專利名稱：一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
進入21世紀，隨著經(jīng)濟的高速增長，對化工原料的需求也急劇增加，在化工原料結(jié)構(gòu)中，煤炭占一半以上，“發(fā)展煤化工，開發(fā)和推廣潔凈煤技術(shù)”已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界的共識。為了實現(xiàn)煤炭資源的分級高效利用，學術(shù)界提出了“煤拔頭”的工藝設想，通過煤干餾技術(shù)充分在煤中提取氣體、液體燃料和精細化學品。煤干餾產(chǎn)物半焦的顯熱占整個干餾過程的能耗比例較高。因此，回收半焦的顯熱，可有效降低煤干餾過程的能耗。目前的熄焦技術(shù)有干法熄焦和濕法熄焦。干法熄焦技術(shù)是采用惰性氣體吸收半焦的顯熱，吸收了半焦顯熱的惰性氣體作為二次能源，在熱交換設備中交換熱量后惰性氣體可重復利用。干法熄焦與濕法熄焦相比，具有可回收半焦顯熱，改善半焦質(zhì)量和減少環(huán)境污染等優(yōu)點。專利號為200920032520.5公開了一種低溫干餾干熄焦裝置，該裝置包括立式爐、卸料裝置和料罐，所述的卸料裝置又鏈板機和卸料室組成，其中卸料室位于立式爐冷卻段下方，鏈板機設置于卸料室內(nèi)部，并且鏈板機與立式爐底部相連；在卸料室下方兩端分別通過控制受料啟閉閥門連接形狀相同的第一料罐和第二料罐，在各料罐的底部裝有控制卸料啟閉閥門；在所述的立式爐、卸料裝置和料罐內(nèi)部均以冷態(tài)干餾煤氣作為熄焦介質(zhì)。而且熄焦煤氣經(jīng)加熱后，可直接用于原煤加熱干餾。然而，該裝置采用裝置產(chǎn)生的部分冷卻后煤氣作為冷卻介質(zhì)，操作時，需要切換兩個料罐的受料啟閉閥門和卸料啟閉閥門，此過程中，由于煤氣的存在，有安全隱患，加大了裝置的操作難度。專利號為201110216249.2公開了一種經(jīng)濟型干熄焦裝置，包括連續(xù)下料罐、煤氣處理單元、紅焦冷卻余熱回收 器，所述連續(xù)下料罐由三個間斷工作、并聯(lián)同心排焦罐組成，工作時間首尾想接，實現(xiàn)連續(xù)下料。排焦期間紅焦經(jīng)過煤氣處理單元吹掃煤氣及粉料后，經(jīng)匯料斗進入冷卻余熱回收器進行干法冷卻。然而該裝置采用間壁換熱冷卻，由于半焦和冷卻介質(zhì)不接觸，傳熱效率和熱回收率不高。且存在結(jié)構(gòu)復雜等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)及方法，工藝過程簡單，熱回收率高，可連續(xù)安全、操作。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)，包括熱交換設備1、煤干餾裝置2、一級流化床干熄焦裝置3、二級流化床干熄焦裝置4、三級流化床干熄焦裝置5、冷半焦儲倉6和循環(huán)風機7，其中所述煤干餾裝置2的出料口依次與一級流化床干熄焦裝置3的進料口、二級流化床干熄焦裝置4的進料口、三級流化床干熄焦裝置5進料口、冷半焦儲倉6連接；所述三級流化床干熄焦裝置5的出風口與所述二級流化床干熄焦裝置4的進風口、一級流化床干熄焦裝置3的進風口、熱交換設備1、循環(huán)風機7相連接，所述循環(huán)風機7與所述三級流化床干熄焦裝置5的進風口連接。還可以包括除塵裝置，所述一級流化床干熄焦裝置3的出風口和熱交換設備I通過所述除塵裝置連接。其中所述一、二、三級流化床干熄焦裝置內(nèi)均設有旋風分離器8，所述旋風分離器8的出風口均與相應的流化床干熄焦裝置的出風口重合設置。利用煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)的方法，用惰性氣體做冷卻介質(zhì)和流化介質(zhì)，與高溫半焦直接接觸帶走半焦的顯熱；其中惰性氣體與半焦采取逆流操作，即惰性氣體依次通過三級、二級、一級流化床干熄焦裝置，再與熱交換設備換熱后返回三級流化床干熄焦裝置循環(huán)使用，半焦依次通過一級、二級、三級流化床干熄焦裝置回收熱量。其中所述惰性氣體的溫度為100-200°c、壓力為0-2MPa，所述高溫半焦的粒徑為
0.071-10mm，溫度為500-800°C，經(jīng)回收熱量后出口半焦的溫度為200°C以下。所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣中一種或幾種。其中具體包括步驟:(I)將煤干餾后產(chǎn)生的焦炭或半焦送至一級流化床干熄焦裝置，通入二級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體使焦炭或半焦顆粒在流化床內(nèi)穩(wěn)定流化，并進行熱交換，當焦炭或半焦溫度達到本級出料要求后，送至二級流化床干熄焦裝置，同時，將一級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體除塵，后送至熱交換設備換熱，再通過循環(huán)風機送至三級流化床干熄焦裝置重復使用；(2)將三級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體通入二級流化床干熄焦裝置，將進入其中焦炭或半焦，進行二次 熄焦，當焦炭或半焦達到本級出料要求后，送至三級流化床干熄焦裝置，同時將排出的惰性氣體除塵后送至一級流化床干熄焦裝置；(3)在三級流化床干熄焦裝置內(nèi)通入初始惰性氣體和所述步驟(I)中經(jīng)過循環(huán)風機的冷惰性氣體，對已多次熄焦的焦炭或半焦進行熄焦，當焦炭或半焦熄焦至本級出料要求溫度后，送至冷半焦儲倉存儲，同時將排出的惰性氣體除塵后送至二級流化床干熄焦裝置。