蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，包括：蓄熱式旋轉床干餾反應器，熱送進料單元，塊煤過熱蒸汽干燥單元，型煤過熱蒸汽干燥單元，荒煤氣冷卻單元，煤氣凈化單元，油水分離單元，油罐，水罐，凈煤氣熄焦單元，蒸汽熄焦單元，半焦收集單元，過熱蒸汽發(fā)生單元，飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元。根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，在采用兩級熄焦方式充分回收半焦余熱的同時，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程及蓄熱式旋轉床干餾過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個系統(tǒng)的熱利用率及能源轉化效率都得到了提高。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)。 蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)

【背景技術】
[0002] 煤炭是我國的主要能源。根據(jù)第三次全國煤炭資源預測與評價，全國煤炭資源總 量5. 57萬億噸，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展不可缺少的物資基礎。煤在隔絕空氣的條件下進 行加熱，在不同的溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學反應的復雜過程稱為煤的熱解，也叫 煤的干餾或熱分解。煤的干餾是氣化、燃燒等其它化學過程的第一步，是煤炭資源綜合利 用、清潔利用的基礎過程。我國褐煤等年輕煤炭蘊藏量豐富，已探明的儲量占全部煤炭資源 的42%以上，是我國動力煤用量增加的主要來源。然而褐煤等低階煤煤化程度低、水分高、 揮發(fā)分高、熱值低，嚴重影響了資源的有效利用，其中水分影響尤為嚴重。美國一家發(fā)電廠 試燒干燥后的粉河盆地褐煤，統(tǒng)計表明，原料水分從37. 5%降為31. 4%，鍋爐凈效率提高 了 2. 6%，燃料消耗減少10. 8%，煙氣量降低4%。對褐煤等低階煤進行干燥和低溫干餾可 以回收相當數(shù)量的焦油和煤氣，使煤中富氫部分產(chǎn)物以優(yōu)質的液態(tài)和氣態(tài)的能源和化工原 料產(chǎn)出。煤經(jīng)過干餾提質后會產(chǎn)生大量的高溫半焦。高溫半焦的冷卻工藝對后期半焦產(chǎn)品 的使用又很大影響。目前，熄焦方法有干法和濕法兩種。濕法熄焦是把紅熱焦炭運至熄焦 塔，用高壓水噴淋60?90s。干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收 焦炭的物理熱，時間為2?4h。同濕法熄焦相比，干法熄焦避免了濕熄焦急劇冷卻對焦炭 結構的不利影響，其機械強度、耐磨性、真比重都有所提高；干熄焦可回收利用紅焦約83% 的顯熱，可用于發(fā)電，濕煤干燥等；另外，濕熄焦產(chǎn)生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害 物質自由排放，嚴重腐蝕周圍設備并污染大氣，這些污染物占煉焦過程對外排放水污染物 的三分之一。干熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對紅焦進行冷卻，并配備良好有 效的除塵設施，可以免除對周圍設備的腐蝕和對大氣的污染。因此，根據(jù)褐煤等低階煤的特 點，開發(fā)將低階煤脫水干燥、低溫干餾及干法熄焦等過程有效結合的工藝及裝備，是解決我 國低質煤炭有效利用的重要途徑，使其發(fā)揮其應有的能源貢獻，對支撐我國經(jīng)濟與社會發(fā) 展具有重要意義。
[0003] 中國專利CN102277185A公開了 "一種利用蓄熱式旋轉爐熱解煤的方法"，該方法 將一定量的原料經(jīng)破碎、篩分、干燥后，通過布料裝置布入旋轉床，采用輻射的方式隔絕空 氣加熱到400-700°C，保持30-120分鐘。旋轉爐頂部出來的干餾氣經(jīng)油氣分離后，得焦油 和荒煤氣。旋轉爐底部經(jīng)出料裝置排出的固體產(chǎn)物經(jīng)冷卻后得半焦。該實用新型盡管提到 將熱解原料破碎、篩分、烘干，但未考慮到如褐煤等低階粉煤干燥、成型等處理方式，資源利 用率仍有待提高；對于烘干過程未給出具體方法，如若采用系統(tǒng)外部熱量或煙氣干燥等，盡 管可以滿足達到入爐要求，但會造成系統(tǒng)能耗增大或操作安全性降低。雖然此方法工藝簡 單，不需氣體或固體熱載體，有效提高了干餾爐熱效率及產(chǎn)品的品質，但該方法沒有提及熄 焦方法，未充分利用半焦廢熱，造成系統(tǒng)余熱利用不足。
