本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種活性焦制備裝置及方法。

背景技術(shù)：

活性焦煙氣凈化技術(shù)方面適用范圍廣、煙氣處理量大，活性焦的脫硫效率可達(dá)90％、脫硝效率可達(dá)80％，在資源回收和節(jié)水方面優(yōu)點(diǎn)突出?；钚越篃煔鈨艋夹g(shù)適用于燃煤工業(yè)鍋爐及化工、冶金、鋼鐵等行業(yè)焙燒產(chǎn)生的各種廢氣處理和燃煤電站鍋爐煙氣治理。

目前通常采用固定床或移動(dòng)床制備活性焦，單臺(tái)裝備產(chǎn)量低且連續(xù)性生產(chǎn)能力差，且生產(chǎn)能耗較高。此外，活性焦制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的焦油，如果溫度控制不當(dāng)會(huì)經(jīng)常造成焦油堵塞，嚴(yán)重時(shí)需要停爐檢修。

基于以上原因，有必要提供一種成本較低、連續(xù)運(yùn)行能力強(qiáng)且不易發(fā)生焦油堵塞的制備活性焦的工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種活性焦制備裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中制備活性焦存在的成本高、連續(xù)運(yùn)行能力差且易發(fā)生焦油堵塞的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種活性焦制備裝置，其包括：低溫?zé)峤鉅t，低溫?zé)峤鉅t上設(shè)置有煤料進(jìn)口、第一熱煙氣進(jìn)口及熱半焦出口；循環(huán)流化床裝置，循環(huán)流化床裝置上設(shè)置有熱半焦進(jìn)口、第二熱煙氣進(jìn)口及活性焦出口，熱半焦進(jìn)口與熱半焦出口連通。

進(jìn)一步地，循環(huán)流化床裝置包括：循環(huán)流化床本體，循環(huán)流化床本體上設(shè)置有熱半焦進(jìn)口、第二熱煙氣進(jìn)口及混合物出口；第一氣固分離裝置，第一氣固分離裝置上設(shè)置有第一混合物進(jìn)口和第一氣相出口，第一混合物進(jìn)口與混合物出口連通；以及第二氣固分離裝置，第二氣固分離裝置上設(shè)置有第二混合物進(jìn)口和活性焦出口，第二混合物進(jìn)口與第一氣相出口連通。

進(jìn)一步地，第一氣固分離裝置上還設(shè)置有第一固相出口，循環(huán)流化床本體上還設(shè)置有返料進(jìn)口，返料進(jìn)口與第一固相出口連通。

進(jìn)一步地，循環(huán)流化床裝置還包括：返料器，返料器設(shè)置在返料進(jìn)口與第一固相出口之間的管路上。

進(jìn)一步地，低溫?zé)峤鉅t為鼓泡流化床。

進(jìn)一步地，低溫?zé)峤鉅t上還設(shè)置有第一熱解氣出口，第二氣固分離裝置上還設(shè)置有第二熱解氣出口，裝置還包括：熱解氣處理裝置，熱解氣處理裝置分別與第一熱解氣出口和第二熱解氣出口連通。

進(jìn)一步地，循環(huán)流化床本體上還設(shè)置有燃料氣進(jìn)口，燃料氣進(jìn)口分別與第一熱解氣出口和第二熱解氣出口連通。

進(jìn)一步地，裝置還包括：冷焦器，冷焦器與活性焦出口連通。

進(jìn)一步地，冷焦器上設(shè)置有冷焦出口，裝置還包括活性焦收集裝置，活性焦收集裝置與冷焦出口連通。

進(jìn)一步地，裝置還包括：換熱器，換熱器上設(shè)置有高溫?zé)煔膺M(jìn)口和低溫?zé)煔獬隹?，低溫?zé)煔獬隹谂c第一熱煙氣進(jìn)口連通。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種制備活性焦的方法，其包括以下步驟：將制焦煤在低溫?zé)峤鉅t中進(jìn)行低溫?zé)峤猓玫綗岚虢?；將熱半焦在循環(huán)流化床裝置中進(jìn)行高溫?zé)峤猓玫交钚越埂?/p>