所述的一級、二級、三級流化床干熄焦裝置的流化表觀速度為0.0l-lOm/s。所述的一級、二級、三級流化床干熄焦裝置的壓力為0-1.5MPa。應用本發(fā)明的有益效果:(I)本發(fā)明采用不同溫度的惰性氣體對半焦進行連續(xù)多次熄焦降溫，其中焦炭或半焦和惰性氣體采用逆流操作，可獲得較大的傳熱、傳質(zhì)推動力，縮短熄焦時間，能夠有效降低最終出口半焦的溫度。(2)做冷卻介質(zhì)的惰性 氣體可循環(huán)重復使用，有效降低工業(yè)熄焦過程的操作成本，整個熄焦過程處于無氧環(huán)境，安全可靠。( 3 )各級流化床熄焦裝置無內(nèi)構(gòu)件，設備簡單，處理量大，成本低。(4)本發(fā)明多級流化床干熄焦裝置內(nèi)使用不同溫度的惰性氣體，可以改善半焦的性質(zhì)。


圖1為本發(fā)明一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)的工藝流程圖1.熱交換設備2.煤干餾裝置3.—級流化床干熄焦裝置4.二級流化床干熄焦裝置5.三級流化床干熄焦裝置6.冷半焦儲倉7.循環(huán)風機8.旋風分離器
具體實施例方式為更好的說明本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。如圖1所示，將以平均粒徑為2.0mm，半焦初始溫度為700°C，出口半焦溫度要求控制在200°C以下的常壓干熄焦為例，闡述煤干餾多級連續(xù)干熄焦工藝過程。該系統(tǒng)的工藝步驟包括:(一)一級干熄焦工藝過程:用煤干餾裝置(2)出料系統(tǒng)將平均粒徑為2.0mm，溫度為700°C的半焦送至一級流化床干熄焦裝置(3)。用二級流化床干熄焦裝置(4)排出的溫度為400-500°C的惰性氣體作冷卻介質(zhì)，將半焦在一級流化床干熄焦裝置(3)內(nèi)穩(wěn)定流化，惰性氣體與半焦進行熱交換。當半焦溫度< 600°C后，送至二級流化床干熄焦裝置(4)進行二次熄焦。從一級流化床干熄焦裝置(3)排出的惰性氣體經(jīng)除塵后，再與熱交換設備(I)換熱，當惰性氣體溫度降為120°C后，經(jīng)循環(huán)風機(7)，送至三級流化床干熄焦裝置(5)作為冷卻介質(zhì)和流化介質(zhì)重復使用。(二)二級 干熄焦工藝流程:用三級流化床干熄焦裝置(5)排出的溫度為200-250°C的惰性氣體對已經(jīng)一級熄焦，溫度<600°C的焦炭或半焦進行二次熄焦。當半焦溫度<400°C后，送至三級流化床干熄焦裝置(5)繼續(xù)熄焦。將二級流化床干熄焦裝置(4)排出的惰性氣體除塵后送至一級流化床干熄焦裝置(3)作為冷卻介質(zhì)再次使用。(三)三級干熄焦工藝過程:通入初始惰性氣體和將經(jīng)熱交換設備(I)和循環(huán)風機
(7)的冷惰性氣體送至三級流化床干熄焦裝置(5)作為冷卻介質(zhì)和流化介質(zhì)，對已兩次熄焦，溫度<400°C的焦炭或半焦進行三次熄焦。當半焦溫度<200°C后，將半焦從三級流化床干熄焦裝置(5)送至冷半焦儲倉(6)存儲。將三級流化床干熄焦裝置(5)排出的惰性氣體除塵后，送至二級流化床 干熄焦裝置(4)作冷卻介質(zhì)再次使用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及進步:(1)本發(fā)明采用不同溫度的惰性氣體對半焦進行連續(xù)多次熄焦降溫，其中焦炭或半焦和惰性氣體采用逆流操作，可獲得較大的傳熱、傳質(zhì)推動力，縮短熄焦時間，能夠有效降低最終出口半焦的溫度。(2)做冷卻介質(zhì)的惰性氣體可循環(huán)重復使用，有效降低工業(yè)熄焦過程的操作成本，整個熄焦過程處于無氧環(huán)境，安全可靠。( 3 )各級流化床熄焦裝置無內(nèi)構(gòu)件，設備簡單，處理量大，成本低。(4)本發(fā)明多級流化床干熄焦裝置內(nèi)使用不同溫度的惰性氣體，可以改善半焦的性質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準
權(quán)利要求