[0004] 中國專利CN101691492A公開了 "一種煤干餾工藝"，其特征為采用的干餾爐為外 燃內(nèi)熱式干餾爐，用燃燒產(chǎn)生的煙氣將原料煤進行干燥處理，得到冷煙氣；對經(jīng)過干燥處理 的煤進行干餾處理，形成干餾產(chǎn)品；用干燥產(chǎn)生的冷煙氣對干餾產(chǎn)品進行冷卻處理。該實 用新型的干餾工藝充分利用了工藝過程中產(chǎn)生的冷煙氣對干餾產(chǎn)品進行冷卻處理，提高了 整體干餾效率。然而由于干燥需在低溫（150-220°C )下操作，高溫煙氣的利用率較低，熱 量損失嚴重。以高溫煙氣作為流化或換熱介質，需要控制冷熱煙氣的配比，不但增加反應操 作難度，而且在對褐煤等低階煤進行干燥時，操作的危險性也會增加。該工藝利用煙氣進行 熄焦，為保證熄焦過程的安全性，須嚴格控制煤氣與空氣燃燒的充分性，增加了裝置操作難 度。該工藝采用外燃內(nèi)熱式干餾爐，利用煤氣與高溫煙氣混合氣體作為熱載體，不但稀釋煤 氣降低熱值，而且增加后端設備負擔和成本。
[0005] 中國專利CN101885973A公開了一種"用于褐煤或高揮發(fā)分煤干餾的生產(chǎn)工藝"， 其特征為高溫干餾煤氣作為熱載體進入干餾爐內(nèi)與爐內(nèi)煤料接觸傳熱，使煤料熱解干餾變 成半焦，干餾逸出的煤氣匯入熱載體煤氣中一并出爐，出爐的煤氣經(jīng)降溫凈化后，相當于原 熱載體煤氣量的一部分煤氣經(jīng)間壁加熱至高溫后作為熱載體回干餾爐循環(huán)使用，其余量的 煤氣作外供使用。該實用新型采用間壁加熱對干餾煤氣加熱產(chǎn)生高溫干餾煤氣作為熱載體 進入干餾爐內(nèi)與爐內(nèi)煤料接觸傳熱，傳熱效率低，氣體夾帶粉塵嚴重給后端除塵帶來很大 負擔。所用高溫熱源氣體經(jīng)間壁換熱降溫后，作為煤料的干燥熱源使用，熱量損失較多，系 統(tǒng)熱效率不高。熄焦方式采用熄焦段內(nèi)存氣體自循環(huán)冷卻處理，自循環(huán)氣體從熄焦段引出 后，經(jīng)間壁式換熱器冷卻至150°C以下再進入熄焦段循環(huán)使用，同樣造成了能量損失。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0007] 為此，本實用新型的一個目的在于提出一種蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，在充分 回收半焦余熱的同時，減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程以及蓄熱式旋轉床干餾過程所需的 能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個系統(tǒng)的熱利用率及能源轉 化效率都得到了提高。
[0008] 本實用新型的另一目的在于提出一種蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝。
[0009] 根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，包括：蓄熱式旋轉床干餾反應器， 所述蓄熱式旋轉床干餾反應器具有進料口、出焦口、油氣出口和燃料進口；熱送進料單元， 所述熱送進料單元與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的進料口相連；塊煤過熱蒸汽干燥單 元，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進料單元相連；型煤過熱蒸汽干燥單元，所述型 煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進料單元相連；荒煤氣冷卻單元，所述荒煤氣冷卻單元與 所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的油氣出口相連；煤氣凈化單元，所述煤氣凈化單元與所述 荒煤氣冷卻單元相連；油水分離單元，所述油水分離單元與所述荒煤氣冷卻單元相連；油 罐，所述油罐與所述油水分離單元相連；水罐，所述水罐與所述油水分離單元相連；凈煤氣 熄焦單元和凈煤氣除塵單元，所述凈煤氣熄焦單元分別與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的 出焦口和凈煤氣除塵單元進口相連且所述凈煤氣熄焦單元與所述煤氣凈化單元相連，所述 凈煤氣除塵單元還分別與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的燃料進口、過熱蒸汽發(fā)生單元和 