本发明涉及一种煤化工领域，具体的说是一种基于干法熄焦的水煤气制备系统。
背景技术：
干法熄焦起源于瑞士，经过半个多世纪的发展技术已相对成熟，运行可靠，装备越来越大型化。发展至今，虽然出现了不同的形式，但其基本工艺流程大同小异，均是采用惰性气体将红焦冷却的一种熄焦方法：红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦，冷却后的焦炭，即干熄冷焦(＜300℃)从干熄炉底部排出，吸收显热的高温惰性气体经一次除尘除去粗颗粒粉焦进入余热锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽用于发电。冷却后的惰性气体经二次除尘除去细颗粒粉焦，再由循环风机加压，经给水预热器冷却至约130℃后，由循环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭系统内循环使用。
该主体工艺存在着以下诸多方面问题：
(1)环境系统排出的焦炭温度在150℃以上，含有约0.2GJ/t-焦的显热进入环境损失掉，不仅对焦处理系统皮带产生热侵蚀，还严重恶化了焦处理区域的工作环境；
(2)气体循环系统负压段会漏进少量空气，O2通过红焦层就会与焦炭反应，生成CO2，CO2在焦炭层高温区又会还原成CO，随着循环次数的增多，循环气体里CO浓度愈来愈高。此外，焦炭残存挥发份始终在析出，焦炭热解生成的H2、CO、CH4等也都是易燃易爆成分。这些可燃组燃烧后外排，既是能源的浪费，还是污染的源头；
(3)余热锅炉的泄漏，导致循环气体中的水分增加，水汽在焦炭层高温区生成的水煤气燃烧后外排，导致能源浪费；
(4)炉顶装焦烟气含尘量大、温度高，烟尘携带的显热未能有效回收利用。
另一方面，入炉炼焦煤中含有10％左右的水分，进入炭化室炼焦过程中，该水分最终以荒煤气形态离开焦炉，消耗热能约0.585GJ/t-煤。为了降低能耗，减少焦化废水产生，开发了很多煤调湿技术，如国外采用过的Precarbon法、Simcar法、Coaltek法等。国内少数焦化厂采用煤调湿工艺(CMC)将水分控制在6～8％之间，其选择理由是煤料在这个水分范围内的扬尘量可控，而且焦炉废气的热量仅能干燥到这里数值。绝大多数焦化厂的入炉煤水分主要依靠控制进厂原料煤的水分，并经过煤场堆积混匀形成较为稳定的配合煤水分进行入炉炼焦，实际操作过程中几乎没有控制水分的手段。
为了降低入炉炼焦煤的预处理成本，充分利用干法熄焦中的未被利用的余热余能，需寻求有效的利用途径。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单、运行可靠、能有效回收低温余热、副产煤气、对炼焦煤有效干燥、延长设备使用寿命、且大幅减少烟尘排放、对环境友好的基于干法熄焦的水煤气制备系统。
本发明系统包括依次连接的破碎机、流化床、焦炉和干熄炉，所述干熄炉循环煤气出口经余热锅炉、循环风机与流化床的干燥介质入口连接，流化床的干燥介质出口经沉降室或旋风除尘器与干熄炉的循环煤气入口连接；所述沉降室或旋风除尘器的循环煤气出口至干熄炉循环煤气入口循环管线上设有与煤气净化系统连接的煤气引出口。。
所述破碎机的入料口与环形干燥机出料口连接。
所述沉降室或旋风除尘器的粉尘出口与压球系统或与高炉喷吹煤库连接。
所述环形干燥机的干燥介质入口经消爆燃烧器与干熄炉的装焦烟尘收尘管道连接。
所述环形干燥机的干燥介质入口与焦炉水平烟道的焦炉烟气排出口连接。
发明人对现有干熄焦系统存在的低温作热余能未能有效回收利用的不足，在不改变现有干熄焦主体工艺的前提下，作出了如下改进：(1)利用循环煤气替代原有的循环惰性气体作为干熄焦系统的熄焦介质，同时也改变了原循环路线，出干熄焦系统的循环煤气对破碎后的炼焦煤进行干燥，使循环煤气中的余热得到有效回收，回送入干熄焦系统的循环煤气的温度会降至100℃-110℃，从而进一步降低了冷焦的出炉温度，出炉温度可降至150℃以下，减少了冷焦对运焦皮带的热损伤，延长了设备使用寿命。(2)循环煤气送入流化床对破碎后的炼焦煤进行干燥，可以提高干燥效率和效率，产生的含尘烟气经除尘后循环进入干熄焦系统中换热，不存在出流化床后外排烟尘的污染问题，彻底解决了PM2.5的排放问题，对环境友好；(3)虽然存在背景技术所述的干熄焦系统中各种反应导致CO(还含有的H2、CO、CH4等)蓄积的问题，由于发明人创造性的将熄焦介质由循环惰性气体改为了循环煤气，这种技术问题恰好变成了有益的技术效果；另外由于改变了循环煤气的循环路线，循环煤气在流化床中干燥时，会吸收炼焦煤中的水份，这些水汽直接随循环煤气进入干熄焦系统后与红焦发生反应形成水煤气，从而使得循环煤气量在满足循环路线需求的基础上，还能产生富余煤气，产生了附加的经济效益，整个循环过程充分回收热能，无废气排放，节能降耗、对环境友好。