基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统及方法
【专利摘要】本发明涉及基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统及方法，该系统包含有除尘直立炉的干燥段与低温蒸汽循环风机和高温蒸汽循环风机连通，高温蒸汽循环风机与冷却段连通，低温蒸汽循环风机与冷却段、布袋除尘器连通，除尘段与含尘荒煤气管道连通，热解段与除尘段均与油洗机连通，油洗机与电捕焦油器、变频风机连接，热解段与煤气换热器连通，煤气换热器与变频风机连通、燃烧炉、布袋除尘器连通，本发明利用除尘直立炉热解籽煤并利用籽煤或籽煤热解产生的半焦作为荒煤气的滤料实现荒煤气除尘，有效解决了颗粒层除尘滤料再生困难的难题，除尘方法简捷有效、热效率高、环境友好、半焦质量好，节约资源，降低运行成本。
【专利说明】基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤化工【技术领域】，具体涉及到将籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统及方法。
【背景技术】
[0002]多年来，国内外对粉煤煤热解制半焦、煤焦油和煤气进行了一系列的研宄，到目前为止，已进行中试或工业性试验为数不少，但能连续稳定生产的几乎没有，制约这个产业主要瓶颈是荒煤气的除尘未能突破。
[0003]目前荒煤气粗除尘的方式主要是旋风除尘器，但由于旋风切割粒径的局限无法除去lOum以下的粉尘，致使在回收的煤焦油中还有大量的粉尘，变为油泥，装置无法运行。
[0004]荒煤气精除尘有颗粒层除尘、金属管过滤除尘、电除尘。
[0005]电除尘由于焦粉在高温下的比电阻小、电极丝容易结碳、还原气氛的金属易被还原等问题，在工业化生产未见广泛的应用。
[0006]可再生金属膜管过滤，除尘效率高，精度高，但由于荒煤气中含还大量煤焦油从机理上在高温下发生缩聚反应结碳，逐渐堵塞滤管，反冲再生效果越来越差，装置无法长周期运行。且滤管的成本高，更换费用大。
[0007]颗粒层除尘滤料易得，成本低廉，中国专利201310418922.X—种荒煤气除尘装置及除尘方法，公开用颗粒层固定床除尘，流化床吹灰再生，中国专利201310116325.1荒煤气除尘装置及除尘方法采用颗粒层错流除尘，气流床烧焦再生；还有中国专利201210391959.3用于低温干流煤气除尘净化的方法及装置是采用逆流百叶窗式除尘，气流床烧焦再生，无论是错流式颗粒层过滤器、逆流式颗粒层过滤器或者固定床过滤器，滤料都需要再生，而且要使滤料的温度和热解的温度一致，因此，以上这几种荒煤气除尘方法仍存在滤料再生困难、系统复杂，而且除尘效率低等问题。
【发明内容】
[0008]为了解决颗粒层除尘滤料再生的技术问题，本发明的目的之一是提供能够充分利用未热解的籽煤或热解后的半焦作为颗粒除尘的滤料、将籽煤热解和荒煤气除尘有机结合，降低能耗、除尘效率高的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统。
[0009]本发明的目的之二在于提供将籽煤热解和粉煤热解有机结合，降低能耗、除尘效率高的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘方法。
[0010]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案包含有除尘直立炉，除尘直立炉是在炉体的顶部加工有进料斗、底部加工有出料斗，出料斗上设置有排料器，在炉体内腔设置有干燥段、热解段、除尘段以及冷却段，干燥段设置在进料斗的下方，冷却段设置在出料斗的上方，除尘段设置在热解段的上方或者下方，干燥段与除尘段或热解段之间设置有第一过渡段、除尘段与热解段之间设置有第二过渡段，冷却段与热解段或除尘段之间设置有第三过渡段；[0011 ] 上述干燥段通过管道分别与低温蒸汽循环风机和高温蒸汽循环风机连通，高温蒸汽循环风机的蒸汽入口通过管道或电除尘器与冷却段的蒸汽出口连通，低温蒸汽循环风机通过管道分别与冷却段的蒸汽入口、布袋除尘器的除尘烟气入口连通，除尘段的荒煤气入口通过管道与含尘荒煤气管道连通，热解段的热解荒煤气出口与除尘段的净化荒煤气出口通过并联设置的管道与油洗机的入口连通，油洗机通过管道依次与电捕焦油器、变频风机连接，热解段的循环煤气通过管道与煤气换热器的高温煤气出口连通，煤气换热器的煤气入口通过管道与变频风机的出口连通、高温烟气入口通过管道与燃烧炉的出口连通、低温烟气出口通过管道与布袋除尘器的除尘烟气入口连通。