1.一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)，其特征在于，包括熱交換設備(I)、煤干餾裝置(2)、一級流化床干熄焦裝置(3)、二級流化床干熄焦裝置(4)、三級流化床干熄焦裝置(5)、冷半焦儲倉(6 )和循環(huán)風機(7 )，其中所述煤干餾裝置(2 )的出料口依次與一級流化床干熄焦裝置(3)的進料口、二級流化床干熄焦裝置(4)的進料口、三級流化床干熄焦裝置(5)進料口、冷半焦儲倉(6)連接；所述三級流化床干熄焦裝置(5)的出風口與所述二級流化床干熄焦裝置(4)的進風口、一級流化床干熄焦裝置(3)的進風口、熱交換設備(I)、循環(huán)風機(7)相連接，所述循環(huán)風機(7)與所述三級流化床干熄焦裝置(5)的進風口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)，其特征在于，還包括除塵裝置，所述一級流化床干熄焦裝置(3 )的出風口和熱交換設備(I)通過所述除塵裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)，其特征在于，其中所述一、二、三級流化床干熄焦裝置內(nèi)均設有旋風分離器(8)，所述旋風分離器(8)的出風口均與相應的流化床干熄焦裝置的出風口重合設置。
4.利用權(quán)利要求1至3中任一項所述的煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)的方法，其特征在于，用惰性氣體做冷卻介質(zhì)和流化介質(zhì)，與高溫半焦直接接觸帶走半焦的顯熱；其中惰性氣體與半焦采取逆流操作，即惰性氣體依次通過三級、二級、一級流化床干熄焦裝置，再與熱交換設備換熱后返回三級流化床干熄焦裝置循環(huán)使用，半焦依次通過一級、二級、三級流化床干熄焦裝置回收熱量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦方法，其中所述惰性氣體的溫度為100-200°C、壓力為0-2MPa，所述高溫半焦的粒徑為0.071_10mm，溫度為500-800°C，經(jīng)回收熱量后出口半焦的溫度為200°C以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的 一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦方法，所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣中一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦的方法，其特征在于，包括步驟: (1)將煤干餾后產(chǎn)生的焦炭或半焦送至一級流化床干熄焦裝置，通入二級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體使焦炭或半焦顆粒在流化床內(nèi)穩(wěn)定流化，并進行熱交換，當焦炭或半焦溫度達到本級出料要求后，送至二級流化床干熄焦裝置，同時，將一級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體除塵，后送至熱交換設備換熱，再通過循環(huán)風機送至三級流化床干熄焦裝置重復使用； (2)將三級流化床干熄焦裝置排出的惰性氣體通入二級流化床干熄焦裝置，將進入其中焦炭或半焦，進行二次熄焦，當焦炭或半焦達到本級出料要求后，送至三級流化床干熄焦裝置，同時將排出的惰性氣體除塵后送至一級流化床干熄焦裝置； (3)在三級流化床干熄焦裝置內(nèi)通入初始惰性氣體和所述步驟(I)中經(jīng)過循環(huán)風機的冷惰性氣體，對已多次熄焦的焦炭或半焦進行熄焦，當焦炭或半焦熄焦至本級出料要求溫度后，送至冷半焦儲倉存儲，同時將排出的惰性氣體除塵后送至二級流化床干熄焦裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦的方法，其特征在于，所述的一級、二級、三級流化床干熄焦裝置的流化表觀速度為0.0l-lOm/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦的方法，其特征在于，所述的一級、二級、三級流化床干熄焦裝置的壓力為0-1.5MPa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煤干餾多級連續(xù)干熄焦系統(tǒng)及方法，包括熱交換設備、煤干餾裝置、一級流化床干熄焦裝置、二級流化床干熄焦裝置、三級流化床干熄焦裝置、冷半焦儲倉和循環(huán)風機，其中所述煤干餾裝置的出料口依次與一級流化床干熄焦裝置的進料口、二級流化床干熄焦裝置的進料口、三級流化床干熄焦裝置進料口、冷半焦儲倉連接；所述三級流化床干熄焦裝置的出風口與所述二級流化床干熄焦裝置的進風口、一級流化床干熄焦裝置的進風口、熱交換設備、循環(huán)風機相連接，所述循環(huán)風機與所述三級流化床干熄焦裝置的進風口連接。應用本發(fā)明的系統(tǒng)及方法，工藝過程簡單，熱回收率高，可連續(xù)安全操作。
文檔編號C10B39/02GK103160293SQ201310083948
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者吳道洪, 王其成, 劉偉偉 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司