進(jìn)一步地，低溫?zé)峤獠襟E中，熱解溫度為400～600℃；高溫?zé)峤獠襟E中，熱解溫度為800～950℃。

進(jìn)一步地，制焦煤的粒徑為0.5～8mm。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種活性焦制備裝置，其包括低溫?zé)峤鉅t和循環(huán)流化床裝置，低溫?zé)峤鉅t上設(shè)置有煤料進(jìn)口、第一熱煙氣進(jìn)口及熱半焦出口；循環(huán)流化床裝置上設(shè)置有熱半焦進(jìn)口、第二熱煙氣進(jìn)口及活性焦出口，熱半焦進(jìn)口與熱半焦出口相連通。

利用本發(fā)明提供的活性焦制備裝置，能夠通過(guò)兩步法制備活性焦。第一步是在低溫?zé)峤鉅t中對(duì)制焦煤進(jìn)行低溫?zé)峤夂湍p，形成粒徑較小的熱半焦。第二步是在循環(huán)流化床裝置中對(duì)熱半焦進(jìn)行深入熱解和磨損，形成活性焦產(chǎn)品。一方面，利用上述兩步法制備活性焦，能夠分離制備包含焦油的熱解氣與活性焦(含焦油的熱解氣在低溫?zé)峤怆A段形成，活性焦在深入熱解階段形成)，從而有利于緩解因焦油析出帶來(lái)的易堵塞問(wèn)題。另一方面，利用本發(fā)明的裝置能夠連續(xù)穩(wěn)定地制備活性焦，且運(yùn)行成本較低，非常適合工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的活性焦制備裝置示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、低溫?zé)峤鉅t；101、煤料進(jìn)口；102、第一熱煙氣進(jìn)口；103、熱半焦出口；104、第一熱解氣出口；20、循環(huán)流化床裝置；201、熱半焦進(jìn)口；202、第二熱煙氣進(jìn)口；203、活性焦出口；21、循環(huán)流化床本體；211、混合物出口；212、返料進(jìn)口；213、燃料氣進(jìn)口；22、第一氣固分離裝置；221、第一混合物進(jìn)口；222、第一氣相出口；223、第一固相出口；23、第二氣固分離裝置；231、第二混合物進(jìn)口；232、第二熱解氣出口；24、返料器；30、熱解氣處理裝置；40、冷焦器；50、活性焦收集裝置；60、換熱器；70、煤料倉(cāng)。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實(shí)施例不能理解為限制本申請(qǐng)所要求保護(hù)的范圍。

正如背景技術(shù)部分所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中制備活性焦時(shí)存在成本高、連續(xù)運(yùn)行能力差且易發(fā)生焦油堵塞的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種活性焦制備裝置，如圖1所示，其包括低溫?zé)峤鉅t10和循環(huán)流化床裝置20，低溫?zé)峤鉅t10上設(shè)置有煤料進(jìn)口101、第一熱煙氣進(jìn)口102及熱半焦出口103；循環(huán)流化床裝置20上設(shè)置有熱半焦進(jìn)口201、第二熱煙氣進(jìn)口202及活性焦出口203，熱半焦進(jìn)口201與熱半焦出口103相連通。

利用本發(fā)明提供的活性焦制備裝置，能夠通過(guò)兩步法制備活性焦。第一步是在低溫?zé)峤鉅t10中對(duì)制焦煤進(jìn)行低溫?zé)峤夂湍p，形成粒徑較小的熱半焦。第二步是在循環(huán)流化床裝置20中對(duì)熱半焦進(jìn)行深入熱解和磨損，形成活性焦產(chǎn)品。一方面，利用上述兩步法制備活性焦，能夠分離制備包含焦油的熱解氣與活性焦(含焦油的熱解氣在低溫?zé)峤怆A段形成，活性焦在深入熱解階段形成)，從而有利于緩解因焦油析出帶來(lái)的易堵塞問(wèn)題。另一方面，利用本發(fā)明的裝置能夠連續(xù)穩(wěn)定地制備活性焦，且運(yùn)行成本較低，非常適合工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