[0012]上述除尘段是在除尘腔室的外围设置有荒煤气进气室以及荒煤气出气室，在除尘腔室内顶部设置有1排荒煤气导出槽、底部设置有1排荒煤气导入槽，荒煤气导出槽与荒煤气导入槽的竖直距离为2?5m，一个荒煤气导出槽与相邻一个荒煤气导出槽之间的间距为400?800mm，一个荒煤气导入槽与相邻一个荒煤气导入槽之间的间距为400?800mm，除尘腔室通过荒煤气导入槽与荒煤气进气室相连通、通过荒煤气导出槽与荒煤气出气室相连，在荒煤气进气室的外壁上加工有荒煤气入口，荒煤气出气室的外壁上加工有净化荒煤气出
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[0013]上述荒煤气导入槽的横截面是下开口的六边形结构，其顶部的夹角为55?75°C，其下开口的宽度为20?80mm，在荒煤气导入槽的侧壁上加工有孔径为2?3mm的透气孔，孔隙率为10?18%。
[0014]上述荒煤气导出槽的底部敞口，其横截面是两边纵向延伸的倒V型结构，其顶部夹角为55?75°C。
[0015]上述第一过渡段、第二过渡段以及第三过渡段的高度均为1500?2500mm。
[0016]本发明还提供了一种基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘方法，其是由以下步骤组成:
[0017](1)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉的进料斗中，在干燥段内由高温蒸汽循环风机将温度为300?350°C压力为-5?5KPa的高温蒸汽送入干燥段，穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至110?130°C，经低温蒸汽循环风机抽出，一部分参与半焦冷却，循环利用，多余部分经布袋除尘器除尘后排入大气；
[0018](2)干燥后的籽煤经第一过渡段进入除尘段，含尘荒煤气经荒煤气入口进入除尘段，经干燥后的籽煤过滤除尘，过滤气速控制在0.1?0.3m/s，除尘后的净化荒煤气通过净化荒煤气出口排出，籽煤在除尘段预热后经第二过渡段，进入热解段热解；
[0019](3)燃烧炉产生的高温烟气在煤气换热器中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到750?800°C，进入热解段使预热后的籽煤热解，热解温度为510?600°C，产生半焦和荒煤气，热解产生的荒煤气与除尘后的净化荒煤气在管道中混合后经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机进入换热器中循环利用，多余煤气排出；
[0020](4)热解产生的高温半焦进入冷却段中与步骤(1)低温蒸汽循环风机输送的低温蒸汽发生冷热交换，将低温蒸汽加热至300?350°C，形成高温蒸汽，由高温蒸汽循环风机输送至步骤(1)的干燥段进行循环利用，高温半焦冷却钝化后，通过排料器控制从出料斗排出。
[0021]本发明提供的另外一种基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘方法，其由以下步骤组成:
[0022](1)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉的进料斗中，在干燥段内由高温蒸汽循环风机将温度为300?350°C、压力为-5?5KPa的高温蒸汽送入干燥段，穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至110?130°C，经低温蒸汽循环风机抽出，一部分参与半焦冷却，循环利用，多余部分经布袋除尘器除尘后排入大气；
[0023](2)干燥后的籽煤经第一过渡段进入热解段，燃烧炉产生的高温烟气在煤气换热器中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到750?800°C后进入热解段使籽煤在热解段热解，热解温度为510?600 °C，产生高温半焦和热解荒煤气，热解产生的高温半焦自上而下经第二过渡段依次进入除尘段和冷却段；
[0024](3)含尘荒煤气经荒煤气入口进入除尘段，用高温半焦过滤除尘，过滤气速控制在0.1?0.3m/s，除尘后的净化荒煤气通过净化荒煤气出口排出，与热解段产生的热解荒煤气一起经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机进入换热器中循环利用，多余煤气排出，高温半焦夹带着细粉尘经过第三过渡段，进入冷却段；
[0025](4)进入冷却段中的半焦与步骤(1)低温蒸汽循环风机输送的低温蒸汽发生冷热交换，将低温蒸汽加热至300?350°C，形成高温蒸汽，由高温蒸汽循环风机与电除尘器除去细尘后输送至步骤(1)的干燥段进行循环利用，高温半焦冷却钝化后，通过排料器控制从出料斗排出。