并且，上述水煤气的反应过程是一个吸热过程，也有利于干熄炉的快速熄焦。(4)为了有效控制煤的含水量降至3％以下，发明人通过控制出余热锅炉的循环煤气的温度，有利于提高流化床的干燥强度，使炼焦煤出流化床中的水含量降至3％以下，甚至更低。(5)循环煤气中的水进入干熄焦系统时，会与焦炭发生反应，根据气－固反应机理，焦炭表面的微细粉焦会优先发生水煤气反应，即优先消耗焦碳表面的细小粉尘，从而改善了焦炭质量，降低了微细粉焦量，提高了产品品质。
进一步的，针对炉顶装焦烟尘含尘量大、温度高，烟尘携带的显热未能有效回收利用的问题，发明人将这部分烟尘经送入消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后，和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入环形干燥机，使得这一部分烟尘的余热得到有效回收利用。
本发明系统简单，降低了出干熄焦系统冷焦的温度，多回收冷焦显热约0.1GJ/t-焦，也相应减缓了冷焦对运输皮带的热侵蚀，沿长了皮带的寿命；创造性的使用了循环煤气替换原有的惰性气体，减少PM2.5的排放，进一步回收0.4GJ/t-焦以上的余热，同时还副产煤气，提高了焦炭质量；提高了炼焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥热能来自系统低温余热，进一步的节能降耗。
附图说明
图1为本发明系统图。
其中，1-环形干燥机、2-破碎机、3-流化床、4-沉降室或旋风除尘器、5-高炉喷吹库或压球系统、6-干熄炉、7-余热锅炉、8-消爆燃烧器、9-焦炉、10-除尘器、11-煤气引出口、12-循环风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明系统作进一步解释说明：
参见图1，本发明包括依次连接的环形干燥机1、破碎机2、流化床3、炼焦炉9和干熄炉6，所述干熄炉6的循环煤气出口经余热锅炉7和循环风机12与流化床3的干燥介质入口连接，流化床3的干燥介质出口经沉降室或旋风除尘器4与干熄炉6的循环煤气入口连接，所述沉降室或旋风除尘器4的粉煤出口与压球系统或高炉喷吹煤库5连接；所述沉降室或旋风除尘器4的循环煤气出口至干熄炉6循环煤气入口的循环管线上设有与煤气净化系统连接的煤气引出口11。所述环形干燥机1的干燥介质入口经消爆燃烧器8与干熄炉6顶部的装焦烟尘收尘管道连接。所述环形干燥机1的干燥介质入口还与焦炉水平烟道的焦炉烟气排出口连接(图中未示出)。所述环形干燥机1和破碎机2的的烟气出口与除尘器10连接。
工艺过程说明：炼焦煤(水含量为10wt％)先在环形干燥机1中被来自焦炉水平烟道的焦炉烟气进行干燥，水含量下降至7-8wt％，然后经破碎机2破碎至3mm以下，破碎后炼焦煤送入流化床3中进行流化、干燥、分级，被循环煤气干燥至含水量3wt％以下，并分级得到粗煤粒(粒径为0.3－3mm)和细煤粉(粒径＜0.3mm)，所述粗煤粒送入焦炉9炼焦后得到红焦，红焦送入干熄炉6被循环煤气熄焦后得到温度低于150℃的冷焦排出；出干熄焦系统6的循环煤气(温度900℃)进入余热锅炉7副产蒸汽，出余热锅炉7的循环煤气(温度180-230℃)经循环风机12送入流化床3对破碎后炼焦煤流化、干燥、分级，出流化床3的循环煤气含有大量细煤粉(粒径＜0.3mm)，经沉降室或旋风除尘器4除尘后，大部分回送干熄炉6对红焦进行熄焦，小部分经煤气引出口11引出送入煤气除尘净化系统作为副产煤气；经沉降室或旋风降尘器4分离出的粉煤送入压球系统或高炉喷吹煤库5。由所述干熄炉6顶部装焦烟尘收尘管道引出的装焦烟尘经消爆燃烧器8燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起作为干燥介质送入环形干燥机1。来自所述环形干燥机1及破碎机2的烟气送入除尘器11除尘后达标排放。
以年产焦110万吨焦的2座55孔的6m焦炉生产为例，采用本发明后，合计回收余热0.4GJ/t-焦以上，副产煤气10000m3/小时以上；炼焦煤进炼焦炉前水含量降至3％以下，减少70％以上的焦化废水产生量。