此外，利用本發(fā)明提供的活性焦制備裝置兩步法制備活性焦，能夠通過(guò)對(duì)制焦煤的低溫?zé)峤鈱?shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣的回收，也有利于在低溫下處理熱解氣。而利用循環(huán)流化床裝置20對(duì)熱半焦進(jìn)行深度熱解，能夠保證大粒徑的未完全焦化的半焦在床內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，直至反應(yīng)至完全焦化的粒徑范圍，使得本發(fā)明的裝置適用的制焦煤的粒徑范圍更加寬泛。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，循環(huán)流化床裝置20包括：循環(huán)流化床本體21，第一氣固分離裝置22及第二氣固分離裝置23，循環(huán)流化床本體21上設(shè)置有熱半焦進(jìn)口201、第二熱煙氣進(jìn)口202及混合物出口211；第一氣固分離裝置22上設(shè)置有第一混合物進(jìn)口221和第一氣相出口222，第一混合物進(jìn)口221與混合物出口211連通；第二氣固分離裝置23上設(shè)置有第二混合物進(jìn)口231和活性焦出口203，第二混合物進(jìn)口231與第一氣相出口222連通。

這樣設(shè)置，經(jīng)低溫?zé)峤庑纬傻臒岚虢惯M(jìn)入循環(huán)流化床本體21后，在熱煙氣的作用下深度熱解。產(chǎn)生的氣固混合物經(jīng)第一氣固分離裝置22后，將粒徑較大的顆粒分離出來(lái)，經(jīng)第二氣固分離裝置23將活性焦分離出來(lái)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，第一氣固分離裝置22上還設(shè)置有第一固相出口223，循環(huán)流化床本體21上還設(shè)置有返料進(jìn)口212，返料進(jìn)口212與第一固相出口223連通。這樣，粒徑較大的熱半焦未完成完全焦化，被第一氣固分離裝置22分離出來(lái)返回循環(huán)流化床本體21進(jìn)行進(jìn)一步的熱解，直至反應(yīng)至完全焦化的粒徑范圍，形成合格的活性焦。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，循環(huán)流化床裝置20還包括：返料器24，返料器24設(shè)置在返料進(jìn)口212與第一固相出口223之間的管路上。利用返料器24能夠?qū)⑽赐瓿赏耆够拇箢w粒熱半焦穩(wěn)定地送回循環(huán)流化床本體21進(jìn)行繼續(xù)反應(yīng)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，低溫?zé)峤鉅t10為鼓泡流化床。利用鼓泡流化床作為低溫?zé)峤鉅t10，能夠進(jìn)一步強(qiáng)化制焦煤、半焦的熱交換、混合及磨損，大粒徑制焦煤有利于被磨損為小粒徑的煤或半焦，因此可以使用寬篩分大粒徑的制焦煤作為原料。同時(shí)，利用鼓泡流化床作為低溫?zé)峤鉅t10，流化氣速低、床層阻力小，能夠降低系統(tǒng)能耗。此外，利用鼓泡流化床作為低溫?zé)峤鉅t10，生成的熱解氣中焦油含量高、煙塵濃度低，可對(duì)其進(jìn)行集中處理。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，低溫?zé)峤鉅t10上還設(shè)置有第一熱解氣出口104，第二氣固分離裝置23上還設(shè)置有第二熱解氣出口232，裝置還包括：熱解氣處理裝置30，熱解氣處理裝置30分別與第一熱解氣出口104和第二熱解氣出口232連通。利用熱解氣處理裝置30，可以對(duì)兩部分反應(yīng)產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)行集中處理。優(yōu)選地，熱解氣處理裝置30可以為鍋爐。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，循環(huán)流化床本體21上還設(shè)置有燃料氣進(jìn)口213，燃料氣進(jìn)口213分別與第一熱解氣出口104和第二熱解氣出口232連通。這樣設(shè)置，能夠利用系統(tǒng)本身反應(yīng)產(chǎn)生的熱解氣作為循環(huán)流化床本體21的燃料氣，參與熱半焦的深度熱解。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，裝置還包括：冷焦器40，冷焦器40與活性焦出口203連通。經(jīng)過(guò)深度熱解形成的活性焦的溫度較高，利用冷焦器40可以進(jìn)行有效降溫處理。更優(yōu)選地，冷焦器40上設(shè)置有冷焦出口，裝置還包括：活性焦收集裝置50，活性焦收集裝置50與冷焦出口連通，用以收集活性焦。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，裝置還包括：換熱器60，換熱器60上設(shè)置有高溫?zé)煔膺M(jìn)口和低溫?zé)煔獬隹冢蜏責(zé)煔獬隹谂c第一熱煙氣進(jìn)口102連通。利用換熱器60能夠?qū)Ω邷責(zé)煔膺M(jìn)行降溫，得到溫度適合的煙氣，以通入低溫?zé)峤鉅t10中支持低溫?zé)峤夥磻?yīng)。

