CN201756532U - 用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其中主炉由干燥段、干馏段、熄焦段三部分组成，主炉干馏段出气端引出煤气接至间壁式余热换热器的热程进口端，煤气经间壁式余热换热器初步降温后由其热程出口端接至煤气冷却冷凝与净化装置，煤气冷却冷凝与净化装置的净化煤气出口分别与外供煤气管道及间壁式余热换热器的冷程进口端相连通，间壁式余热换热器的冷程出口端再接至间壁式高温加热器的冷程进口端，间壁式高温加热器的冷程出口端与主炉的干馏段进气口相连通。本实用新型流程结构合理，使干馏煤气可全部外供，且外供煤气质量好、热值高、应用价值高。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种煤干馏装置。
背景技术：
煤在隔绝空气条件下受热分解成煤气、焦油和焦炭(或半焦)等干馏产品，按其炉内煤料被加热终温的不同，一般认为500-700℃为低温干馏，褐煤类低阶煤种适用于低温干馏加工，通过低温干馏加工，将褐煤转化成气、液、固三种产品，具有很好的经济效益及社会效益。干馏炉是低温干馏生产工艺中的主要设备，按其供热方式分为外热式(间壁加热)和内热式(直接接触加热)，按其所用热载体形式分为气体热载体和固体热载体。
传统的干馏工艺多为外热式，以确保煤被隔绝加热，挥发产物不被稀释，从而得到成份纯、热值高、有更好利用价值(例如提氢或煤化工原料气)的干馏煤气，但存在炉内煤料受热不均导致半焦质量不匀，高温壁区易发生二次热解降低焦油产率，且设备复杂投资大产能小等不足；
内热式工艺是借助气体热载体(多为煤气燃烧的烟气)直接进入干馏炉内穿过块状煤层传热的，具有传热快、效率高、加热均匀、设备简单、投资较省等优点，但存在干馏煤气被气体热载体(烟气)所稀释，导致出炉煤气及外供煤气热值低、品质差、商业利用价值不高等缺点。
另有专利(CN101113340A)介绍在竖炉中利用循环高温煤气直接加热的内热式干馏工艺，相对传统的内热式工艺有所改进。但其适用炉型单一(只适用于竖炉)；入炉煤要求与传统气流内热式炉一样，须为块煤或型煤；产生的净煤气被部分用于热半焦冷却及部分用于燃烧补热，则外供产品煤气量大大减少(只占全部干馏煤气的三分之一)；且煤气预热温度太高，耗能增加，工业化实现难度增大；尤其是该专利所用的蓄热式预热或氧气燃烧加热方式仍将导致干馏煤气被部分烟气稀释从而带来与传统的气流内热式工艺一样或部分一样缺点，干馏煤气容积增大，后处理设备容积及输送动力随之增大，外供煤气成份、纯度、热值等仍不如外热式工艺的煤气质量好、价值高；此外该专利中采用蓄热式预热将导致入炉温度波动大，干馏操作不稳；采用氧气燃烧加热方式则需投资空分设备，增加投资及运行成本。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种兼顾传统内外热式工艺之优点，生产运行中易于操作控制的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统。
本实用新型的技术解决方案是：
一种用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：包括主炉，主炉含有干馏部分，干馏部分引出的煤气接至煤气冷却冷凝与净化装置，煤气冷却冷凝与净化装置的煤气出口分别与外供煤气管道及间壁式高温加热器的冷程进口端相连通，间壁式高温加热器的冷程出口端与主炉的干馏部分进气口相连通。
煤气冷却冷凝与净化装置的煤气出口经增压风机分别与外供煤气管道及间壁式高温加热器的冷程进口端相连通。
在主炉干馏部分即干馏段煤气引出口之后设置有对煤气进行除尘的除尘器。
在主炉干馏部分煤气引出口除尘器之后设置间壁式余热换热器，其热程进口端与除尘器出口相连通，热程出口端与煤气冷却冷凝与净化装置进口端相连通；其冷程进口端与煤气冷却冷凝与净化装置出口或增压风机出口相连通，冷程出口端与间壁式高温加热器的冷程进口端相连通。
主炉干馏部分前设有对煤料进行干燥处理的主炉干燥部分，主炉干燥部分与干燥热源气体循环回路连接，干燥热源气体循环回路与干燥热源气体补热管道连接。
干燥热源气体补热管道与间壁式高温加热器的热程出口端相连接。
在干燥热源气体循环回路上设有除尘器。
主炉干馏部分后设有对半焦进行熄焦处理的主炉熄焦部分，主炉熄焦部分与自循环冷却回路连接。