[0026]本发明的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统是利用除尘直立炉热解籽煤并利用籽煤或籽煤热解产生的半焦作为荒煤气的滤料实现荒煤气除尘，并且随着处理进程籽煤或半焦不断更新，有效解决了颗粒层除尘滤料再生困难的难题，本发明通过过渡段控制炉体内的压力平衡，并将干燥段、热解段、除尘段、冷却段相互隔离，有效避免了各阶段之间相互串气，将荒煤气除尘与籽煤热解耦合为一体，合理利用资源，提高热效率，降低能耗，本发明的热解除尘方法简捷有效、热效率高、环境友好、半焦质量好，所产生的煤气和蒸汽均可循环利用，节约资源，降低运行成本，适于规模化应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为实施例1的热解除尘系统的工艺流程图。
[0028]图2为图1的除尘直立炉的结构示意图。
[0029]图3为图2中除尘段的结构示意图。
[0030]图4为图3中的荒煤气导出槽的结构示意图。
[0031]图5为图3中的荒煤气导入槽的结构示意图。
[0032]图6为实施例2的热解除尘系统的工艺流程图。
[0033]图7为图6的除尘直立炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]现结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施情形。
[0035]实施例1
[0036]由图1可知，本实施例的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统是由除尘直立炉1、燃烧炉2、煤气换热器3、布袋除尘器4、高温蒸汽循环风机5、低温蒸汽循环风机6、油洗机7、电补焦油器8以及变频风机9连接构成。
[0037]本实施例的除尘直立炉1是采用方形炉，参见图2，炉壁采用保温耐火材料加耐磨耐火材料浇筑而成，参见图2，该除尘直立炉1是在炉体的顶部安装有两个进料斗1-1，两个进料斗1-1均为两端对称的拉瓦尔管形状，在炉体的底部加工有与进料斗1-1正对的出料斗1-10，本为了防止出料口处排料不彻底，出料斗1-10均加工为锥形结构，锥度可以根据具体的炉体大小以及处理量进行适应性调整，为了便于控制进、出料的移动速度，在出料斗1-10上安装有排料器1-9，在炉体内腔自上而下分为干燥段1-2、除尘段1-4、热解段1-6以及冷却段1-8，进料斗1-1中进入的籽煤在重力作用下落入干燥段1-2内。干燥段1-2与除尘段1-4之间有第一过渡段1-3间隔，除尘段1-4与热解段1-6之间有第二过渡段1-5间隔，热解段1-6与冷却段1-8之间通过第三过渡段1-7间隔。为了保证籽煤热解充分，将热解段1-6分为热解一段和热解二段。
[0038]本实施例的除尘直立炉1的干燥段1-2与冷却段1-8、热解一段以及热解二段的内部结构均与专利号为CN 203487080U名称为《一种内热式直立炉》中所公开的干燥段1_2、冷却段1-8、热解一段以及热解二段的内部布置完全相同。
[0039]本实施例的干燥段1-2的高温蒸汽入口通过管道与高温蒸汽循环风机5的出口连通，低温蒸汽出口通过管道与低温蒸汽循环风机6的入口连通，从进料斗1-1送进来的粒煤，在重力作用下进入干燥腔室，高温蒸汽分别从各高温蒸汽导入槽导入干燥腔室内穿过上下煤层与干燥籽煤热交换，将籽煤干燥，蒸汽降温后经低温蒸汽导出槽导出，在低温蒸汽出气室中汇集后通过低温蒸汽循环风机6抽出。
[0040]在干燥段1-2的下方是第一过渡段1-3，本实施例的第一过渡段1-3的高度为2000_，干燥腔室干燥后的籽煤在第一过渡段1-3中过渡后进入除尘段1-4中。
[0041]参见图3，本实施例的除尘段1-4是在除尘腔室的左右两侧分别设置有荒煤气进气室1-4-1以及净化荒煤气出气室1-4-3，在除尘腔室内顶部安装1排荒煤气导出槽1-4-2，荒煤气导出槽1-4-2的两端焊接在除尘腔室侧壁上，共12个，分布在同一水平面上，一个荒煤气导出槽1-4-2与相邻一个荒煤气导出槽1-4-2的间距为600mm，参见图4，本实施例的荒煤气导出槽1-4-2的底部敞口，横截面是两边纵向延伸的倒V型结构，其顶部夹角是60°，斜臂长350mm，直臂长350mm，荒煤气导出槽1_4_2均与净化荒煤气出气室1_4_3连通，在净化荒煤气出气室1-4-3的外侧壁上加工有净化荒煤气出口 b，净化后的荒煤气经荒煤气导出槽1-4-2导流在净化荒煤气出气室1-4-3中汇集后经净化荒煤气出口排出。在除尘腔室的底部荒煤气导出槽1-4-2的下方3m的位置焊接安装有一排荒煤气导入槽1-4-4，荒煤气导入槽1-4-4与上方的荒煤气导出槽1-4-2交错排布，共13个，一个荒煤气导入槽1-4-4与相邻一个荒煤气导入槽1-4-4之间的间距为600_，参见图5，本实施例的荒煤气导入槽1-4-4的横截面是下开口的六边形结构，其顶部的夹角为60°，其下开口的宽度为50mm，荒煤气导入槽1-4-4均与荒煤气进气室1_4_1连通，除尘腔室通过荒煤气导入槽1-4-4与荒煤气进气室1-4-1连通，在荒煤气进气室1-4-1的外壁上加工有荒煤气入口 a，待处理的含尘荒煤气经荒煤气入口在荒煤气进气室1-4-1汇集，通过荒煤气导入槽1-4-4进入除尘腔室内，利用除尘腔室内的籽煤过滤除尘。在本实施例的荒煤气导入槽1-4-4和荒煤气导出槽1-4-2的侧壁上均加工有透气孔，孔径为2mm，孔隙率为15%，便于荒煤气穿行，流通。
