一种循环式气体热载体煤热解系统及其热解方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤热解技术领域，涉及一种循环式气体热载体煤热解系统及其热解方法。
【背景技术】
[0002]近年来，煤炭资源分质利用越来越成为煤炭能源行业内技术发展的新趋势，受到普遍的关注，但是目前的煤炭热解技术在实际使用过程中始终存在以下一些技术问题:(I)能源转化效率低；(2)热解气中水蒸气含量高，导致焦油回收阶段能耗大，能量损失大，且分离技术难度大；(3)湿法熄焦过程能量损耗大，且易造成水污染及半焦浸水等问题；(4)热解组分含量少，品质差，对热解工艺经济造成较大影响。为此，需要一种循环式气体热载体煤热解系统及其热解方法，解决现有技术中所存在的上述技术问题，使其能耗低、能源转化效率高、环境污染小、热解产物附加值高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种循环式气体热载体煤热解系统及其热解方法，解决现有技术中所存在的上述技术问题，使其能耗低、能源转化效率高、环境污染小、热解产物附加值高。
[0004]为实现上述目的，本发明一方面提供一种循环式气体热载体煤热解系统，包括依次连接的干燥磨煤装置、加压装置、换热器、热解/燃烧器、气固分离装置、焦油回收装置、深冷分离装置和变换/净化/合成装置；气固分离装置还通过半焦储罐与换热器相连接。
[0005]在以上方案中优选的是，焦油回收装置还与热解/燃烧器相连接。
[0006]还可以优选的是，热解/燃烧器还与废热锅炉相连接。
[0007]本发明另一方面提供一种循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，将煤经过干燥磨煤装置，进行预干燥、破碎磨制成一定的颗粒度，进入加压装置，提高煤的环境压力，使其进入换热器与高温半焦进行换热，半焦温度降低后作为产品输出，煤颗粒被加热后输送至热解/燃烧器，与高温烟气进行换热并发生热解，产生混合物。
[0008]在以上方案中优选的是，混合物进入气固分离装置，分离出固态的高温半焦输送至半焦储罐。
[0009]还可以优选的是，气固分离剩余的气体包括甲烷、一氧化碳、氢气、气态焦油组分、
水蒸气。
[0010]还可以优选的是，气固分离剩余的气体的一部分作为燃料气作为燃料进入热解/燃烧器与氧化剂如氧气进行燃烧，与原料煤换热后的烟气尾气进入废热锅炉进行余热利用。
[0011]还可以优选的是，气固分离剩余的气体的另一部分作为粗产品气进行产物分离，首先进入焦油回收装置，分离出焦油产品，剩余产品气体进入深冷分离装置，分离出甲烷产品，剩余的产品气体组分为一氧化碳、氢气、水蒸气，该气体进行变换/净化/合成装置产出化学品。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0013]本发明提供了一种循环式气体热载体煤热解系统及其热解方法，其具有如下优点:(1)有效利用末煤资源，对煤炭资源进行分质利用，提高转化效率；(2)利用热解产生的煤气作为热解热源；(3)热解器与燃料燃烧器合一，避免高温烟气的传输与保温，实现较高的换热效率；(4)热解过程产生高热值的甲烷、焦油等产品；(5)热解气中水蒸汽含量少，焦油回收阶段能耗低。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的循环式气体热载体煤热解系统的结构示意图。
[0015]图中，I为干燥磨煤装置，2为加压装置，3为换热器，4为热解/燃烧器，5为气固分离装置，6为半焦储罐，7为废热锅炉，8为焦油回收装置，9为深冷分离装置，10为变换/
净化/合成装置。
【具体实施方式】
[0016]为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。
[0017]实施例1:
[0018]—种循环式气体热载体煤热解系统，如图1所示，包括依次连接的干燥磨煤装置、加压装置、换热器、热解/燃烧器、气固分离装置、焦油回收装置、深冷分离装置和变换/净化/合成装置；气固分离装置还通过半焦储罐与换热器相连接；焦油回收装置还与热解/燃烧器相连接；热解/燃烧器还与废热锅炉相连接。
[0019]实施例2:
