦单元的进焦口连接，所述旋转床干馏单元的气体入口与煤气干熄焦单元的煤气出口连接，所述煤气干熄焦单元采用滚筒干熄焦装置；所述旋转床干馏单元设置有隔绝烟气辐射管、布料板和布气装置。

2.根据权利要求1所述的煤低温干馏系统，其特征在于，所述隔绝烟气辐射管设置在料层的上部、下部或上下部。

3.根据权利要求1所述的煤低温干馏系统，其特征在于，所述滚筒干熄焦装置的数量为

1-5级，所述滚筒内设置有换热构件。

4.一种利用权利要求1-3任一所述的系统对煤进行低温干馏的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)破碎的原料煤进入旋转床干馏单元进行干馏，兰炭由炉侧出料，高温油、气、热解水由炉顶采出；

(2)采出的高温油、气、热解水经过荒煤气洗涤、焦油捕集单元进行煤气净化和焦油收集，收集得到的焦油和净煤气为油、气产品；净煤气通过煤气对流单元的对流风机进入煤气干熄焦单元，作为兰炭的冷却介质；

(3)干熄焦后的高温煤气进入旋转床干馏单元，通过布气装置自下向上均匀穿过干馏煤层，煤在高温煤气对流换热和辐射管辐射加热的作用下完成干馏过程；

(4)干馏后的兰炭经过煤气干熄焦单元冷却后获得产品兰炭。

5.根据权利要求4所述的煤低温干馏的方法，其特征在于，所述步骤1中的炉膛温度为

500-700℃。

6.根据权利要求4所述的煤低温干馏的方法，其特征在于，所述步骤3中干熄焦后的高温煤气从位于旋转床干馏炉料层下面的炉膛进入旋转床干馏单元。

7.根据权利要求4所述的煤低温干馏的方法，其特征在于，所述步骤4中通过调节滚筒干熄焦装置的滚筒转速和气体流速控制煤气与兰炭的接触时间，确保熄焦后兰炭温度≤85℃。

说明书

一种煤低温干馏系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及干馏技术，特别是涉及一种煤炭的低温干馏技术。

背景技术

[0002] 目前，煤干馏是指煤在隔绝空气条件下加热，受热分解生成焦炭(半焦)、煤焦油、煤气和热解水的过程。煤的低温干馏是指采用较低的加热终温使煤发生热解反应，一般认为低温干馏终温为500-700℃。

[0003] 煤的低温干馏按加热方式分为内热式和外热式。传统的干馏炉多为外热式，外热式干馏炉热效率低，物料受热不均匀，挥发产物二次裂解很严重。内热式干馏炉借助热载体与煤直接接触把热量直接传给煤料，使煤发生热解反应，具有加热快、效率高、加热均匀等特点。内热式低温干馏虽克服了外热式的不足和缺点，但内热式干馏多为高温烟气作热载体，与煤换热后的烟气随煤热解产物一同采出干馏炉混合在煤气中，降低了煤气的热值和品质。其中专利CN101885973A中采用了干馏净煤气作为热载体，净煤气在干馏炉外部经间壁换热器加热到450-900℃后，通入干馏炉与煤直接接触发生热解反应，此工艺煤气纯度与外热式工艺相当，热值高，煤料受热快速、均匀。但此工艺高温净煤气是通过外部间壁换热器加热得到，与高温烟气作为热载体相比，系统热效率低。

[0004] 一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉(CN101712878B)介绍了干馏炉采用辐射管方式加热和循环气流传热方式热解，燃料烟气走辐射管内，辐射管辐射加热煤层，实现了烟气与热解煤气的隔离，对流气从炉膛的一端移出，从另一端移入，输送的对流气为含有热解水、焦油和煤气的混合介质，输送对流气的动设备为风机。此工艺采用含水、焦油、气的粗煤气作为循环对流气，在循环管道和设备内存在粉尘、焦油冷凝等风险，对循环动设备要求苛刻，同时高温兰炭的余热没有充分利用。

发明内容

[0005] 本发明的目的是解决现有煤低温干馏技术中存在的部分问题，提供一种煤低温干馏系统和方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种煤低温干馏系统，包括旋转床干馏单元，荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元依次连接荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元的出焦口与煤气干熄焦单元的进焦口连接，所述旋转床干馏单元的气体入口与煤气干熄焦单元的煤气出口连接，所述煤气干熄焦单元采用滚筒干熄焦装置。

[0008] 优选地，所述旋转床干馏单元设置有隔绝烟气辐射管、布料板和布气装置。

[0009] 优选地，所述隔绝烟气辐射管设置在料层的上部、下部或上下部。

[0010] 优选地，所述滚筒干熄焦装置的数量为1-5级，所述滚筒内设置有换热构件。

[0011] 优选地，所述煤气对流单元包括净煤气装置和对流风机。

[0012] 一种利用所述的系统对煤进行低温干馏的方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0013] (1)破碎的原料煤进入旋转床干馏单元进行干馏，兰炭由炉侧出料，高温油、气、热解水由炉顶采出；

[0014] (2)采出的高温油、气、热解水经过荒煤气洗涤、焦油捕集单元进行煤气净化和焦油收集，收集得到的焦油和净煤气为油、气产品；净煤气通过煤气对流单元的对流风机进入煤气干熄焦单元，作为兰炭的冷却介质；