[0042]除尘段1-4的下方是第二过渡段1-5，本实施例的第二过渡段1-5的高度为2000mm,除尘腔室中预热后籽煤经第二过渡段1_5过渡后进入热解段1_6。本实施例的热解段1-6上下分为热解一段和热解二段。
[0043]本实施例的热解一段的内部结构与专利号为CN 203487080U名称为《一种内热式直立炉》中所公开的热解一段的内部结构相同，即是在热解腔一室的左右两侧分别设置有循环煤气进气室以及热解荒煤气出气一室，在热解腔一室内安装有7排热解荒煤气导出槽和6排循环煤气导入槽，热解荒煤气导出槽与循环煤气导入槽上下交错排布，且热解荒煤气导出槽比循环煤气导入槽多1排，即热解腔一室的顶部与底部是热解荒煤气导出槽，中间段是热解荒煤气导出槽与循环煤气导入槽交错排布。在循环煤气进气室的外壁上加工有循环煤气入口，循环煤气入口通过管道与煤气换热器3的循环煤气出口连通，热解荒煤气出气一室的外壁上加工有热解荒煤气出口，热解荒煤气出口通过管道与油洗机7的进气口连通。经煤气换热器3换热后的高温煤气通过循环煤气入口进入循环煤气进气室分布后通过循环煤气导入槽进入热解腔一室内，穿越上下煤层对籽煤加热并进行热解，热解后的荒煤气一部分上升至除尘段1-4中除尘过滤，另一部分经热解荒煤气导出槽在热解荒煤气出气一室中汇集，最后通过热解荒煤气出口的管道与除尘段1-4的净化荒煤气混合，而热解后的籽煤进入热解二段中。
[0044]热解二段的结构与专利号为CN 203487080U名称为《一种内热式直立炉》中所公开的热解二段的内部结构相同，热解二段产生的热解荒煤气经热解荒煤气出口与热解一段的热解荒煤气以及除尘段1-4的净化荒煤气在管道中混合后进入油洗机7油洗处理，分离出焦油和除焦煤气，油洗机7与电捕焦油器、变频风机9依次连接，分离出的焦油作为成品，煤气经变频风机9输送一部分输送至煤气换热器3中循环利用，剩余部分作为成品收集。
[0045]在热解二段的下方是第三过渡段1-7，本实施例的第三过渡段1-7的高度为2000mm，热解二段中热解产生的高温半焦在第三过渡段1_7过渡后进入冷却段1_8冷却处理。
[0046]本实施例的冷却段1-8的冷却蒸汽入口通过管道与低温蒸汽循环风机6的出口连通、冷却蒸汽出口通过管道与高温蒸汽循环风机5的入口连通。经低温蒸汽循环风机6从干燥段1-2抽出的低温蒸汽从冷却蒸汽入口进入在冷却蒸汽进气室汇集后通过冷却蒸汽导入槽进入冷却腔室，与冷却腔室内的高温半焦进行热交换，半焦冷却发生钝化，而低温蒸汽加热后变为高温蒸汽，通过高温蒸汽导出槽在高温蒸汽出气室汇集后从冷却蒸汽出口排出，经高温蒸汽循环风机5循环进入干燥段1-2。
[0047]在冷却段1-8的出口处安装有排料器1-9，通过排料器1-9与出料斗1_10连通，钝化后的半焦经过排料器1-9从出料斗1-10排出，整个除尘直立炉1内粒煤的移动速度通过控制排料器1-9的往复移动的频率大小来进行调整。
[0048]用上述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统来进行籽煤热解除尘的方法由以下步骤组成:
[0049](1)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉1的进料斗1-1中，在重力作用下进入除尘直立炉1的干燥段1-2，由高温蒸汽循环风机5将温度为320°C压力为2KPa的高温蒸汽通过高温蒸汽入口进入高温蒸汽进气室，通过高温蒸汽导入槽进入干燥腔室内，在干燥腔室内穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至120°C，通过低温蒸汽导出槽在低温蒸汽出气室中汇集，通过低温蒸汽循环风机6抽出至冷却段1-8，循环利用，多余部分经布袋除尘器4除尘后排入大气；
[0050](2)干燥后的籽煤经第一过渡段1-3后进入除尘段1-4，小于3mm的粉煤用其他热解方式(如流化床热解、气流床热解)热解，产生的含尘荒煤气经多级旋风粗除尘后通过外部的含尘荒煤气管道输送至本实施例的除尘段1-4，经荒煤气入口进入荒煤气导入槽1-4-4，在除尘腔室内用干燥后的籽煤过滤除尘，过滤气速控制在0.2m/s，除尘后的净化荒煤气经荒煤气导出槽1-4-2从净化荒煤气出口排出，籽煤在除尘段1-4预热后经第二过渡段1-5，进入热解一段热解。