自循环冷却回路包括余热换热器，余热换热器的热程进口端与主炉熄焦部分的自循环气体引出口连接，余热换热器的热程出口端与主炉熄焦部分的自循环气体进口相连接。
在余热换热器与主炉熄焦部分的自循环气体引出口之间设有除尘器。
本实用新型流程结构合理，在炉外采用被间壁加热(外热方式加热)、未被稀释的高温干馏煤气为热载体，入干馏炉直接与煤料接触传热，使其热解、实现干馏。炉内煤料逸出的挥发产物(干馏煤气)汇入高温煤气流(热载体)中一并出炉，经降温、净化、增压后，部分仍作为热载体通过间壁式换热器被加热至450-900℃后循环入炉使用；其余净化煤气(实为循环过程中炉内煤料逸出的全部煤气)外供使用。气体热载体全部来自干馏煤气，干馏煤气没有被外来杂质气体稀释；干馏产生的煤气全部作外供，熄焦及系统补热均未引用。
显而易见本发明兼得内、外热式干馏装置之优点，煤气纯度与外热式工艺相当，使外供煤气质量好、热值高、应用价值高，是理想的化工原料或高品燃料；且干馏煤气可全部外供；煤料受温较低且受热均匀，焦油收率较高；系统热源来源广，包括可用低品位的粉煤、煤气等燃料烟气；此热源经间壁换热降温后可再送干燥段利用，因而系统热效率高，耗能省；原煤在本工艺系统中干燥脱水后再入干馏，则煤气中水分低，净化分离过程中废水生成少，环保处理简单易行；熄焦采用自循环冷却方式，其间壁换热的余热得以充分回收利用。本工艺适用多种炉型，包括目前已有的立式炉、三段炉、回转炉、网带炉、沸腾炉等；对入炉煤粒度(块度)要求不高，且适用于多种煤种；系统流程简洁，生产运行中易于操作控制，工业化建设投资相对较省。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是本实用新型主炉为直立炉时的结构示意图。
图3是本实用新型主炉为回转炉时的结构示意图。
图4是本实用新型主炉为网带炉时的结构示意图。
附图1-4图中标号说明：
1、入炉原料煤；2、半焦成品；3、主炉(3-1、干燥段或干燥炉；3-2、干馏段或干馏炉；3-3、熄焦段或熄焦炉)；4、第一除尘器；5、干燥循环风机；6、放空烟气；7、第二除尘器；8、间壁式余热换热器；9、煤气冷却冷凝与净化装置；10、焦油；11、增压风机；12-1、循环煤气管路；12-2、外供煤气管道；13、间壁式高温加热器；14、第三除尘器；15、余热换热器；16、熄焦循环风机；17、软水管路；18、蒸汽管路；19、高温烟气管路；20、低温烟气管路；21、干燥补热管路；22、出焦关风器。
具体实施方式：
实施例1：
一种用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其中主炉3由干燥段(炉)3-1、干馏段(炉)3-2、熄焦段(炉)3-3三部分组成，主炉的干馏部分3-2(即干馏段或干馏炉)的出气口引出煤气接至间壁式余热换热器8的热程进口端，煤气经间壁式余热换热器8初步降温后由其热程出口端接至煤气冷却冷凝与净化装置9，煤气冷却冷凝与净化装置9的净化煤气出口经增压风机11分别与外供煤气管道12-2及间壁式余热换热器8的冷程进口端相连通，间壁式余热换热器8的冷程出口端再接至间壁式高温加热器13的冷程进口端，间壁式高温加热器13的冷程出口端与主炉的干馏部分即干馏段3-2进气口相连通。
在间壁式余热换热器8前设置有对从干馏段3-2引出的煤气进行除尘的第二除尘器7。
主炉干馏段3-2前设有对煤料进行干燥处理的主炉干燥部分3-1(即干燥段或干燥炉)，主炉干燥部分3-1与干燥热源气体循环回路连接，干燥热源气体循环回路与干燥热源气体补热管道21及20连接。
干燥热源气体补热管道20与间壁式高温加热器13的热程出口端相连接。
在干燥热源气体循环回路上依次设有第一除尘器4及循环风机5。
主炉干馏段3-2后设有对半焦进行熄焦处理的主炉熄焦部分3-3(即熄焦段或熄焦炉)，主炉熄焦段3-3与自循环冷却回路连接。
熄焦自循环冷却回路包括余热换热器15，余热换热器15的热程进口端与主炉熄焦段3-3的自循环气体引出口连接，余热换热器15的热程出口端与主炉熄焦段3-3的自循环气体进口相连接。
在余热换热器15与主炉熄焦段3-3的自循环气体引出口之间设有第三除尘器14，与主炉熄焦段3-3的自循环气体进口之间设有循环风机16
本实施例的工作过程是：
