專利名稱：一種低階煤干餾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種低階煤干餾方法屬煤炭轉(zhuǎn)化或潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
低階煤是指無粘結(jié)性或弱粘結(jié)性的低變質(zhì)程度的煤，如褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等。隨著低階煤的大量開采，低階煤的利用途徑不斷擴展。除大量用作動力煤外還可 進(jìn)一步干餾(熱解)生產(chǎn)不同產(chǎn)品，提高煤利用效率。低階煤干餾根據(jù)干餾工藝不同可同 時生產(chǎn)半焦、煤氣和焦油，或只生產(chǎn)半焦和煤氣。半焦的用途越來越廣，可作為鐵合金生產(chǎn)原料，電石生產(chǎn)原料、無煙燃料、煉鋼增 碳劑，煙氣凈化的吸附劑，碳材料生產(chǎn)的原料(如活性炭生產(chǎn)原料等)、高爐噴吹料、水泥生 產(chǎn)和礦石煅燒原料等，特別是近年來作為煉焦原料生產(chǎn)型煤、型焦，彌補煉焦煤短缺意義重 大。煤氣的利用根據(jù)其成份不同除用作燃料氣外，還可用作鐵礦石的直接還原氣，現(xiàn) 代煤化工的原料氣，如合成甲醇、合成二甲醚、合成汽油、合成烯烴，特別是氫能生產(chǎn)的原料氣。焦油可作為燃料替代重油或進(jìn)一步深加工生產(chǎn)市場短缺的化工原料，如酚類化合物等。低階煤干餾技術(shù)也隨著市場的需求不斷發(fā)展完善，目前中國市場如山西大同、陜 北俯谷、神木、內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾、海拉爾等地均有不同規(guī)模的低階煤干餾生產(chǎn)廠?？梢灶A(yù)見，低階 煤的熱解將會快速發(fā)展，規(guī)模不斷擴大。低階煤的干流方法按加熱方式分類可分為內(nèi)熱式、外熱式和混熱式；按加熱介質(zhì) 分類可分為氣體熱載體、固體熱載體和二者兼有的加熱方式；按加熱氣體與固體接觸方式 可分為固定床干餾、流化床干餾、氣流床干餾；按固體熱載體與煤接觸方式分類可分為下落 床、攪拌床和流化床等。目前市場采用的干餾技術(shù)，主要有固定床內(nèi)熱、外熱及混熱式直立 爐，外形為圓形和方形，此外有少數(shù)地方采用回轉(zhuǎn)窯干餾爐(內(nèi)熱式和混熱式)。新的研究 方向是流化床熱解技術(shù)，目前還未能得到推廣，技術(shù)還不完善?？v觀低階煤干餾技術(shù)目前存 在如下問題1、規(guī)模較小，單爐半焦生產(chǎn)量小、煤氣沒有充分利用；。2、干餾技術(shù)不完善，表現(xiàn)在爐體結(jié)構(gòu)不合理，熱效率低，以內(nèi)熱、混熱為主，化焦 嚴(yán)重、焦炭灰分高；3、機械化程度較差，工人勞動強度大、勞動效率低、環(huán)境差。4、生態(tài)效益太差煤氣冷卻大都采用直冷為主，造成含焦油、酚等有害物的污水量 較大。煤氣泄露，粉塵放散嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
一種低階煤干餾方法，其特征是干餾爐分上下兩段，上段為干餾段，下段為氣化段。干餾段上部設(shè)有煤料入口和干餾煤氣導(dǎo)出口，氣化段上部設(shè)有煤氣導(dǎo)出口，下部設(shè)有干 餾煤氣分布器、空氣導(dǎo)入口、空氣分布器和半焦排出口。煤料由干餾爐上部裝煤車加入裝煤 斗，然后經(jīng)旋塞閥定量加入干餾段，煤料在下行過程與氣化段產(chǎn)生的煤氣換熱得到干餾，干 餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)干餾煤氣風(fēng)機抽出再打入氣化段下部煤氣分布器進(jìn)入氣化段，在氣化段底 部同時供入經(jīng)空氣分布器分布的空氣，干餾段下行至氣化段的半焦溫度進(jìn)一步提高，半焦 得到進(jìn)一步干餾和部分氣化。干餾煤氣在氣化段得到二次熱解和部分燃燒使煤氣中焦油成 分和高級碳?xì)浠衔锏玫搅呀猓淄榈玫街卣?jīng)氣化和熱解后的煤氣從氣化段的上部，即 整個爐的中部排出。煤氣主要成份是N2、H2、C0、C02、H20和少量CH4等，不含焦油，因煤氣從 半焦層通過，半焦層具有顆粒床過濾除塵的作用，使煤氣中不含或少含粉塵，煤氣無需冷卻 凈化脫除焦油和粉塵，可直接供鍋爐燃燒或燃?xì)獍l(fā)電，環(huán)保效益顯著，生態(tài)安全。半焦化灰 少質(zhì)量高，可作為鐵合金和電石生產(chǎn)原料、水泥生產(chǎn)和鋁土礦煅燒的燃料、碳材料生產(chǎn)原料 (活性炭、活性半焦原料)、型煤、型焦生產(chǎn)原料、高爐噴吹料、煉鋼增碳劑等。