[0051](3)由燃烧炉2产生的温度为880°C的高温烟气直接进入煤气换热器3中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到780V，加热后的循环煤气通过循环煤气入口进入循环煤气进气室汇集后通过循环煤气导入槽进入热解一段的热解腔一室内，在热解腔一室中通过高温循环煤气加热使预热后的籽煤热解，热解后的籽煤进入热解二段中，同样利用高温循环煤气进一步加热，产生高温半焦和热解荒煤气，热解二段产生的热解荒煤气与热解一段产生的热解荒煤气在热解荒煤气出气一室汇集通过热解荒煤气出口排出，从热解段1-6排出的热解荒煤气与除尘段1-4排出的净化荒煤气在管道中混合后经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机9进入换热器中循环利用，多余煤气排出。
[0052](4)热解产生的高温半焦在重力作用下进入冷却段1-8的冷却腔室内，步骤(1)的低温蒸汽循环风机6输送的低温蒸汽通过冷却蒸汽入口在冷却蒸汽进气室内分布，通过冷却蒸汽导入槽进入冷却腔室内，与高温半焦发生冷热交换，半焦由550°C左右冷却到120°C，冷却钝化，低温蒸汽被加热至340°C，形成高温蒸汽，通过高温蒸汽导出槽在高温蒸汽出气室内汇集后经冷却蒸汽出口被高温蒸汽循环风机5抽出后输送至步骤(1)的干燥段1-2进行循环利用，钝化后的半焦通过排料器1-9控制从出料斗1-10排出。
[0053]实施例2
[0054]由图6可知，本实施例的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统是由除尘直立炉1、燃烧炉2、煤气换热器3、布袋除尘器4、高温蒸汽循环风机5、低温蒸汽循环风机6、油洗机7、电补焦油器8、变频风机9以及电除尘器10连接构成。
[0055]本实施例的除尘直立炉1与实施例1相同，是方形炉，参见图7，在炉体内腔自上而下分为干燥段1-2、热解段1-6、除尘段1-4、冷却段1-8，干燥段1-2、除尘段1_4、冷却段1_8的内部结构与实施例1相同，在干燥段1-2与热解段1-6之间通过第一过渡段1-3间隔，热解段1-6与除尘段1-4之间用第二过渡段1-5间隔，除尘段1-4与冷却段1-8之间有第三过渡段1-7间隔。本实施例的第一过渡段1-3、第二过渡段1-5以及第三过渡段1-7的高度均为 1500mm。
[0056]从炉体的进料斗1-1进入的籽煤在重力作用下落入干燥段1-2内，经干燥段1-2干燥预热后进入热解段1-6热解，热解段1-6的内部结构与实施例1的热解一段的内部结构完全相同，将籽煤热解，产生半焦和热解荒煤气，半焦在重力作用下落入除尘段1-4，热解荒煤气经热解荒煤气出口排出。
[0057]除尘段1-4过滤会有细粉尘随着高温半焦一起经第三过渡段1-7进入冷却段1-8，在冷却段1-8与低温蒸汽发生热交换，为了避免冷却段1-8排出的高温蒸汽中夹带细粉尘，在高温蒸汽循环风机5的出口端安装电除尘器10，进行粗除尘。
[0058]其他的部件及其连接关系与实施例1相同。
[0059]用上述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统进行籽煤热解除尘的方法由以下步骤组成:
[0060](1)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉1的进料斗1_1中，在重力作用下进入除尘直立炉1的干燥段1-2，由高温蒸汽循环风机5将温度为320°C压力为2KPa的高温蒸汽通过高温蒸汽入口进入高温蒸汽进气室，通过高温蒸汽导入槽进入干燥腔室内，在干燥腔室内穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至120°C，通过低温蒸汽导出槽在低温蒸汽出气室中汇集，通过低温蒸汽循环风机6抽至冷却段1-8，循环利用，多余部分经布袋除尘器4除尘后排入大气；
[0061](2)干燥后的籽煤经第一过渡段1-3后进入热解段1-6，由燃烧炉2产生的温度为880°C的高温烟气直接进入煤气换热器3中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到780°C，加热后的循环煤气通过循环煤气入口进入循环煤气进气室汇集后通过循环煤气导入槽进入热解一段的热解腔一室内，在热解腔一室中通过高温循环煤气加热使预热后的籽煤热解，产生高温半焦和热解荒煤气，热解荒煤气通过热解荒煤气出口排出，高温半焦经第二过渡段1-5进入除尘段1-4的除尘腔室内。