飽和蒸汽發(fā)生單元相連；蒸汽熄焦單元，所述蒸汽熄焦單元與所述凈煤氣熄焦單元相連； 半焦收集單元，所述半焦收集單元與所述蒸汽熄焦單元相連；過熱蒸汽發(fā)生單元，所述過熱 蒸汽發(fā)生單元分別與所述蒸汽熄焦單元、所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述型煤過熱蒸汽 干燥單元相連；飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元，所述飽和蒸汽發(fā)生單元與所述蒸汽 熄焦單元相連和冷凝水處理單元相連，所述冷凝水處理單元還分別與所述塊煤過熱蒸汽干 燥單元、所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述水罐相連。
[0010] 根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，在充分回收半焦余熱的同時，減 少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水 耗，使得整個系統(tǒng)的熱利用率及能源轉化效率都得到了提高。
[0011] 另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還可以具有如下 附加的技術特征：
[0012] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括原煤破碎篩 分單元和粉煤成型單元，其中，所述原煤破碎篩分單元具有塊煤出口和粉煤出口，所述塊煤 過熱蒸汽干燥單元與所述塊煤出口相連，所述粉煤成型單元分別與所述粉煤出口和所述型 煤過熱蒸汽干燥單元相連。
[0013] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括塊煤干燥除 塵器，所述塊煤干燥除塵器設在所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
[0014] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括型煤干燥除 塵器，所述型煤干燥除塵器設在所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之間。
[0015] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括荒煤氣除塵 單元，所述荒煤氣除塵單元設在所述荒煤氣冷卻單元和所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的油 氣出口之間。
[0016] 本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)的示意圖；和
[0018] 圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝的示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0020] 下面參考附圖來詳細描述根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)。
[0021] 如圖1所示，根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，包括：蓄熱式旋轉床 干餾反應器106,熱送進料單元105,塊煤過熱蒸汽干燥單元103,型煤過熱蒸汽干燥單元 104,荒煤氣冷卻單元117,煤氣凈化單元118,油水分離單元119,油罐120,水罐121，凈煤氣 熄焦單元107,蒸汽熄焦單元109,半焦收集單元115,過熱蒸汽發(fā)生單元110,飽和蒸汽發(fā)生 單元114和冷凝水處理單元113。
[0022] 具體地說，旋轉床干餾反應器106具有進料口、出焦口、油氣出口和燃料進口。熱 送進料單元105與蓄熱式旋轉床干餾反應器106的進料口相連。塊煤過熱蒸汽干燥單元 103與熱送進料單元105相連。型煤過熱蒸汽干燥單元104與熱送進料單元105相連。艮P, 經(jīng)過塊煤過熱蒸汽干燥單元103和型煤過熱蒸汽干燥單元104干燥處理后的塊煤和型煤經(jīng) 熱送進料單元105送入旋轉床干餾反應器106進行干餾處理。
[0023] 荒煤氣冷卻單元117與蓄熱式旋轉床干餾反應器106的油氣出口相連。即，荒煤 氣冷卻單元117用于冷卻蓄熱式旋轉床干餾反應器106干餾產(chǎn)生的油氣混合物以得到荒煤 氣和油水混合物。
[0024] 煤氣凈化單元118與荒煤氣冷卻單元117相連，用于凈化荒煤氣。
[0025] 油水分離單元119與荒煤氣冷卻單元117相連，用于將油水混合物分離為油品和 水。