發(fā)明專利的特點1、將煤干餾與氣化有機結(jié)合，完全采用內(nèi)熱、干餾爐熱效率高。2、干餾煤氣再次送回干餾爐的氣化段經(jīng)二次裂解或重整，煤氣中不含焦油，減少 了致癌物、酚等其它有毒物的排放。3、燃燒部分煤氣作為干餾氣化的熱源，半焦質(zhì)量高。4、煤炭轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%，大約原煤熱量的60%轉(zhuǎn)化為半焦熱量，36%轉(zhuǎn)化為煤 氣。熱損失4%。5、氣化段類似于顆粒過濾器，降低了煤氣的流速，小顆粒不會從床中帶出，減少了 粉塵污染。6、煤氣不需凈化即可供鍋爐加熱或電廠燃?xì)廨啓C發(fā)電，并且有害放散物相對于傳 統(tǒng)的燃煤鍋爐或電站均低。7、該方法不必進(jìn)行煤氣冷卻，沒有含焦油、酚和其它有毒物質(zhì)的廢水產(chǎn)生。8、設(shè)備簡單，煤的干燥、熱解、干餾煤氣的熱解、半焦的冷卻都集中在一個裝置，投 資相對于其它技術(shù)低。9、該方法可將不同的動力煤轉(zhuǎn)化為稀缺產(chǎn)品，通過改變技術(shù)參數(shù)，可調(diào)節(jié)最終產(chǎn) 品的質(zhì)量，滿足用戶的要求。10、該方法的主要設(shè)備(干餾爐)沒有移動或旋轉(zhuǎn)部件，增加了操作的可靠性。
附圖是“一種低階煤干餾方法”的示意圖。其中
1.裝煤斗2.旋塞閥3.干餾段4.煤氣導(dǎo)出口 5.氣化段6.干餾煤氣分布器7.半焦排 出口 8.空氣導(dǎo)入口 9.干餾煤氣風(fēng)機10.干餾煤氣導(dǎo)出口 11.氣體分布器
具體實施例方式采用山西大同和陜北俯谷長焰煤，篩分破碎為10 50mm的小塊，經(jīng)干餾爐頂?shù)难b 煤斗(1)、旋塞閥(2)進(jìn)入干餾段(3)，與氣化段(5)產(chǎn)生的氣化煤氣直接換熱，煤料得到初 步干餾，干餾半焦隨氣化段底部的間斷出焦而下移進(jìn)入氣化段，進(jìn)一步經(jīng)歷干餾、氣化、燃 燒等過程。干餾煤氣由干餾煤氣風(fēng)機(9)從干餾段頂部干餾煤氣導(dǎo)出口(10)抽出，經(jīng)干餾煤氣分布器(6)再次打回氣化段經(jīng)歷二次熱解過程，同時有部分煤氣與底部空氣導(dǎo)入口 (8)供入的空氣進(jìn)行燃燒，維持爐溫在一定溫度，同時產(chǎn)生部分吹風(fēng)氣。吹風(fēng)氣與干餾煤氣 的熱解氣混合作為出爐煤氣由氣化段頂部煤氣導(dǎo)出口(4)導(dǎo)出，直接作為鍋爐燃料。半焦 則經(jīng)空氣冷卻由爐底側(cè)半焦排焦口(7)排出，經(jīng)進(jìn)一步冷卻后作為產(chǎn)品。所產(chǎn)半焦質(zhì)量如 表1，所產(chǎn)煤氣成分如表2。表1半焦的質(zhì)量指標(biāo)
權(quán)利要求
一種低階煤干餾方法，其特征是兩段爐煤氣化過程干餾段的干餾煤氣經(jīng)煤氣風(fēng)機從干餾段煤氣出口抽出，經(jīng)干餾煤氣分布器再次送入氣化段，被二次熱解和部分燃燒。
2.權(quán)利要求1所述的煤氣風(fēng)機可為離心煤氣風(fēng)機或羅茨煤氣風(fēng)機，為避免風(fēng)機過熱， 傳動軸采用水夾套冷卻。
3.權(quán)利要求1所述的干餾煤氣分布器，為安裝在汽化段外圍一定高度處的煤氣圓管或 方管，并在不同角度開孔與氣化段內(nèi)部連接。使干餾煤氣均勻供入氣化段。
4.權(quán)利要求1所述的干餾煤氣在氣化段經(jīng)高溫炭催化二次裂解，使氣化段出口煤氣合 成氣產(chǎn)率增加，焦油減少；干餾煤氣穿過氣化段，此時氣化段具有顆粒過濾床作用，減少了 出口煤氣中粉塵含量，減少了煤氣凈化設(shè)備。
5.權(quán)利要求1所述的干餾煤氣在氣化段部分與爐底供入的空氣或氧氣反應(yīng)，為兩段爐 熱解與氣化提供熱量，同時減少了半焦燃燒量，提高了半焦產(chǎn)量和質(zhì)量。
全文摘要
一種低階煤干餾方法，其特征是干餾爐由干餾段和氣化段縱向串聯(lián)組成，氣化段產(chǎn)生的熱煤氣作為干餾段的熱介質(zhì)，干餾段產(chǎn)生的干餾煤氣經(jīng)風(fēng)機重新打回氣化段被二次熱解和部分燃燒，燃燒所需空氣經(jīng)氣體分布器從底部供入。干餾煤氣經(jīng)二次裂解，使出爐煤氣中不含焦油、酚等其它有害物質(zhì)。氣化段類似于顆粒過濾器，小顆粒不會從床中帶出，減少了粉塵污染。燃燒部分干餾煤氣作為熱源，減少半焦化灰，提高半焦的質(zhì)量。煤氣不需凈化即可供鍋爐加熱或電廠燃?xì)廨啓C發(fā)電，有害放散物相對于傳統(tǒng)的燃煤鍋爐或電站均低很多。半焦質(zhì)量高可作鐵合金和電石生產(chǎn)原料等。
文檔編號C10J3/66GK101955803SQ20091016161
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者岳江, 鞏志堅, 梁鵬, 靳瑛, 高軍 申請人:山東科技大學(xué)