[0062](3)小于3_的粉煤用其他热解方式(如流化床热解、气流床热解)热解，产生的含尘荒煤气经多级旋风粗除尘后通过外部含尘荒煤气管道输送至本实施例的除尘段1-4，经荒煤气入口进入荒煤气导入槽1-4-4，在除尘腔室内用高温半焦过滤除尘，过滤气速控制在0.2m/s，除尘后的净化荒煤气经荒煤气导出槽1-4-2从净化荒煤气出口排出，与热解段1-6排出的热解荒煤气在管道中混合后经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机9进入换热器中循环利用，多余煤气排出，除尘过滤的细粉尘随着高温半焦一起经第三过渡段1-7，进入冷却腔室内。
[0063](4)步骤(1)的低温蒸汽循环风机6输送的低温蒸汽通过冷却蒸汽入口在冷却蒸汽进气室内分布，通过冷却蒸汽导入槽进入冷却腔室内，与高温半焦发生冷热交换，半焦由550°C左右冷却到120°C，冷却钝化，低温蒸汽被加热至340°C，形成高温蒸汽，通过高温蒸汽导出槽在高温蒸汽出气室内汇集后经冷却蒸汽出口被高温蒸汽循环风机5抽出后再经电除尘器10除去粉尘，之后输送至步骤(1)的干燥段1-2进行循环利用，钝化后的半焦通过排料器1-9控制从出料斗1-10排出。
[0064]实施例3
[0065]在上述实施例1?2的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统中，除尘段1-4是在除尘腔室的左右两侧分别设置有荒煤气进气室1-4-1以及净化荒煤气出气室1-4-3，在除尘腔室内顶部安装1排荒煤气导出槽1-4-2，荒煤气导出槽1-4-2的两端焊接在除尘腔室侧壁上，共12个，分布在同一水平面上，一个荒煤气导出槽1-4-2与相邻一个荒煤气导出槽1-4-2的间距为800mm，本实施例的荒煤气导出槽1_4_2的底部敞口，横截面是两边纵向延伸的倒V型结构，其顶部夹角是55°，斜臂长350mm，直臂长350mm，荒煤气导出槽1-4-2均与净化荒煤气出气室1-4-3连通，在净化荒煤气出气室1-4-3的外侧壁上加工有净化荒煤气出口 b。在除尘腔室的底部荒煤气导出槽1-4-2的下方2m的位置焊接安装有一排荒煤气导入槽1-4-4，荒煤气导入槽1-4-4与上方的荒煤气导出槽1-4-2交错排布，共13个，一个荒煤气导入槽1-4-4与相邻一个荒煤气导入槽1-4-4之间的间距为800mm，本实施例的荒煤气导入槽1-4-4的横截面是下开口的六边形结构，其顶部的夹角为55°，其下开口的宽度为20mm，荒煤气导入槽1-4-4均与荒煤气进气室1_4_1连通，除尘腔室通过荒煤气导入槽1-4-4与荒煤气进气室1-4-1连通，在荒煤气进气室1-4-1的外壁上加工有荒煤气入口 a，在本实施例的荒煤气导入槽1-4-4和荒煤气导出槽1-4-2的侧壁上均加工有透气孔，孔径为3mm，孔隙率为10 %，便于荒煤气穿行，流通。
[0066]其他的部件及其连接关系与对应的实施例相同。
[0067]其热解除尘方法与对应的实施例相同。
[0068]实施例4
[0069]在上述实施例1?2的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统中，除尘段1-4是在除尘腔室的左右两侧分别设置有荒煤气进气室1-4-1以及净化荒煤气出气室1-4-3，在除尘腔室内顶部安装1排荒煤气导出槽1-4-2，荒煤气导出槽1-4-2的两端焊接在除尘腔室侧壁上，共12个，分布在同一水平面上，一个荒煤气导出槽1-4-2与相邻一个荒煤气导出槽1-4-2的间距为400mm，本实施例的荒煤气导出槽1_4_2的底部敞口，横截面是两边纵向延伸的倒V型结构，其顶部夹角是75°，斜臂长350mm，直臂长350mm，荒煤气导出槽1-4-2均与净化荒煤气出气室1-4-3连通，在净化荒煤气出气室1-4-3的外侧壁上加工有净化荒煤气出口 b。在除尘腔室的底部荒煤气导出槽1-4-2的下方5m的位置焊接安装有一排荒煤气导入槽1-4-4，荒煤气导入槽1-4-4与上方的荒煤气导出槽1-4-2交错排布，共13个，一个荒煤气导入槽1-4-4与相邻一个荒煤气导入槽1-4-4之间的间距为400mm，本实施例的荒煤气导入槽1-4-4的横截面是下开口的六边形结构，其顶部的夹角为75°，其下开口的宽度为50mm，荒煤气导入槽1-4-4均与荒煤气进气室1_4_1连通，除尘腔室通过荒煤气导入槽1-4-4与荒煤气进气室1-4-1连通，在荒煤气进气室1-4-1的外壁上加工有荒煤气入口 a，在本实施例的荒煤气导入槽1-4-4和荒煤气导出槽1-4-2的侧壁上均加工有透气孔，孔径为2.5mm，孔隙率为18 %，便于荒煤气穿行，流通。
[0070]其他的部件及其连接关系与对应的实施例相同。
[0071]其热解除尘方法与对应的实施例相同。
[0072]实施例5