[0026] 油罐120與油水分離單元119相連，用于收集油品。
[0027] 水罐121與油水分離單元119相連，用于收集干餾處理得到的水。
[0028] 凈煤氣熄焦單元107分別與蓄熱式旋轉床干餾反應器106的出焦口和蓄熱式旋轉 床干餾反應器106的燃料進口相連且凈煤氣熄焦單元107與煤氣凈化單元118相連。艮口， 干餾處理得到的半焦進入凈煤氣熄焦單元107,將煤氣凈化單元118凈化得到的凈煤氣通 入凈煤氣熄焦單元107內(nèi)與半焦進行換熱以冷卻半焦。凈煤氣換熱升溫后作為燃料通入蓄 熱式旋轉床干餾反應器106作為干餾處理的熱量來源。
[0029] 蒸汽熄焦單元109與凈煤氣熄焦單元107相連，飽和蒸汽發(fā)生單元114與蒸汽熄 焦單元109相連。過熱蒸汽發(fā)生單元110分別與蒸汽熄焦單元109、塊煤過熱蒸汽干燥單元 103和型煤過熱蒸汽干燥單元104相連。半焦收集單元115與蒸汽熄焦單元109相連。凈 煤氣熄焦單107元還分別與過熱蒸汽發(fā)生單元110和飽和蒸汽發(fā)生單元114相連。即，將 與凈煤氣換熱后的半焦送入蒸汽熄焦單元109并通入飽和蒸汽，以使飽和蒸汽與半焦進一 步換熱來冷卻半焦并送入半焦收集單元115。飽和蒸汽經(jīng)換熱升溫后送入過熱蒸汽發(fā)生單 元，制得的過熱蒸汽用于對塊煤和型煤進行干燥處理。凈煤氣換熱升溫后還可以作為飽和 蒸汽發(fā)生單元114與過熱蒸汽發(fā)生單元110的熱量來源。
[0030] 冷凝水處理單元113分別與塊煤過熱蒸汽干燥單元103、型煤過熱蒸汽干燥單元 104和水罐121相連，以將蒸汽冷凝成水。
[0031] 根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，在充分回收半焦余熱的同時，減 少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程以及蓄熱式旋轉床干餾過程所需的能量消耗，而且利用自身 水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水耗，使得整個系統(tǒng)的熱利用率及能源轉化效率都得到了提高。
[0032] 有利地，根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括原 煤破碎篩分單元101和粉煤成型單元102。原煤破碎篩分單元101具有塊煤出口和粉煤出 口。塊煤過熱蒸汽干燥單元103與所述塊煤出口相連，粉煤成型單元102分別與所述粉煤 出口和型煤過熱蒸汽干燥單元104相連。即，原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以 下的塊煤進入塊煤蒸汽干燥單元103進行干燥脫水，篩分得到的粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單 元102制成型煤（煤棒）后再進入型煤蒸汽干燥單元104進行干燥脫水。
[0033] 有利地，根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)還包括塊 煤干燥除塵器112,型煤干燥除塵器111，凈煤氣除塵單元108,荒煤氣除塵單元116。塊煤 干燥除塵器112設在塊煤過熱蒸汽干燥單元103和冷凝水處理單元113之間。型煤干燥除 塵器111設在型煤過熱蒸汽干燥單元104和冷凝水處理單元113之間。凈煤氣除塵單元 108設在凈煤氣熄焦單元和蓄熱式旋轉床干餾反應器106的燃料進口之間?；拿簹獬龎m單 元116設在荒煤氣冷卻單元117和蓄熱式旋轉床干餾反應器106的油氣出口之間。由此， 可以去除系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的粉塵的雜質。
[0034] 根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)具有以下技術效果：
[0035] 1、通過凈煤氣熄焦單元、蒸汽熄焦單元兩級取熱可充分回收高溫半焦 (500°C-600°C)的顯熱，在半焦冷卻（<100°C)的同時可提高系統(tǒng)的熱效率。另外，避免了 濕法熄焦工藝急劇冷卻對焦炭結構帶來的不利影響，避免濕法熄焦產(chǎn)生的大量酚、氰化合 物和硫化合物等有害物質對周圍設備腐蝕及大氣污染問題。
[0036] 2、通過凈煤氣熄焦單元將凈煤氣升溫除塵后用于蓄熱式旋轉床干餾反應器的供 熱燃料，在充分利用部分高溫半焦余熱的同時，可降低燃料消耗量進而提高系統(tǒng)能源轉化 效率。
[0037] 3、通過將冷凝水處理單元、飽和蒸汽發(fā)生單元、蒸汽熄焦單元（高溫半焦部分余 熱）以及過熱蒸汽發(fā)生單元相結合，可低能耗地產(chǎn)生用于塊煤及型煤干燥的過熱蒸汽并實 現(xiàn)系統(tǒng)水循環(huán)利用，減少污染，降低能耗。
