一种膜除尘装置及利用该膜除尘装置的煤热解工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及低阶煤提质领域的一种除尘装置及热解工艺，尤其是一种膜除尘装置及利用该膜除尘装置的煤热解工艺。
【背景技术】
[0002]煤的热解也称为煤的干馏和热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程，其结果生成气体(煤气)、液体(煤焦油)、固体(半焦或焦炭)等产品。热解是煤转化的关键步骤，煤气化、液化、焦化和燃烧都要经过或发生热解过程。低温热解技术因能以较温和的条件从煤炭中提取液体燃料和化学品的特点成为能源行业竞相研究的课题。针对低阶煤挥发性较高的特点，目前国内外已开发出了多种低温热解技术。
[0003]典型的低阶煤热解工艺包括:直立方炉热解工艺、固体热载体法快速热解工艺、多段回转炉工艺(专利公开号:CN1066459A)等。直立方炉热解工艺是较为成熟的热解工艺，但主要用作生产兰炭，要求原煤粒度大于20mm，无法处理20mm以下粉煤，而且存在焦油产率低、煤气品质差等问题；固体热载体快速热解工艺虽然具有加热速率快、能量利用效率较高的优点，但存在热载体与煤的均匀混合、热载体的连续循环运行及合理分配问题；多段回转炉工艺由于采用单筒式回转窑作为主机，换热面积小，处理量低；而且，以上煤热解技术基本都处于中试或工业示范阶段，没有大规模产业化的运行技术，主要原因为:热解产生的高温焦油气与其夹带的粉尘难以实现高效分离，带来设备及管道堵塞问题，热解系统难以实现连续运行，阻碍了热解技术的推广。
【发明内容】
[0004]为解决上述煤低温热解过程中存在的煤气、焦油含尘量大难题，同时实现针对粉煤的低温热解，本发明提供一种膜除尘装置及利用该膜除尘装置的煤热解工艺。该工艺采用自主研发的膜除尘装置解决了焦油、煤气含尘量大的难题，利用多管式回转窑实现了对0-20_粉煤的完全热解，得到了高品质的产品，采用自主研发的油洗装置，有效降低了废水中的酚含量。
[0005]一种膜除尘装置，包括惯性除尘室202、膜除尘室205、反吹气体加热器208、以及至少一个膜除尘管206，所述惯性除尘室202上部设有含尘煤气进口 201、底部设有第一粉尘出口 211，所述膜除尘室205顶部设有洁净煤气出口 207、底部设有第二粉尘出口 212，膜除尘管206设在膜除尘室205腔体内，所述反吹气体加热器208与膜除尘管206连通，其特征在于，所述惯性除尘室202与膜除尘室205共用一个侧壁209，侧壁209上设有至少一个侧壁开口 210，惯性除尘室202腔体内与含尘煤气进口 201相对设有挡板203。
[0006]如上所述的膜除尘装置，其特征在于，所述侧壁开口 210设在侧壁209的上部。
[0007]如上所述的膜除尘装置，其特征在于，所述膜除尘室205腔体内还设有与膜除尘管206连通的反吹气体腔213，该反吹气体腔213与反吹气体加热器208连通。
[0008]如上所述的膜除尘装置，其特征在于，所述反吹气体腔213设在膜除尘室205腔体内的顶部。
[0009]如上所述的膜除尘装置，其特征在于，其壳体外壁设有伴热装置204，所述伴热装置204为电伴热或高温烟气伴热的任意一种。
[0010]一种煤的热解工艺，其特征在于，利用上述的任意一种膜除尘装置实现高温煤气粉尘分离，包括以下步骤:
1)干燥后的原煤进入混合机3，在混合机3内，原煤与来自多管回转干馏机4出口的高温半焦混合，原煤迅速升温；