[0073]在上述实施例1?4的热解除尘方法中，除尘段1-4的高度为5m，导入槽侧板开孔率为18%，孔径为2mm，缩口的宽度80mm，在干燥段1-2，由高温蒸汽循环风机5将温度为300°C、压力为_5KPa的高温蒸汽通过低温蒸汽入口进入高温蒸汽进气室，通过高温蒸汽导入槽进入干燥腔室内，在干燥腔室内穿过煤层对粒煤进行干燥，蒸汽温度降低至110°C，通过低温蒸汽导出槽在低温蒸汽出气室中汇集，通过低温蒸汽循环风机6抽出。在热解段1-6，加热至750°C的循环煤气通过循环煤气入口进入循环煤气进气室汇集后通过循环煤气导入槽进入热解腔一室内对籽煤进行加热并热解，热解温度为510°C，热解产生的热解荒煤气通过热解荒煤气出口排出，解热产生的高温半焦进入下一个处理程序。在除尘段1-4，控制过滤气速为0.lm/s，其他的操作与实施例1或实施例2相同。在冷却段1-8，半焦温度由510°C冷却到110°C，其他的操作均与实施例1或实施例2相同。
[0074]实现该方法所用的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统与相应的实施例相同。
[0075]实施例6
[0076]在上述实施例1?4的热解除尘方法中，在干燥段1-2，由高温蒸汽循环风机5将温度为350 °C、压力为5KPa的高温蒸汽通过低温蒸汽入口进入高温蒸汽进气室，通过高温蒸汽导入槽进入干燥腔室内，在干燥腔室内穿过煤层对粒煤进行干燥，蒸汽温度降低至130°C，通过低温蒸汽导出槽在低温蒸汽出气室中汇集，通过低温蒸汽循环风机6抽出。在热解段1-6，加热至80(TC的循环煤气通过循环煤气入口进入循环煤气进气室汇集后通过循环煤气导入槽进入热解腔一室内对籽煤进行加热并热解，热解温度为600°C，热解产生的热解荒煤气通过热解荒煤气出口排出，解热产生的高温半焦进入下一个处理程序。在除尘段1-4，控制过滤气速为0.3m/s，其他的操作与实施例1或实施例2相同。在冷却段1_8，半焦温度由600°C冷却到130°C，其他的操作均与实施例1或实施例2相同。
[0077]实现该方法所用的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统与相应的实施例相同。
【权利要求】
1.一种基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统，包含有除尘直立炉(1)，除尘直立炉(I)是在炉体的顶部加工有进料斗(1-1)、底部加工有出料斗(1-10)，出料斗(1-10)上设置有排料器(1-9)，其特征在于:在炉体内腔设置有干燥段(1-2)、热解段(1-6)、除尘段(1-4)以及冷却段(1-8)，干燥段(1-2)设置在进料斗(1-1)的下方，冷却段(1-8)设置在出料斗(1-10)的上方，除尘段(1-4)设置在热解段(1-6)的上方或者下方，干燥段(1-2)与除尘段(1-4)或热解段(1-6)之间设置有第一过渡段(1-3)、除尘段(1-4)与热解段(1-6)之间设置有第二过渡段(1-5)，冷却段(1-8)与热解段(1-6)或除尘段(1-4)之间设置有第三过渡段(1-7); 上述干燥段(1-2)通过管道分别与低温蒸汽循环风机(6)和高温蒸汽循环风机(5)连通，高温蒸汽循环风机(5)的蒸汽入口通过管道或电除尘器(10)与冷却段(1-8)的蒸汽出口连通，低温蒸汽循环风机(6)通过管道分别与冷却段(1-8)的蒸汽入口、布袋除尘器(4)的除尘烟气入口连通，除尘段(1-4)的荒煤气入口通过管道与含尘荒煤气管道连通，热解段(1-6)的热解荒煤气出口与除尘段(1-4)的净化荒煤气出口通过并联设置的管道与油洗机(7)的入口连通，油洗机(7)通过管道依次与电捕焦油器、变频风机(9)连接，热解段(1-6)的循环煤气通过管道与煤气换热器(3)的高温煤气出口连通，煤气换热器(3)的煤气入口通过管道与变频风机(9)的出口连通、高温烟气入口通过管道与燃烧炉(2)的出口连通、低温烟气出口通过管道与布袋除尘器(4)的除尘烟气入口连通。
2.根据权利要求1所述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统，其特征在于:所述除尘段(1-4)是在除尘腔室的外围设置有荒煤气进气室(1-4-1)以及净化荒煤气出气室(1-4-3)，在除尘腔室内顶部设置有I排荒煤气导出槽(1-4-2)、底部设置有I排荒煤气导入槽(1-4-4)，荒煤气导出槽(1-4-2)与荒煤气导入槽(1-4-4)的竖直距离为2?5m，一个荒煤气导出槽(1-4-2)与相邻一个荒煤气导出槽(1-4-2)之间的间距为400?800mm，一个荒煤气导入槽(1_4_4)与相邻一个荒煤气导入槽(1_4_4)之间的间距为400?800_，除尘腔室通过荒煤气导入槽(1-4-4)与荒煤气进气室(1-4-1)相连通、通过荒煤气导出槽(1-4-2)与净化荒煤气出气室(1-4-3)相连，在荒煤气进气室(1-4-1)的外壁上加工有荒煤气入口，净化荒煤气出气室(1-4-3)的外壁上加工有净化荒煤气出口。