[0038] 4、通過采用熱送進料單元可將干燥后的型煤和塊煤直接輸送到蓄熱式旋轉床干 餾反應器，省去儲存和倒倉過程，并且減少物料因降溫在干餾反應器中重新升溫所需的能 量消耗，進而提高系統(tǒng)熱效率及能源轉化效率。
[0039] 5、所采用的蓄熱式旋轉床干餾反應器燃燒供熱系統(tǒng)與熱解系統(tǒng)完全隔離，所產(chǎn)生 的熱解氣與煙氣隔離，熱解氣中有效氣氛含量高，凈化后氣體熱值較高，由于蓄熱體可吸收 高溫煙氣余熱并給燃料氣預熱，因此只需少部分熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的凈煤氣與高溫半焦換熱升 溫后即可滿足熱解燃燒系統(tǒng)需求，其他凈煤氣可作為產(chǎn)品銷售，或進入飽和蒸汽和過熱蒸 汽發(fā)生單元作為燃料，進而提高系統(tǒng)熱效率及經(jīng)濟效益。
[0040] 下面根據(jù)附圖來詳細說明根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝。
[0041] 如圖1所示，根據(jù)本實用新型的蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝，包括以下步驟：將塊 煤和型煤進行干燥處理；對經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進行干餾處理以得到半焦和油氣混合 物；分離油氣混合物以得到凈煤氣和油水混合物；將凈煤氣與半焦進行換熱以冷卻半焦。 進一步地，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝還包括將飽和水蒸汽與半焦進行換熱以進一步 冷卻半焦的步驟。
[0042] 根據(jù)本實用新型的一個示例，進一步分離所述油水混合物以得到油品。
[0043] 根據(jù)本實用新型的一個示例，經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤的溫度為90°C _95°C。
[0044] 根據(jù)本實用新型的一個示例，對經(jīng)干燥處理的塊煤和型煤進行干餾處理以得到的 半焦的溫度為500°C -600°C。
[0045] 根據(jù)本實用新型的一個示例，經(jīng)凈煤氣與半焦進行換熱后的半焦的溫度為 400。。-500。。。
[0046] 根據(jù)本實用新型的一個示例，經(jīng)飽和水蒸汽與半焦進行換熱以進一步冷卻的半焦 的溫度不高于100°c。
[0047] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝還包括在塊煤和型 煤進行干燥處理前將原煤進行破碎篩分以得到塊煤和粉煤的步驟。
[0048] 根據(jù)本實用新型的一個示例，所述蓄熱式旋轉床低溫干餾工藝還包括將粉煤制成 型煤的步驟。
[0049] 也就是說，原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以下的塊煤進入塊煤蒸汽干 燥單元103進行干燥脫水，篩分得到的粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單元102制成型煤（煤棒） 后再進入型煤蒸汽干燥單元104進行干燥脫水。
[0050] 干燥后溫度為90°C _95°C的塊煤與型煤直接經(jīng)熱送進料單元105送入蓄熱式旋轉 床干餾反應器106中進行干餾反應。由于采用熱送進料裝置可將干餾反應時間減少10-15 分鐘，進而降低燃料消耗，提高系統(tǒng)熱效率及能源轉化效率。
[0051] 蓄熱式旋轉床干餾反應器106是一種環(huán)形爐，爐墻、爐頂及蓄熱式輻射管固定不 動，環(huán)形爐爐底為旋轉式爐底，爐底裝載待熱解原料，爐底上、下部的爐墻側面沿爐膛設有 蓄熱式輻射管。由于采用雙蓄熱式技術，即，蓄熱體吸收高溫煙氣（1400°c-150(rc)的熱 量，空氣和燃料氣分別經(jīng)過空氣和燃氣蓄熱體預熱（1200-130(rc )，煙氣經(jīng)蓄熱體取熱后 溫度低于180°c，輻射管內(nèi)可燃燒低熱值燃料（>700大卡/Nm3)，燃燒產(chǎn)生的熱量（25-30KW/ m 2)可通過高溫蓄熱式輻射管以輻射熱和對流換熱的形式傳遞給待熱解原料使其達到干餾 所需溫度（400-600°C)。輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)物（煙氣）完全與爐膛內(nèi)的熱解氣氛隔絕，可以 減小后續(xù)煤氣凈化處理裝置的規(guī)格，凈化分離后的氣體可保有較高的品質（熱值>4000大 卡/Nm 3)。因此，少量的來自煤氣凈化單元118的凈煤氣即可滿足干餾反應所需的熱量。