優(yōu)選地，如圖1所示，上述裝置還包括煤料倉(cāng)70，該煤料倉(cāng)70與煤料進(jìn)口101連通。

當(dāng)然，本發(fā)明上述的裝置中還包括各種閥門(mén)，具體的閥門(mén)設(shè)計(jì)可以根據(jù)本發(fā)明上述的裝置連接關(guān)系進(jìn)行布置，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員都能能理解的，在此不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種制備活性焦的方法，其包括以下步驟：將制焦煤進(jìn)行在低溫?zé)峤鉅t10中進(jìn)行低溫?zé)峤?，得到熱半焦；將熱半焦在循環(huán)流化床裝置20中進(jìn)行高溫?zé)峤猓玫交钚越埂?/p>

利用本發(fā)明提供的活性焦制備方法，能夠通過(guò)兩步法制備活性焦。第一步是在低溫?zé)峤鉅t10中對(duì)制焦煤進(jìn)行低溫?zé)峤夂湍p，形成粒徑較小的熱半焦。第二步是在循環(huán)流化床裝置20中對(duì)熱半焦進(jìn)行深入熱解和磨損，形成活性焦產(chǎn)品。一方面，利用上述兩步法制備活性焦，能夠分離制備包含焦油的熱解氣與活性焦(含焦油的熱解氣在低溫?zé)峤怆A段形成，活性焦在深入熱解階段形成)，從而有利于緩解因焦油析出帶來(lái)的易堵塞問(wèn)題。另一方面，利用本發(fā)明的裝置能夠連續(xù)穩(wěn)定地制備活性焦，且運(yùn)行成本較低，非常適合工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

此外，利用本發(fā)明提供的兩步法制備活性焦，能夠通過(guò)對(duì)制焦煤的低溫?zé)峤鈱?shí)現(xiàn)對(duì)熱解氣的回收，也有利于在低溫下處理熱解氣。而利用循環(huán)流化床裝置20對(duì)熱半焦進(jìn)行深度熱解，能夠保證大粒徑的未完全焦化的半焦在床內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，直至反應(yīng)至完全焦化的粒徑范圍，使得本發(fā)明的裝置適用的制焦煤的粒徑范圍更加寬泛。優(yōu)選地，制焦煤的粒徑為0.5～8mm。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，低溫?zé)峤獠襟E中，熱解溫度為400～600℃；高溫?zé)峤獠襟E中，熱解溫度為800～950℃。具體地，為了提供上述低溫?zé)峤獠襟E中的熱解溫度，可以通過(guò)調(diào)整低溫?zé)峤鉅t10的運(yùn)行溫度和進(jìn)入的煙氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如，可以設(shè)置低溫?zé)峤鉅t10的運(yùn)行溫度為350～550℃，進(jìn)入低溫?zé)峤鉅t10的煙氣溫度為600℃。同理，通過(guò)調(diào)整循環(huán)流化床本體21的運(yùn)行溫度和進(jìn)入的煙氣溫度來(lái)調(diào)節(jié)高溫?zé)峤獠襟E中的熱解溫度。比如，可以設(shè)置循環(huán)流化床本體21的運(yùn)行溫度為800～950℃，進(jìn)入的煙氣溫度為1000℃。