原料褐煤1首先进入主炉3的干燥部分3-1内，与入炉热烟气逆流接触，逐渐被加热至150～300℃，煤被充分脱水干燥后经气封进入主炉3的干馏部分内，与入炉高温煤气逆流接触，继续被加热至400～850℃，使煤热解干馏变成半焦，同时逸出煤气及焦油蒸气。热半焦再进入主炉3的熄焦部分3-3内，与炉内自循环冷气(煤气或烟气或惰性气)介质逆流接触，半焦被冷却至160℃以下(具体以该半焦接触空气不自燃，且便于后续安全储运为准)，经出焦关风器22卸出半焦产品2；
熄焦冷气介质吸收半焦热量后变成高温热气引出炉外，视其含尘量大小决定是否经第三除尘器14，再入余热换热器15降温至150℃以下后经循环风机16再闭路循环入炉；软水17与高温热气换热后产生较高压力的蒸汽18作为热能外供(折算外供蒸汽价值，吨焦可增利5％左右)。
干馏部分3-2内逸出的煤气(含焦油蒸气)汇入高温煤气流中一并被带出炉外，视其含尘量大小决定是否经第二除尘器7，再经间壁式余热换热器8初步降温后进入煤气冷却冷凝与净化装置9将煤气中焦油10以液态形式分离出来，净化后的干馏煤气经增压风机11升压后，一部分(相当于原有入炉流量)12-1作为热载体经间壁式余热换热器8预热后再至间壁式高温加热器13被加热至450～900℃作为高温热载入干馏部分3-2循环使用，余下部分相当于干馏产生的全部煤气12-2可全部用于系统外供。
500～1200℃的外来高温烟气(19)进入间壁式高温加热器13换热降温后作为干燥热源气20补入干燥循环热烟气流中，出炉循环烟气视其含尘量大小决定是否经第一除尘器4，再经风机5升压、补热21后入炉循环，煤受热蒸出的水分随放空烟气6一并排出。
间壁式高温加热器13是由不锈钢或高温耐热钢材料制成或由碳化硅材料制成。所述不锈钢或高温耐热钢材料还可经表面合金化处理。
Claims (10)
1.一种用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：包括主炉，主炉含有干馏部分，干馏部分引出的煤气接至煤气冷却冷凝与净化装置，煤气冷却冷凝与净化装置的煤气出口分别与外供煤气管道及间壁式高温加热器的冷程进口端相连通，间壁式高温加热器的冷程出口端与主炉的干馏部分进气口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：煤气冷却冷凝与净化装置的煤气出口经增压风机分别与外供煤气管道及间壁式高温加热器的冷程进口端相连通。
3.根据权利要求1所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：在主炉干馏部分即干馏段煤气引出口之后设置有对煤气进行除尘的除尘器。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：在主炉干馏部分煤气引出口除尘器之后设置间壁式余热换热器，其热程进口端与除尘器出口相连通，热程出口端与煤气冷却冷凝与净化装置进口端相连通；其冷程进口端与煤气冷却冷凝与净化装置出口或增压风机出口相连通，冷程出口端与间壁式高温加热器的冷程进口端相连通。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：主炉干馏部分前设有对煤料进行干燥处理的主炉干燥部分，主炉干燥部分与干燥热源气体循环回路连接，干燥热源气体循环回路与干燥热源气体补热管道连接。
6.根据权利要求4所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：干燥热源气体补热管道与间壁式高温加热器的热程出口端相连接。
7.根据权利要求4所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：在干燥热源气体循环回路上设有除尘器。
8.根据权利要求1、2或3所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：主炉干馏部分后设有对半焦进行熄焦处理的主炉熄焦部分，主炉熄焦部分与自循环冷却回路连接。
9.根据权利要求7所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：自循环冷却回路包括余热换热器，余热换热器的热程进口端与主炉熄焦部分的自循环气体引出口连接，余热换热器的热程出口端与主炉熄焦部分的自循环气体进口相连接。
10.根据权利要求9所述的用于褐煤或高挥发分煤干馏的系统，其特征是：在余热换热器与主炉熄焦部分的自循环气体引出口之间设有除尘器。
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