[0052] 由于僅采用一級熄焦過程不但無法實現(xiàn)高溫半焦熱量的充分回收，而且單級熄焦 為滿足換熱效率設備尺寸和成本都較大。因此，本專利采用自身熱解煤氣直接換熱和蒸汽 間接換熱兩級換熱方式，利用熱解氣和水蒸發(fā)過程的高吸熱性能來充分回收半焦余熱。來 自煤氣凈化單元118的凈煤氣在凈煤氣熄焦單元107與干餾產(chǎn)生的溫度為500°C -600°C的 半焦進行直接換熱，換熱后半焦溫度降到400°C -500°C，凈煤氣可達到200°C _300°C，預熱 后的凈煤氣經(jīng)凈煤氣除塵單元108除塵，再經(jīng)蓄熱式旋轉床干餾反應器106中的蓄熱體進 一步預熱后（1200°C -1300°C )與預熱空氣（1200°C -1300°C )在輻射管內(nèi)燃燒。為了進一 步充分回收溫度為400°C -500°C半焦中的熱量，在蒸汽熄焦單元109利用飽和蒸汽（比熱 大）使半焦繼續(xù)降溫至l〇〇°C以下，隨后進入半焦收集單元115儲存。因此，通過凈煤氣熄 焦單元107和蒸汽熄焦單元109不但可以充分回收固體半焦的余熱，提高系統(tǒng)熱效率，還可 以將凈煤氣預熱，減少蓄熱體體積，提高能源轉化效率，降低成本。
[0053] 干餾產(chǎn)生的油氣和水蒸汽混合物由蓄熱式旋轉床干餾反應器106上的油氣出口 匯集進入荒煤氣除塵單元116進行除塵凈化，凈化后的油氣和水蒸汽混合物進入荒煤氣冷 卻單元117冷卻，冷卻后的油水混合物進入油水分離單元119進行油水分離，分離得到的油 品進入油罐120儲存，干餾產(chǎn)生的水經(jīng)水罐121沉淀后進入冷凝水處理單元113處理后進 入水循環(huán)系統(tǒng)。干餾煤氣經(jīng)煤氣凈化單元118處理后即可作為化工原料使用，也可以通過 凈煤氣熄焦單元107和凈煤氣除塵單元108預熱除塵后進入蓄熱式旋轉床干餾反應器106 或飽和蒸汽發(fā)生單元114和過熱蒸汽發(fā)生單元110作為氣體燃料使用。
[0054] 來自飽和蒸汽發(fā)生單元114的飽和水蒸汽（120°C-150°C)在蒸汽熄焦單元109中 與高溫半焦（400°C _500°C )進行間接換熱，利用半焦廢熱生成過熱蒸汽再經(jīng)過熱蒸汽發(fā)生 單元110達到一定壓力和溫度后進入塊煤蒸汽干燥單元103和型煤蒸汽干燥單元104對濕 煤進行干燥脫水。蒸汽經(jīng)型煤干燥除塵器111和塊煤干燥除塵器112后及冷凝水處理單元 113處理后再進入飽和蒸汽發(fā)生單元114循環(huán)使用。此過程在充分回收半焦余熱的同時， 減少了塊煤和型煤蒸汽干燥過程所需的能量消耗，而且利用自身水循環(huán)系統(tǒng)大大降低了水 耗，使得整個系統(tǒng)的熱利用率及能源轉化效率都得到了提高。
[0055] 具體實施例：
[0056] 以某褐煤（性質見表1)原料干饋為例，生產(chǎn)規(guī)模為原煤處理量2. 5t/h，全水25% 的原煤經(jīng)原煤破碎篩分單元101破碎成50mm以下的塊煤（1. 5t/h)進入塊煤蒸汽干燥單元 進行干燥脫水，篩分得到40 %粉煤則先經(jīng)過粉煤成型單元102形成10 X 50mm型煤后再進入 型煤蒸汽干燥單元104進行干燥脫水。
[0057] 干燥脫水后溫度為90°C -95°C的塊煤與型煤（2t/h，全水為10% )直接經(jīng)熱送進 料單元105送入蓄熱式旋轉床干餾反應器106中進行干餾反應。由于采用熱送進料裝置可 將干餾反應時間減少10-15分鐘，降耗約70kJ/kg。
[0058] 物料進入蓄熱式旋轉床干餾反應器106內(nèi)被高溫蓄熱式輻射管（表面溫度為 700°C，輻射強度為25KW/m 2)以輻射熱和對流換熱的形式加熱到干餾溫度（550°C )，并轉化 成溫度為550°C的半焦、高溫焦油氣、高溫煤氣及高溫水蒸汽，干餾產(chǎn)物產(chǎn)率分布見表2。輻 射管內(nèi)燃燒產(chǎn)物（煙氣）完全與爐膛內(nèi)的熱解氣氛隔絕，可以減小后續(xù)煤氣凈化處理裝置 的規(guī)格。煙氣經(jīng)蓄熱體取熱后溫度為150°C-180°C。
[0059] 干餾產(chǎn)生的高溫油、氣和水蒸汽混合物由蓄熱式旋轉床干餾反應器106上的導氣 管匯集進入荒煤氣除塵單元116進行除塵凈化，凈化后的油氣和水蒸汽混合物進入荒煤氣 冷卻單元117冷卻，冷卻后的油水混合物進入油水分離單元119進行油水分離，分離得到的 油品（產(chǎn)率為4. 26% )進入油罐120儲存，干餾產(chǎn)生的水（21. 48% )經(jīng)水罐121沉淀后進 入冷凝水處理單元113處理后進入水循環(huán)系統(tǒng)。干餾煤氣經(jīng)煤氣凈化單元118處理后可得 到產(chǎn)率為11. 33%，熱值為5181. 53kcal/Nm3的凈煤氣。一部分凈煤氣可作為化工原料使 用，另一部分則通過凈煤氣熄焦單元107和凈煤氣除塵單元108預熱除塵后進入蓄熱式旋 轉床干餾反應器106或進入飽和蒸汽發(fā)生單元114和過熱蒸汽發(fā)生單元110作為氣體燃料 使用。油品及凈煤氣的具體性質見表3-4。