[0020]一种循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，如图1所示，煤SI经过干燥磨煤装置1，进行预干燥、破碎磨制成一定的颗粒度，进入加压装置2，提高煤的环境压力，进入换热器3与高温半焦S7进行换热，半焦温度降低后作为产品S8输出，煤颗粒被加热后输送至热解/燃烧器4，与高温烟气进行换热并发生热解，产生混合物S5，混合物进入气固分离装置5，分离出固态的高温半焦S6输送至半焦储罐6，气固分离剩余的气体主要包括甲烷、一氧化碳、氢气、气态焦油组分、水蒸气等，一部分作为燃料气S9作为燃料进入热解/燃烧器4与氧化剂S15如氧气进行燃烧，与原料煤换热后的烟气尾气Sll进入废热锅炉7进行余热利用；另一部分作为粗产品气SlO进行产物分离，首先进入焦油回收装置8，分离出焦油产品S16，剩余产品气体进入深冷分离装置9，分离出甲烷产品S14，剩余的产品气体组分主要为一氧化碳、氢气、水蒸气，该气体进行变换/净化/合成装置10产出化学品S17，可以是甲醇、合成氨等。
[0021]本发明热解器/燃烧器4的相关功能在一台设备能实现，这样避免的原料气燃烧后的高温烟气输送与保温相关技术问题；在热解/燃烧器4内，原料煤与高温烟气进行间接换热，原料煤在管程，高温烟气在壳程，原料煤在管内实现气力输送高速运动，提高了换热效率，同时也提高了产能；整个工艺流程使用系统自身产出的燃料作为热源；煤在破碎后进行热解反应，具有煤颗粒比表面积大，热解时间短，换热效率高、热解充分等技术优点；煤在热解前与高温半焦进行换热，实现半焦的降温与原料煤的升温，节省大量的热量；煤在加压后进行热解反应，具有产物中甲烷含量、氢气含量高等优点；热解产物中一部分气体作为燃料气进行燃烧产生高温烟气，热解产物温度高，不需要降温过程直接燃烧，其燃烧温度高，氧耗量小；使用废热锅炉7回收热量。
【主权项】
1.一种循环式气体热载体煤热解系统，包括依次连接的干燥磨煤装置(I)、加压装置(2)、换热器(3)、热解/燃烧器(4)、气固分离装置(5)、焦油回收装置(8)、深冷分离装置(9)和变换/净化/合成装置(10);其特征在于:气固分离装置(5)还通过半焦储罐(6)与换热器(3)相连接。2.如权利要求1所述的循环式气体热载体煤热解系统，其特征在于:焦油回收装置(8)还与热解/燃烧器(4)相连接。3.如权利要求2所述的循环式气体热载体煤热解系统，其特征在于:热解/燃烧器(4)还与废热锅炉(7)相连接。4.一种循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，将煤经过干燥磨煤装置(I)，进行预干燥、破碎磨制成一定的颗粒度，进入加压装置(2)，提高煤的环境压力，使其进入换热器(3)与高温半焦进行换热，半焦温度降低后作为产品输出，煤颗粒被加热后输送至热解/燃烧器(4)，与高温烟气进行换热并发生热解，产生混合物。5.如权利要求4所述的循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，其特征在于:混合物进入气固分离装置(5)，分离出固态的高温半焦输送至半焦储罐(6)。6.如权利要求5所述的循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，其特征在于:气固分离剩余的气体包括甲烷、一氧化碳、氢气、气态焦油组分、水蒸气。7.如权利要求6所述的循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，其特征在于:气固分离剩余的气体的一部分作为燃料气作为燃料进入热解/燃烧器(4)与氧化剂如氧气进行燃烧，与原料煤换热后的烟气尾气进入废热锅炉(7)进行余热利用。8.如权利要求7所述的循环式气体热载体煤热解系统的热解方法，其特征在于:气固分离剩余的气体的另一部分作为粗产品气进行产物分离，首先进入焦油回收装置(8)，分离出焦油产品，剩余产品气体进入深冷分离装置，分离出甲烷产品，剩余的产品气体组分为一氧化碳、氢气、水蒸气，该气体进行变换/净化/合成装置(10)产出化学品。
【专利摘要】本发明涉及一种循环式气体热载体煤热解系统,该热解系统包括依次连接的干燥磨煤装置、加压装置、换热器、热解/燃烧器、气固分离装置、焦油回收装置、深冷分离装置和变换/净化/合成装置；气固分离装置还通过半焦储罐与换热器相连接；焦油回收装置还与热解/燃烧器相连接；热解/燃烧器还与废热锅炉相连接。其能耗低、能源转化效率高、环境污染小、热解产物附加值高。
【IPC分类】C10B53/04, C10B57/00, C10B51/00, C10B47/18, C10B49/04, C10B57/10
【公开号】CN105199763
【申请号】CN201510691456
【发明人】章刚, 林东杰, 刘春雷
【申请人】航天长征化学工程股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月22日