一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置的制作方法

文档序号:12407183阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,包括原料干燥系统、热解系统和半焦冷却系统;所述的原料干燥系统的原料干燥出口与热解系统的进口相连,热解系统的出口与半焦冷却系统相连,半焦冷却系统与原料干燥系统相连,所述的热解系统包括预干馏系统和干馏系统,所述的预干馏系统与干馏系统循环相连。

2.根据权利要求1所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的预干馏系统包括预干馏器(4)和预干馏煤给料机(5);所述的预干馏器(4)包括方箱型筒体(4-2);方箱型筒体(4-2)上端为上端盖(4-1),下端为下端盖(4-3),方箱型筒体(4-2)内部设置有多个J型金属构件(4-5),J型金属构件平行错位排列,在水平面上形成了气流出入口,在垂直面上将预干馏器(4)内部方箱型空腔,分隔成往复交替的气流条形的气体通道(4-7)和干燥煤条形的固体通道(4-6),预干馏器(4)内部顶端还设置有分料器(4-4),所述的原料干燥系统的原料干燥出口与预干馏器顶部干燥原料进口相连,预干馏器(4)的预干馏煤出口与预干馏煤给料机(5)相连,预干馏煤给料机(5)与干馏系统入口相连。

3.根据权利要求2所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的方箱型筒体(4-2)的顶部和底部同为方锥体结构,气流条形气体通道(4-7)的入口处垂直方向设置有分散箱,出口处垂直方向设置有集合箱。

4.根据权利要求2或3所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的干馏系统包括干馏器(6)和浓缩器(7);干馏器(6)为水平倾斜放置的滚筒结构,该滚筒具有葱头模型结构,干馏器(6)包括水平倾斜放置的外筒体(6-1),外筒体(6-1)内表面依次紧密贴附设有用于保温的隔热层(6-2)和用于高温蓄热的蓄热壁(6-3),在蓄热壁内表面上设置内凹结构的圆台盲孔(6-7),圆台盲孔呈正三角形排列,圆台盲孔的中轴线垂直于蓄热壁内表面,圆台盲孔轴向截面呈外大内小的喇叭型,在干馏器圆形截面顶部区域扇形均布多个短火焰的燃烧器(6-6),短火焰的燃烧器连接在燃料气管排(6-4)和氧气管排(6-5)上,燃料气管排(6-4)和氧气管排(6-5)与从干馏器外部来的燃料气管和氧气管相连,干馏器(6)的进料口与预干馏煤给料机(5)相连,干馏器(6)气相出口与浓缩器(7)相连,浓缩器(7)与预干馏器(4)的气流条形的气体通道(4-7)的入口相连,浓缩器(7)内部设置多个高效旋流除尘器,干馏器(6)的半焦出口与半焦冷却系统相连。

5.根据权利要求4所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的原料干燥系统包括原料煤缓冲仓(1)、原料煤给料机(2)、干燥器(3)和干燥气除尘器(11);原料煤缓冲仓(1)的底部出料口与原料煤给料机(2)入口相连,原料煤给料机(2)出口与干燥器(3)相连;所述的干燥器(3)与预干馏器(4)的干燥原料进口相连,干燥器(3)一端的出口经干燥气除尘器(11)与半焦冷却系统入口相连,半焦冷却系统出口与干燥器(3)另一端入口相连。

6.根据权利要求5所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的干燥器(3)为水平倾斜放置的圆形筒体结构,干燥器(3)包括外筒体(3-1)、绕动板(3-2)和落料孔(3-3);外筒体(3-1)内部设置有螺旋结构的绕动板(3-2),绕动板(3-2)上开有落料孔(3-3),落料孔(3-3)直径为30~60mm。

7.根据权利要求5或6所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的半焦冷却系统包括半焦冷却器(8)、半焦排料机(9)、热风袋式除尘器(10)、循环气风机(12)和循环气冷却器(13);所述的半焦冷却器(8)与干馏器(6)的半焦出口相连,半焦冷却器(8)底部设置有半焦排料机(9),干燥气除尘器(11)连接到循环气风机(12)入口,循环气风机(12)出口与循环气冷却器(13)相连,循环气冷却器(13)与半焦冷却器(8)相连,半焦冷却器(8)经热风袋式除尘器(10)与干燥器(3)相连。