[0060] 干餾產(chǎn)生的產(chǎn)率為62. 93%，溫度為550°C高溫半焦在凈煤氣熄焦單元107與來自 煤氣凈化單元118的凈煤氣（30°C )進行換熱，凈煤氣升溫至300°C經(jīng)凈煤氣除塵單元108 除塵凈化后進入蓄熱式旋轉床干餾反應器106的蓄熱式輻射管中進行蓄熱式燃燒為干餾 過程提供熱量，熱效率可達到94%;半焦溫度降至450°C，進入蒸汽熄焦單元109與來自飽 和蒸汽發(fā)生單元114的飽和蒸汽（150°C)進一步換熱后溫度降至90°C左右，半焦的性質見 表5。
[0061] 蒸汽熄焦單元109所產(chǎn)生的過熱蒸汽再經(jīng)過熱蒸汽發(fā)生單元110過熱后達到 0. 6MPa，200°C進入塊煤蒸汽干燥單元103和型煤蒸汽干燥單元104對濕煤進行脫水。蒸汽 經(jīng)型煤干燥除塵器111和塊煤干燥除塵器112后及冷凝水處理單元113處理后再進入飽和 蒸汽發(fā)生單元114循環(huán)使用。
[0062] 表1原煤性質分析
[0063] 全水分析 工業(yè)汙析(wt%) 發(fā)熱量(kcal/kg) 元素分析(wt%) (?) Aaa V-dd FC-ca Qn(iL..ai Q?eU- -3 Si Ι? C , Naj Oyd ^25.90 1L7~~10. 55~~37. il~~40. 64~~4380.76~~5302. 26~~6316. 67~~021 ~~59. 42~~3^84~~ΓΤ?3~~1:). 15
[0064] 表2熱解產(chǎn)物產(chǎn)率分布
[0065] 焦油產(chǎn)率（Wt % ) I水產(chǎn)率（wt % ) I煤氣產(chǎn)率（wt % ) I提質煤產(chǎn)率（wt % ) 6. 19 22.96 12.44 58.41
[0066] 表3熱解氣性質分析
[0067] 成分組成（W) 物理性質 il CO, CII4 CO CJL τ均密度(kg/ Mill I 低位熱值(Kcal/Nm， 23.74 24.38 29.67 15.95 6.07 0.96 5181.53
[0068] 表4焦油餾程及性質
[0069] 餾程分析（wt%) 物理性質 ~ 輕留B;}油饋分萘油饋分洗油?分一二瀝青 印粘' 水(分$量 分_____^__^___μ·) (Pa.s) (?ν?%) <170°C 170-2UTC 21D-230JC 230-300°〇 300-330°C 33〇-36Q°C 360 °C 25°C 25°C__<100°C 10.26 19.37 6.05 25.08 6.06 5. 87 27.31 0.98 0.023 1.80
[0070] 表5半焦性質分析
[0071] 工業(yè)分析(wt %) (ki：d\J/k^) 元素分析U rt%) M A V FC Qn? St C Η N 〇 1.20 18. 11 G, 72 73.63 6665.89 0.92 74.36 1.92 i.64 1.76
[0072] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬 度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"、"順 時針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位 或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或 元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限 制。
[0073] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是兩個以上， 除非另有明確具體的限定。