2)经掺混后，原煤与半焦的混合物经进料螺旋输送机进入多管回转干馏机4中热解。在多管回转干馏机4内热解产生高温半焦、焦油和煤气，半焦从多管回转干馏机4出料部排出，排出的半焦一部分送到I)中的混合机，另一部分进入冷焦机11处理后作为产品；
3)在冷焦机11中，高温半焦与循环氮气逆流接触换热冷却后从冷焦机11出料部排出；
4)循环氮气从冷焦机11的出料端进入冷焦机11，被冷焦机11内高温半焦加热升温后，从冷焦机11进料端排出；高温循环氮气进入半焦除尘器12，分离氮气中的半焦粉尘；除尘后的高温氮气进入氮气余热回收装置13降温，然后经氮气循环风机14升压，送回冷焦机11出料端；
5)含尘煤气从多管回转干馏机4出料部排出，经伴热管道，进入膜除尘装置7，含尘煤气中的半焦粉尘被分离下来，进入冷焦机11。经膜除尘管206过滤后的洁净煤气从膜除尘装置7顶部的洁净煤气出口 207排出，进入油洗装置8 ;洁净煤气从油洗塔31底部进入，从油洗塔31顶部排出，进入煤气后续净化系统；
6)从多管回转干馏机4排出的热烟气温度较高，经烟气余热装置9回收热量后，由烟气引风机10排放。
[0011]如上所述的一种煤的热解工艺，其特征在于，所述步骤5)中膜除尘装置7的除尘步骤如下:
O含尘煤气从含尘煤气进口 201进入惯性除尘室202内与挡板203碰撞，部分粉尘在惯性的作用下附着在挡板203上，并在重力作用下降落至底部由第一粉尘出口 211排出；2)经惯性除尘后的煤气进入膜除尘室205，洁净煤气穿过膜除尘管206，煤气中的绝大部分> 0.1 μ m的半焦粉尘附着在膜除尘管206的外表面，在反吹气体的作用下半焦粉尘从膜除尘管206外表面脱除，降落至膜除尘室205底部由第二粉尘出口 212排出；反吹气体经反吹气体加热器208加热后再喷吹以防止焦油在膜除尘管206表面冷凝；经膜除尘管206过滤后的洁净煤气从洁净煤气出口 207排出；
如上所述的一种煤的热解工艺，其特征在于，所述进入含尘煤气进口 201的含尘煤气温度在450°C?600°C ;所述反吹气体为氮气，反吹气体经反吹气体加热器208加热后温度在350°C?500°C，压力在0.2MPa?1.0MPa ;所述膜除尘管206的材质为陶瓷或金属间系化合物；所述膜除尘装置7壳体外壁的伴热温度在350°C?500°C。
[0012]如上所述的一种煤的热解工艺，其特征在于，所述油洗装置8采用石油洗油或焦油洗油作为循环洗涤剂，所述从油洗塔31底部进入的洁净煤气温度在450°C?600°C;从油洗塔31顶部排出的煤气温度在105°C?130°C ;洗涤冷却后的洗油温度在80°C?120°C。
[0013]如上所述的一种煤的热解工艺，其特征在于，所述多管回转干馏机4为外热式多管回转干馏机。
[0014]本发明的有益效果是:
1、膜除尘技术提高了焦油品质。目前煤气的气固分离技术为旋风除尘，除尘效率低，导致收集的焦油粉尘含量过高，品质较差。本工艺系统设计了膜除尘装置，可过滤含尘煤气中绝大部分半焦粉尘(彡0.1 μ m),除尘效率高达99.9%以上。膜除尘装置集惯性除尘和膜除尘为一体，不仅可处理含尘浓度较高的煤气，而且降低了设备散热面积；同时，反吹气体加热至400°C以上后再进入膜除尘管内，有效避免煤气中焦油在膜除尘管外壁冷凝。
[0015]2、废水中酚含量低。目前煤气冷凝工序均采用水洗处理工艺，因出口温度低 60°C)，废水中的酚含量过高，处理难度与成本居高不下。本工艺系统采用油