一种块煤和粉煤组合干燥干馏方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭资源充分合理利用技术领域和煤化工技术领域，具体是一种基于块煤和粉煤组合干燥、干馏的方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着国家能源战略的调整，煤炭必须提质利用。我国低变质褐煤产量巨大，褐煤通常具有水分大、挥发分高、质软易碎、热崩碎性严重等特点。目前我国将褐煤提质利用的方法主要是用从鲁奇炉逐步改进发展而来的SJ型低温干馏炉，对粒径20?80mm的块煤进行低温干馏。该方法的生产装置结构简单，投资少施工快，热效率高，操作方便。但该技术方法无法将粒径< 20mm的粉煤同时提质利用；入炉煤水分大，影响产能、增加冷却分离系统的负荷；产品余热利用率低，环境污染严重；特别是未能解决热崩碎性严重，半焦产品为焦粉的褐煤在干馏过程中通透性差的难题；2011年至2014年在新疆哈密地区新建的二百多台低温干馏炉，均因煤的上述特性无法达到设计产能，焦油产率低。
【发明内容】
[0003]本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，通过对块煤和粉煤筛分后分别进行干燥和干馏，提供能够提高原料煤燃烧质量、油收率高、节能减排的方法及装置。
[0004]本发明提供了一种块煤和粉煤组合干燥干馏的方法，所述方法包括以下步骤:
[0005]S1:取粒径< 10mm的原料煤，将其筛分成粒径多1mm的块煤和粒径< 1mm的粉煤；
[0006]S2:用250?300°C的烟气依次为粉煤、块煤的干燥预热，对块煤和粉煤分别进行干燥；
[0007]S3:对干燥后的块煤进行干馏，得500?600°C的高温焦粉；以所述高温焦粉作为热载体，对干燥后的粉煤进行干馏；同时，用700?800°C的烟气为粉煤的干馏补热；
[0008]S4:将干馏后的粉煤和高温焦粉的混合物逐步冷却，即得半焦产品。
[0009]所述SI中，所述原料煤优选为褐煤。块煤与粉煤的质量比优选为3?5:1。将原料煤经过筛分后，当粒径多1mm的块煤和粒径< 1mm的粉煤的质量比在3?5:1的范围内时，所得半焦产品的收率和固定碳含量较高。
[0010]经过S3的处理后，所得粉煤的含水率< 8%。所述粉煤干馏的条件优选为:温度450?550°C，压力0.5?IMPa，时间5?10分钟。在该步骤中，以块煤干馏产生的高温焦粉作为固体热载体，与干燥后的粉煤混合，又辅以高温烟气补热，使得粉煤的干馏效果好，在较短的停留时间内即可实现物料的充分干馏，产品的质量优异，且充分利用了产品余热，实现了节能减排。
[0011]由于粉煤、块煤干馏的同时会生成干馏气，为了实现能源的充分利用，本发明所述S3还可以包括以下步骤:收集粉煤干馏时生成的粉煤干馏气，用所述粉煤干馏气为块煤的干馏补热；再将所述粉煤干馏气与块煤干馏时生成的块煤干馏气混合，依次经过过滤、分离，分别得到煤焦油和煤气。所述粉煤干馏气为块煤的干馏补热时，粉煤干馏气的流向应与块煤的流向相反。
[0012]在本发明各步骤中，用于预热、补热的烟气的气流方向，应与物料的运行方向相反，从而使烟气与物料进行充分的热交换。
[0013]本发明还提供了一种块煤和粉煤组合干燥干馏的装置。
[0014]所述装置包括依次顺序连接的原煤筛分系统、块煤和粉煤干燥干馏系统、熄焦系统；所述块煤和粉煤干燥干馏系统还与外补热系统相连。
[0015]所述原煤筛分系统包括相连的原煤仓和振动筛。
[0016]所述块煤和粉煤干燥干馏系统包括并列的粉煤干燥-干馏系统和块煤干燥-干馏系统。
[0017]所述粉煤干燥-干馏系统包括顺序相连的粉煤干燥仓、粉煤螺旋给料机和水平设置的双螺旋混合器；粉煤干燥仓的入口通过粉煤传输带与振动筛相连。