3.根据权利要求2所述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统，其特征在于:所述荒煤气导入槽(1-4-4)的横截面是下开口的六边形结构，其顶部的夹角为55?75°，其下开口的宽度为20?80mm，在荒煤气导入槽(1_4_4)的侧壁上加工有孔径为2?3mm的透气孔，孔隙率为10?18%。
4.根据权利要求2所述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统，其特征在于:所述荒煤气导出槽(1-4-2)的底部敞口，其横截面是两边纵向延伸的倒V型结构，其顶部夹角为55?75°，在侧壁上加工有孔径为2?3mm的透气孔，孔隙率为10?18%。
5.根据权利要求1所述的基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘系统，其特征在于:所述第一过渡段(1-3)、第二过渡段(1-5)以及第三过渡段(1-7)的高度均为1500?2500mmo
6.—种基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘方法，其特征在于由以下步骤组成: (I)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉⑴的进料斗(1_1)中，在干燥段(1_2)内由高温蒸汽循环风机(5)将温度为300?350°C压力为-5?5KPa的高温蒸汽后送入干燥段(1-2)，穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至110?130°C，经低温蒸汽循环风机(6)抽出，一部分参与半焦冷却，循环利用，多余部分经布袋除尘器(4)除尘后排入大气； (2)干燥后的籽煤经第一过渡段(1-3)进入除尘段(1-4)，含尘荒煤气经荒煤气入口进入除尘段(1-4)，经干燥后的籽煤过滤除尘，过滤气速控制在0.1?0.3m/s，除尘后的净化荒煤气通过净化荒煤气出口排出，籽煤在除尘段(1-4)预热后经第二过渡段(1-5)，进入热解段(1_6)热解； (3)燃烧炉(2)产生的高温烟气在煤气换热器(3)中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到750?800°C，进入热解段(1-6)使预热后的籽煤热解，热解温度为510?600°C，产生半焦和荒煤气，热解产生的荒煤气与除尘后的净化荒煤气在管道中混合后经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机(9)进入换热器中循环利用，多余煤气排出； (4)热解产生的高温半焦进入冷却段1-8中与步骤(I)低温蒸汽循环风机(6)输送的低温蒸汽发生冷热交换，将低温蒸汽加热至300?350°C，形成高温蒸汽，由高温蒸汽循环风机(5)输送至步骤(I)的干燥段(1-2)进行循环利用，高温半焦冷却钝化后，通过排料器(1-9)控制从出料斗(1-10)排出。
7.—种基于籽煤热解与荒煤气除尘耦合的热解除尘方法，其特征在于由以下步骤组成: (1)将粒径为3?30mm的籽煤送入除尘直立炉I的进料斗(1_1)中，在干燥段(1_2)内由高温蒸汽循环风机(5)将温度为300?350 °C压力为-5?5KPa的高温蒸汽送入干燥段(1-2)，穿过煤层对籽煤进行干燥，蒸汽温度降低至110?130°C，经低温蒸汽循环风机(6)抽出，一部分参与半焦冷却，循环利用，多余部分经布袋除尘器(4)除尘后排入大气； (2)干燥后的籽煤经第一过渡段(1-3)进入热解段(1-6)，燃烧炉(2)产生的高温烟气在煤气换热器(3)中与循环煤气发生热交换，将循环煤气加热到750?800°C后进入热解段(1-6)使籽煤在热解段(1-6)热解，热解温度为510?600°C，产生高温半焦和热解荒煤气，热解产生的高温半焦自上而下经第二过渡段(1-5)依次进入除尘段(1-4)和冷却段(1_8)； (3)含尘荒煤气经荒煤气入口进入除尘段(1-4)，用高温半焦过滤除尘，过滤气速控制在0.1?0.3m/s，除尘后的净化荒煤气通过净化荒煤气出口排出，与热解段(1-6)产生的热解荒煤气一起经油洗、电捕回收煤焦油和煤气，煤气通过变频风机(9)进入换热器中循环利用，多余煤气排出，高温半焦夹带着细粉尘经过第三过渡段(1-7)，进入冷却段(1-8); (4)进入冷却段(1-8)中的半焦与步骤⑴低温蒸汽循环风机(6)输送的低温蒸汽发生冷热交换，将低温蒸汽加热至300?350°C，形成高温蒸汽，由高温蒸汽循环风机(5)与电除尘器(10)除去细尘后输送至步骤(I)的干燥段(1-2)进行循环利用，高温半焦冷却钝化后，通过排料器(1-9)控制从出料斗(1-10)排出。
【文档编号】C10K1/00GK104449782SQ201410624018
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】王树宽, 杨占彪 申请人:王树宽