[0074] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是 機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個 元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0075] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特 征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅 表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可 以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0076] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表 述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以 在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域 的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進 行結合和組合。
[0077] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍 內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1. 一種蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，包括： 蓄熱式旋轉床干餾反應器，所述蓄熱式旋轉床干餾反應器具有進料口、出焦口、油氣出 口和燃料進口； 熱送進料單元，所述熱送進料單元與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的進料口相連； 塊煤過熱蒸汽干燥單元，所述塊煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進料單元相連； 型煤過熱蒸汽干燥單元，所述型煤過熱蒸汽干燥單元與所述熱送進料單元相連； 荒煤氣冷卻單元，所述荒煤氣冷卻單元與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的油氣出口相 連； 煤氣凈化單元，所述煤氣凈化單元與所述荒煤氣冷卻單元相連； 油水分離單元，所述油水分離單元與所述荒煤氣冷卻單元相連； 油罐，所述油罐與所述油水分離單元相連； 水罐，所述水罐與所述油水分離單元相連； 凈煤氣熄焦單元和凈煤氣除塵單元，所述凈煤氣熄焦單元分別與所述蓄熱式旋轉床干 餾反應器的出焦口和凈煤氣除塵單元進口相連且所述凈煤氣熄焦單元與所述煤氣凈化單 元相連，所述凈煤氣除塵單元還分別與所述蓄熱式旋轉床干餾反應器的燃料進口、過熱蒸 汽發(fā)生單元和飽和蒸汽發(fā)生單元相連； 蒸汽熄焦單元，所述蒸汽熄焦單元與所述凈煤氣熄焦單元相連； 半焦收集單元，所述半焦收集單元與所述蒸汽熄焦單元相連； 過熱蒸汽發(fā)生單元，所述過熱蒸汽發(fā)生單元分別與所述蒸汽熄焦單元、所述塊煤過熱 蒸汽干燥單元和所述型煤過熱蒸汽干燥單元相連； 飽和蒸汽發(fā)生單元和冷凝水處理單元，所述飽和蒸汽發(fā)生單元與所述蒸汽熄焦單元相 連和冷凝水處理單元相連，所述冷凝水處理單元還分別與所述塊煤過熱蒸汽干燥單元、所 述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述水罐相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括原煤破碎 篩分單元和粉煤成型單元，其中，所述原煤破碎篩分單元具有塊煤出口和粉煤出口，所述塊 煤過熱蒸汽干燥單元與所述塊煤出口相連，所述粉煤成型單元分別與所述粉煤出口和所述 型煤過熱蒸汽干燥單元相連。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括塊煤干 燥除塵器，所述塊煤干燥除塵器設在所述塊煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之 間。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括型煤干 燥除塵器，所述型煤干燥除塵器設在所述型煤過熱蒸汽干燥單元和所述冷凝水處理單元之 間。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的蓄熱式旋轉床低溫干餾系統(tǒng)，其特征在于，還包括荒煤氣 除塵單元，所述荒煤氣除塵單元設在所述荒煤氣冷卻單元和所述蓄熱式旋轉床干餾反應器 的油氣出口之間。
【文檔編號】C10B1/10GK203904256SQ201420308231
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】吳道洪, 裴培, 王其成 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司