8.根据权利要求7所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置,其特征在于,所述的半焦冷却器(8)为方箱型结构,顶部和底部为方锥体结构,半焦冷却器(8)包括上端盖(8-1)、方箱型筒体(8-2)、下端盖(8-3)、气流管(8-4)、百叶板(8-5)和集合箱(8-6);方箱型筒体(8-2)的上端设置有上端盖(8-1),下端设置有下端盖(8-3),水平方向插入有贯穿方箱型筒体的气流管(8-4),气流管径向水平两侧开有出气口,出气口处设置百叶板(8-5),百叶板(8-5)两侧设置有集合箱(8-6)。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述装置的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺,其特征在于,包括以下步骤:

1)经原料干燥系统干燥后的75~100℃的干燥煤(b)由顶部入口进入预干馏器(4),进入预干馏器(4)内部的干燥煤(b)经分料器(4-4)分散至各个固体通道(4-6)内,进入固体通道(4-6)内的干燥煤(b)沿通道缓慢向下移动,在向下移动的过程中,500~650℃热解油气(g)依次经过分散箱,气体通道(4-7),横向穿越干燥煤(b)的床层固体颗粒间隙,与干燥煤(b)直接接触换热,干燥煤(b)自上而下温度逐步升高至300~420℃并发生部分热解反应,挥发气体与热解油气混合,经气体通道(4-7)在集合箱汇聚后离开预干馏器(4),其净化后的热解油气(h)的温度为180~250℃;与此同时热解油气(g)夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内;300~420℃预干馏煤(c)最终经下端盖(4-3)收集后由出料口排出;

2)预干馏器(4)排出的预干馏煤(c)经预干馏给料机(5)调节流量后,由干馏器(6)一端进入,干馏器(6)的筒体在电动驱动机构下旋转,平均转速为5~10r/min;干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器(6-6)相对筒体静止不动,燃烧器(6-6)使用净化的后的燃料气(f)和纯度为35~99.9%的氧气(e)进行燃烧,燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁(6-3)覆盖的区域,蓄热壁(6-3)的温度为950~1350℃,蓄热壁(6-3)的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触,预干馏煤(c)受到蓄热壁(6-3)的辐射传热,温度逐渐高到480~630℃,预干馏煤(c)发生热解反应挥发出油气,与燃烧器燃烧产生的烟气混合,并夹带差粉尘颗粒排出干馏器(6);排出干馏器(6)的热解油气(g)进入浓缩器(7),经过浓缩器(7)内的旋流器脱除部分粉尘后,热解油气(g)进入预干馏器(4)内作为预干馏过程的热载气,经过辐射传热后的蓄热壁(6-3)再次旋转至燃烧器(6-6)覆盖区域进行加热,而热解产生的550~650℃半焦经筒体底部出口排出;

3)排出的550~650℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器(8),热半焦(d)自上而下缓慢向下移动,自半焦冷却器(8)来循环气(k)进入水平插入的气流管,气流管径向水平两侧开有出气孔,循环气(k)由出气孔穿过自上而下移动的床层,与热半焦(d)直接接触发生热交换,换热后的气流汇聚后排出,排出热风(i)温度为200~250℃,后经热风袋式除尘器(10)脱除半焦粉尘后进入干燥器(3)作为干燥用热源,干燥完的干燥风(j)进入干燥气除尘器(11),脱除煤尘后,经循环气冷却器(12)增压后循环使用,增压后的循环气(k)与新补充的氮气经循环气冷却器降温至32~45℃后,进入半焦冷却器(8)作为冷却介质,而冷却至80~100℃半焦(d)经下端盖(8-3)收集后由出料口的半焦排料机(9)调节流量后排出。

10.根据权利要求9所述的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺,其特征在于,步骤1)之前还包括以下步骤:

0~20mm原料煤(a)经原料煤缓冲仓(1)和原料煤给料机(2)调节原料煤进料量后,由干燥器(3)的一端进入,干燥器(3)的筒体在电动驱动机构下旋转,平均转速为10~15r/min,干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板(3-2)一起旋转,使原料煤(a)在干燥器(3)内绕动,沿干燥器筒体轴向进入的热风(i)与绕动的原料煤(a)实现接触换热,并带走挥发的水汽,原料煤(a)由常温被加热至75~100℃成为干燥煤(b),由干燥器(3)的另一端进入预干馏器(4);

步骤3)之后还包括:

热解装置产生的热解油气(h)采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理,处理后的煤气一部分作为干馏器(6)的燃料气。

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