[0015] (3)干熄焦后的高温煤气进入旋转床干馏单元，通过布气装置自下向上均匀穿过干馏煤层，煤在高温煤气对流换热和辐射管辐射加热的作用下完成干馏过程；

[0016] (4)干馏后的兰炭经过煤气干熄焦单元冷却后获得产品兰炭。

[0017] 优选地，所述步骤1中的炉膛温度为500-700℃。

[0018] 优选地，所述步骤3中干熄焦后的高温煤气从位于旋转床干馏炉料层下面的炉膛进入旋转床干馏单元。

[0019] 优选地，所述步骤4中通过调节滚筒干熄焦装置的滚筒转速和气体流速控制煤气与兰炭的接触时间，确保熄焦后兰炭温度≤85℃。

[0020] 本发明的有益效果：

[0021] (1)干馏单元采用隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏炉装置，从料层下面炉膛引入的高温循环煤气，自下向上穿过煤层对流换热同时可快速把干馏油气产物携出干馏炉，缩短油气炉内停留时间，减少二次裂解反应，提高了焦油的产率，焦油产率可达到格金试验的90％以上；

[0022] (2)与传统的隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏炉装置比较，该干馏方法采用了以隔绝烟气辐射管辐射加热为主，以高温循环煤气穿过煤层对流换热为辅，实现了料层受热快速均匀，干馏时间为30-80min，提高了单台干馏炉处理量，产能提高可达33％；

[0023] (3)采用一级或多级密相滚筒干熄焦装置实现净煤气直接换热，滚筒内部有构件，通过调节滚筒转速和气体流速控制换热时间，兰炭显热回收效率高，可达85％以上；

[0024] (4)采用隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏、循环净煤气干熄焦、高温循环煤气对流换热工艺耦合，直接回收干馏固体产品兰炭显热用于为煤干馏供热，降低了干馏系统能耗，平均干馏吨煤节能15％以上；

[0025] (5)采用净煤气循环对流换热，干馏产品气中没有外部杂质气体稀释，干馏煤气热值高，煤气热值＞5000kcal/Nm3；

[0026] (6)采用循环净煤气为煤热解对流气，降低风机动设备的选型难度；

[0027] (7)采用降温后的净煤气熄焦换热，换热后高温净煤气对流热解原煤，能够回收的用于热解单元的高温兰炭显热占总燃气能耗9％以上。

附图说明

[0028] 图1是一种煤低温干馏系统流程图；

[0029] 1、旋转床干馏单元；2、荒煤气洗涤、焦油捕集单元；3、煤气对流单元；4、煤气干熄焦单元。

具体实施方式

[0030] 为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0031] 如图1所述本发明包括旋转床干馏单元1，荒煤气洗涤、焦油捕集单元2，煤气对流单元3和煤气干熄焦单元4，所述旋转床干馏单元1依次连接荒煤气洗涤、焦油捕集单元2，煤气对流单元3和煤气干熄焦单元4。

[0032] 所述旋转床干馏单元1设置有隔绝烟气辐射管、布料板和布气装置。所述隔绝烟气辐射管设置在料层的上部、下部或上下部，以下部布置为最优，因为上部没有辐射管会减少油气的二次裂解反应。所述煤气干熄焦单元4采用滚筒干熄焦装置。所述滚筒干熄焦装置的数量为1-5级，确保熄焦后兰炭温度≤85℃，以3级熄焦为最优。所述滚筒内设置有换热构件。所述煤气对流单元包括净煤气装置和对流风机。

[0033] 实施例：

[0034] 旋转床干馏单元采用隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏炉，处理规模100万吨/年，以热解长焰煤为例。

[0035] (1)破碎的原料煤进入旋转床干馏单元，干馏条件为终温650℃，布料厚度180mm，旋转一周的反应时间90min，650℃兰炭从炉侧采出，650℃油气从炉顶采出，炉顶采出高温油、气、水35.1万吨/年。

[0036] (2)采出的高温油、气、水经过煤气洗涤、焦油捕集单元进行煤气净化和收集焦油，煤气和焦油温度降至30℃，循环净煤气通过对流风机引入煤气干熄焦单元，作为兰炭的冷却介质，收集得到的焦油和净煤气为油、气产品，获得焦油产品10.8万吨，煤气产品14.24万吨，并最终获得兰炭产品64.9万吨。干熄焦单元以3级熄焦为例，一级干熄焦兰炭入口温度为650℃，兰炭出口温度为550℃，煤气入口温度为400℃，煤气出口温度为620℃；二级干熄焦兰炭入口温度为550℃，兰炭出口温度为300℃，煤气入口温度为250℃，煤气出口温度为400℃；三级干熄焦兰炭入口温度为300℃，兰炭出口温度为≤85℃，煤气入口温度为25℃，煤气出口温度为250℃。

[0037] (3)冷煤气熄焦循环比为0.75，采用降温后的净煤气熄焦换热(煤气干熄焦单元热回收效率达到60％)，换热后高温净煤气对流热解原煤，能够回收的用于热解单元的高温兰炭显热占总燃气能耗13.6％。

[0038] (4)干熄焦后的高温循环煤气通过煤气对流单元的对流风机的作用，由位于旋转床干馏炉的料层下面的炉膛进入，通过布气装置自下而上均匀穿过干馏煤层，实现与煤层的对流换热，同时快速把干馏油气产物携出干馏炉，煤在高温循环煤气对流换热和辐射管辐射加热的作用下完成煤干馏过程。

[0039] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。