一种带煤气循环的回转炉粉煤热解生产无烟煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业化低阶粉煤热解生产无烟煤的新工艺技术，特别涉及一种以低阶粉煤为原料、采用回转炉进行热解提质的工业化工艺技术及设备，属于新型煤化工技术领域。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，其中低阶煤占我国煤炭总量的50%以上。但低阶煤通常具有高氧含量、高水分、稳定性差及热值低等特点，因此该类煤难以作为大规模的工业气化原料，更多的仅仅是用于局部地区的动力燃料。通过对低阶煤的热解提质，能在很大程度上改变其孔隙结构，降低其水分和挥发分含量，提高其热值及热稳定性，且还能回收部分焦油和煤气。因此低阶煤热解提质技术是一种低阶煤高效利用的有效途径，不但有利于弥补部分石油天然气资源缺口，而且能提高我国低阶煤的利用水平，促进我国经济的发展。
[0003]国内外对低阶煤热解提质技术的研宄也较多，但到目前为止，多数热解工艺仍不成熟，尚处于试验或示范阶段，其主要难点在于:(I)如何降低煤焦油中的粉尘量；(2)如何提高煤焦油的总回收率；(3)如何提高整个系统的能效。
[0004]回转炉热解技术是公认的煤焦油粉尘含量较低、煤焦油收率较高的一种工艺，但其本身存在进一步改进的空间。同时作为一种外热式热解技术，回转炉热解过程中热量的来源与回收一直是各工艺技术的区别之所在。
[0005]CN 1066459A公开了一种多段回转炉气体热载体内外热式低中温快速热解工艺(简称MRF工艺)。该工艺的开发路线是将煤炭干燥、热解及冷却分别在三个回转炉中进行，采用热烟气内热式干燥、外热式热解、内热式增碳热加工、振动筛上喷水熄焦。其中，在增碳炉中，经内热式加热至800-850°C，使半焦进一步热解生成粒状焦，产生的高温混合气导入热解加热炉。该工艺处理原煤粒度为3-30mm，无法解决粒径在0_3mm的粉煤的热解问题。
[0006]CN101608126A公开了一种煤热解提质装置。该装置主要包括回转干燥器、热解器、加热回转窑，其中回转干燥器设有套筒结构，能使原料煤和热半焦实现间接换热，同时冷却热半焦。该装置实现煤热解的主要工艺路线为:首先原料煤在回转干燥器中与热烟道气并流直接换热，而热半焦则通过回转干燥器外筒与原来煤间接换热，而后将干燥煤与加热回转窑中的高温热半焦按一定比例经螺旋混料器混合进入热解器进行热解；热解后的半焦部分用作加热干燥煤，部分回收为产品焦，过程中产生的煤气供加热回转窑燃烧加热半焦，同时回收部分焦油。该煤热解提质装置的优点是操作灵活，且生产的半焦和焦油质量较好，并实现了能量梯级利用，系统热效率也较高。但该装置存在套筒结构回转干燥器加工复杂、热解器为静态反应器不能实现连续操作等问题。
[0007]CN 103074095 A在CN101608126A的基础上，将热解器型式改为回转窑，解决了原先热解器不能连续操作等问题。该热解回转窑内部设置了筛网，将热解半焦分成了细料和粗料，细料冷却后作为产品半焦，粗料返回加热回转窑升温后作为热载体返回回转热解炉。同时热半焦细料不再在回转干燥器外筒与原来煤间接换热冷却，改为多级螺旋冷却机，回避了套筒结构回转干燥器加工复杂的问题。
[0008]CN 102250633 A公布了一种用外热式回转炉进行褐煤提质的方法。该工艺的开发路线是将干燥、碳化及冷却分别在三个回转炉中进行，采用热烟气进行干燥，外热式热解，干法熄焦。其干法熄焦处理采用回转炉干法熄焦工艺，半焦在炉内间接冷却，冷却介质可选用冷却循环水喷淋冷却，亦可选用惰性气体在炉中与赤热红焦接触换热冷却。该惰性气体不与半焦发生反应或燃烧，其自身在高温情况下比较稳定，不发生分解。由于热解半焦所含热量占干燥和干馏总负荷的25-45%，冷却半焦后的惰性气体没有进行热回收，所以整个系统能效不尚。