[0018]所述块煤干燥-干馏系统包括顺序相连的块煤干燥仓和块煤干馏室；块煤干燥仓的入口通过块煤传输带与振动筛相连；块煤干馏室内含为块煤干馏加热的文氏管燃烧器；块煤干馏室的出口通入双螺旋混合器内，从而将块煤干馏所得到的高温焦粉输入双螺旋混合器内。所述出口处设置高温拨料阀，调整高温拨料阀的转速可以保障不同质量比的原料被充分干馏。所述块煤干馏室的出口可以为一个或多个；当出口为多个时，各个出口应在水平方向上等距离排列，从而确保高温焦粉在双螺旋混合器内均匀分布。
[0019]由于块煤干馏后所得高温焦粉中，仍然包含部分粒经较大、挥发分残余较多的块焦，通过拨料阀和双螺旋混合器的绞刀捣碎后，可使未充分干馏的块煤在双螺旋混合器内进一步干馏，提高半焦产品的质量。
[0020]本发明所述外补热是指，在物料和补热烟气不直接接触的前提下，用外补热系统内的高温烟气为物料的干燥和干馏补热。所述外补热系统包括依次相连的燃气炉、补热烟气通道、烟气调温柜、粉煤干燥仓烟气通道、烟气风机和块煤干燥仓布气风道。所述燃气炉用于提供高温烟气；所述补热烟气通道与双螺旋混合器平行，优选为长度相等，补热烟气通道位于双螺旋混合器底部，二者的间距为100?150mm，优选为120mm。本发明对补热烟气通道与双螺旋混合器的相对位置进行优选后，可以在节约能源的基础上，可以对粉煤的干馏实现高效外补热；所述粉煤干燥仓烟气通道为粉煤的干燥预热；所述烟气风机将从粉煤干燥仓烟气通道排出的烟气鼓入位于块煤干燥仓的内部的块煤干燥仓布气风道；所述块煤干燥仓布气风道为块煤的干燥预热。
[0021 ] 所述粉煤干燥仓由内向外依次由最内层的中心烟气管、中间夹层的被加热粉煤通道和最外层的外夹套烟气通道共三层同心圆管组成；其中，所述中心烟气管和外夹套烟气通道为粉煤干燥仓烟气通道；所述被加热粉煤通道的直径< 300mm。上述三层同心圆管结构可以确保物料层的厚度小且受热充分，从而实现粉煤的充分干燥。所述被加热粉煤通道向外引出用于排放水蒸汽的毛刺管，可将干燥过程中产生的水蒸汽排出。
[0022]所述粉煤干燥仓烟气通道具体由以下依次相连管道组成:位于粉煤干燥仓内部的中心烟气管、位于中心烟气管上端的分管以及位于粉煤干燥仓外部的外夹套烟气通道。
[0023]所述熄焦系统包括依次顺序相连的余热锅炉降温仓、带冷水夹套和熄焦喷淋的螺旋输送机、焦粉冷却缓冲仓、半焦产品库；所述余热锅炉降温仓的入口与双螺旋混合器的出口相连。本发明采用的熄焦系统采用余热锅炉降温，又用带冷水夹套和熄焦喷淋的螺旋输送机出焦，不仅回收利用了焦粉余热，减少了对环境的污染，而且螺旋输送物料的动力小，生产故障率低。
[0024]所述双螺旋混合器出口顶端还可设置出气口，所述块煤干馏室内还可包含布料布气拱和布气通道；所述布气通道的一端与布料布气拱相连，另一端与双螺旋混合器出口顶端的出气口相连。该装置可将双螺旋混合器内粉煤干馏产生的干馏气通入块煤干馏室中，为块煤的干馏补热，实现能源的充分利用。本发明进一步对所述布料布气拱的外形进行优选，优选采用用耐火浇注料现浇成顶为三角尖、拱墙为波纹状、拱底为“ A ”型凹槽。所述布料布气拱不仅可以确保块煤匀速运动、均匀受热，又可及时将块煤热崩碎后变软结成的板块破裂，从而使粉煤干馏气能够均匀通畅地流入块煤干馏室中。
[0025]所述块煤干馏室的内顶端还可设置集气阵伞，所述集气阵伞通过气桥管依次与过滤分离系统和收集系统相连。该装置可收集粉煤和块煤干馏后产生的干馏气，经过进一步处理最终得到煤焦油和煤气，实现能源的充分回收和利用。
[0026]所述过滤分离系统包括依次顺序连接的文氏管洗涤塔、电捕焦油器、间冷器、煤气风机和旋捕气液分离器；所述文氏管洗涤塔、电捕焦油器、间冷器和旋捕气液分离器还分别与氨水池相连。
[0027]所述收集系统包括发电厂煤气柜和焦油储罐；发电厂煤气柜与旋捕气液分离器相连；焦油储罐与氨水池相连。
[0028]所述发电厂煤气柜和/或焦油储罐还可以与燃