以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明上述活性焦制備裝置及工藝的有益效果：

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明的兩步法制備活性焦的裝置，以鍋爐燃燒煙氣為流化氣、煙煤制備活性焦為例介紹裝置的工作原理如下：

運(yùn)行參數(shù)：煙氣溫度為1000℃；低溫?zé)峤鉅t10運(yùn)行溫度為500℃；循環(huán)流化床本體21的運(yùn)行溫度為850℃；煤料倉(cāng)70內(nèi)煙煤粒徑為0.5～4mm；熱解氣處理裝置30為鍋爐，熱解氣用于燃燒產(chǎn)熱；第一氣固分離裝置22的分離粒徑大于150μm；第二氣固分離裝置23能夠分離出粒徑小于100μm的活性焦。

氣體流程：1000℃的煙氣進(jìn)入換熱器60，降溫至600℃后以流化風(fēng)形式進(jìn)入低溫?zé)峤鉅t10。煙煤在500～600℃的環(huán)境下進(jìn)行低溫?zé)峤猓a(chǎn)出第一部分熱解氣。1000℃的煙氣以流化風(fēng)的形式進(jìn)入循環(huán)流化床本體21，半焦在850～900℃的環(huán)境下深度熱解，產(chǎn)出第二部分熱解氣，經(jīng)第一氣固分離裝置22和第二氣固分離裝置23排出。兩部分熱解氣混合后，其中的一部分熱解氣進(jìn)入循環(huán)流化床本體21燃燒，剩余的熱解氣進(jìn)入熱解氣處理裝置30燃燒。

固體顆粒物流程：存儲(chǔ)于煤料倉(cāng)70的煙煤進(jìn)入低溫?zé)峤鉅t10，經(jīng)過(guò)磨損及低溫?zé)峤庑纬闪捷^小的熱半焦。熱半焦進(jìn)入循環(huán)流化床本體21進(jìn)行深度熱解，然后經(jīng)第一氣固分離裝置22將大粒徑的未完全熱解的半焦分離下來(lái)并進(jìn)入返料器24，進(jìn)而重新返回循環(huán)流化床本體21，經(jīng)深入熱解和磨損形成合格的活性焦。未被第一氣固分離裝置22分離下來(lái)的活性焦被第二氣固分離裝置23分離下來(lái)，進(jìn)入冷焦器40?；钚越估鋮s至常溫后進(jìn)入活性焦收集裝置50。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

利用本發(fā)明提供的活性焦制備裝置，能夠通過(guò)兩步法制備活性焦。第一步是在低溫?zé)峤鉅t中對(duì)制焦煤進(jìn)行低溫?zé)峤夂湍p，形成粒徑較小的熱半焦。第二步是在循環(huán)流化床裝置中對(duì)熱半焦進(jìn)行深入熱解和磨損，形成活性焦產(chǎn)品。一方面，利用上述兩步法制備活性焦，能夠分離制備包含焦油的熱解氣與活性焦(含焦油的熱解氣在低溫?zé)峤怆A段形成，活性焦在深入熱解階段形成)，從而有利于緩解因焦油析出帶來(lái)的易堵塞問(wèn)題。另一方面，利用本發(fā)明的裝置能夠連續(xù)穩(wěn)定地制備活性焦，且運(yùn)行成本較低，非常適合工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。