[0009]CN 101805625 A公布了一种外热式卧置回转炭化炉热裂解原煤制备兰炭的方法。该卧置回转炭化炉分为干燥段、碳化段两部分。回转炭化炉的加热方式为夹套外加热形式，炭化炉干馏段出口的热空气返回炭化炉干燥段加热，干燥段和干馏段采用间接加热，热量循环利用。兰炭熄焦处理采取两种干法熄焦工艺，一种是兰炭在隔绝空气的条件下送入回转冷却机间接冷却，冷却介质为循环水喷淋冷却；一种是回转干熄炉中用惰性气体与赤热红焦换热冷却。该方法兰炭熄焦过程中释放的热量同样没有很好地利用，系统能效也不高。同时，该方法权利要求的原料煤的粒度为3-80mm，并不适合0_3_粉煤。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种带煤气循环的回转炉低阶粉煤热解生产无烟煤方法，特别是采用粉煤除尘回转炉系统、带煤气循环的外热式回转炉热解系统和带热回收的回转冷却钝化系统，减少了在经热解炉进一步带入油气回收系统的煤尘量，提高了煤焦油产品的收率和热解煤气中014含量；同时，通过回收无烟煤冷却释放的高位热量作为除尘热源等措施，优化了整个粉煤热解提质系统的换热网络，提高了能量的利用效率。
[0011]为实现上述目的，本发明提供一种带煤气循环的煤热解生产无烟煤的方法，其特征在于包含:
[0012]在除尘回转干燥炉中，将低阶原料粉煤加热至110-280°c，同时独立于加热源以外再单独向所述除尘回转干燥炉中通入与被加热的低阶原料粉煤温度相同的除尘气，通过提高炉内的气体流速，将粉煤中的粒度< 0.2_的煤尘去除，被处理后的粉煤含水量降至2-0wt% ；
[0013]经过回转脱水、除尘处理后的热煤粉在外热式回转热解炉中，被加热至350-7000C，发生热解反应，生成无烟煤和高温油气；
[0014]将来自所述回转热解炉的无烟煤的温度降至100-300°C，同时完成中低温钝化，再经螺旋冷却机冷却、喷水后作为产品外送，并且将无烟煤高温显热回收用于所述除尘回转干燥炉系统；
[0015]将来自油气回收系统的循环煤气，经预热后进入热解炉，作为热解反应的热源；
[0016]将来自所述回转热炉的高温油气经除尘、降温分离出热解煤气、煤焦油、热解水；所述热解煤气经风机加压后，部分经预热返回至所述回转热解炉作为热解煤气，剩余部分则外送；
[0017]来自所述除尘回转干燥炉系统的粒度< 0.2mm的煤尘补充少量粉煤后，与空气或富氧空气或纯氧发生气化反应生成燃料煤气，经净化处理后送至热风炉，所述热风炉再将高温气体送至所述回转热解炉作为热解反应的热源。
[0018]优选地，所述除尘气为烟气或其它气体介质。
[0019]优选地，所述除尘回转干燥炉内通入与原料粉煤温度相同的烟气或其它气体介质，通过提高炉内的气体流速与所述渐变式组合分布器相配合，将粉煤中的粒度< 0.2mm的煤尘去除。
[0020]优选地，所述方法还包括回收95%以上的干燥水循环用于高温无烟煤的冷却、增湿。
[0021]优选地，所述方法将经过所述除尘回转干燥炉预热、除尘的温度为110_280°C、粒度为0.2-30mm的粉煤送至所述回转热解炉进行热解；在所述回转热解炉中，采用800-1000°C高温烟气作为热源，通过外热式的加热方式为热解炉提供热量，将粉煤加热至350-7000C ;同时，使来自油气回收系统的温度为30-50°C的热解煤气进入煤气预热器，与热解炉夹套出来的烟气逆流换热，使得热解煤气自身的温度升高至150-450°C，再返回至所述回转热解炉作为热源；另外，还设置有一台热风炉，为热解炉夹套提供800-1000°C温位的热量，出口高温烟气部分作为除尘回转干燥炉热源，部分作为循环煤气热源使用。
[0022]优选地，所述方法将来自油气回收系统的热解煤气循环至所述回转热解炉作为热解煤气。
[0023]优选地，所述方法将来自油气回收系统的一部分热解煤气经过煤气预热器使其温度升高至150-450°C后，返回至所述回转热解炉。
[0024]优选地，所述方法根据煤种的不同，选择回转热解炉出口高温烟气预热循环热解煤气，或，当采用外热式除尘回转干燥炉时，预热循环热解煤气的热源选择除尘回转干燥炉夹套出口烟气。
[0025]优选地，所述方法在所述回转热解炉内，预热后的循环热解煤气与粉煤之间的流动方式采用逆流或者并流均可。
[0026]优选地，所述热解的反应温度为350-700°C，优选地，温度为510_650°C。
[0027]优选地，所述方法在回转冷却钝化炉中，低温钝化用含氧气体与来自回转热