煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统及其应用_2

文档序号:9540651阅读:来源:国知局
特征。进一步地,在本发明的描述中,除非另有说 明,"多个"的含义是两个或两个W上。
[0032] 根据本发明的一个方面,本发明提供了一种煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统。
[0033] 本发明人惊奇地发现,本发明的煤热解反应器能够与现有的煤粉锅炉直接联用, 而无需对现有的煤粉锅炉进行改造,煤热解反应器中产生的热半焦被送入煤粉锅炉进行燃 烧产生高溫烟气,其中该系统产生的高溫烟气可用于发电。特别是,在本发明的煤热解反应 器-煤粉锅炉联用系统中,与现有的煤热解拔头工艺-循环流化床发电机组联用的系统相 比,煤热解反应器和煤粉锅炉能够相对独立地运行,二者互相干扰相对较小。当本发明的煤 热解反应器-煤粉锅炉联用系统用于发电时,能够确保发电系统的稳定性。
[0034] 此外,本发明的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统还具有其他优点。例如,在本发 明的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统中,煤热解反应器产生的热半焦被送入煤粉锅炉, 使得半焦与煤粉混合燃烧,能够确保煤粉锅炉的燃烧稳定性,提高了能量利用率,提高了经 济效益。
[0035] 此外,在本发明的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统中,煤热解反应器是蓄热式 下行床反应器,其使用多层蓄热式福射管为热解过程提供热源,由此能够通过调整通入蓄 热式福射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控溫。
[0036] 此外,蓄热式福射管可W通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧,从而能够保证 溫度场的均匀性,显著提高物料的快速热解效率,提高焦油的产率。
[0037] 另外,与传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相 比,本发明的煤热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元,从而能够极大地简化快 速热解反应工艺流程,显著降低装置的故障率,所得焦油中含尘率较低。
[0038] 图1示出了本发明一个实施例的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统。如图1所 示,该系统包括:煤热解反应器100、煤粉锅炉200和热解气处理装置300。其中,煤热解反 应器100包括半焦出口和热解气出口,该煤热解反应器100通过半焦出口连接至煤粉锅炉 200的半焦入口,煤热解反应器100通过热解气出口连接至热解气处理装置300的热解气入 口。在本发明的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统中,煤热解反应器100是蓄热式下行床 反应器,并且煤热解反应器100内部设置有多层蓄热式福射管。
[0039] 根据本发明的一个实施例,热解气处理装置300设置有第一可燃气出口,所述 第一可燃气出口连接至煤热解反应器100,由此,将可燃气的一部分输送至煤热解反应器 100,为热解处理提供燃料,从而降低了煤热解反应器对外部能源的依赖,进一步降低生产 成本,并且实现能源的综合合理利用。
[0040] 图2示出了本发明另一个实施例的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统。如图2 所示,热解气处理装置300包括高溫净化单元310、焦油催化裂化单元320和余热回收单元 330,其中,煤热解反应器100的热解气出口与高溫净化单元310的热解气入口连接,高溫净 化单元310与焦油催化裂化单元320连接,焦油催化裂化单元320与余热回收单元330连 接。
[0041] 其中,高溫净化单元310用于对所述热解气进行净化处理,W便得到净化后的热 解气,从而去除热解气中的灰尘,避免灰尘堵塞装置,同时降低产物可燃气中灰尘的含量, 从而提高可燃气的品质。
[0042] 焦油催化裂化单元320用于对所述热解气进行催化裂化处理,使焦油进行二次裂 解,使得裂解产生的可燃气中甲烧含量显著提高;同时焦油被转化为经济价值更高的可燃 气,所得可燃气的溫度达到400-700°C。
[0043] 余热回收单元330用于使可燃气与余热回收单元330内的给水进行换热,使得余 热回收单元330内的给水被加热,变为水蒸汽,同时使可燃气降溫。产生的水蒸汽也可供给 到发电系统W补充发电系统中的水蒸汽。由此,余热回收单元330可W充分回收可燃气的 热量,实现能源的综合、合理的利用,节约能源,降低生产成本。
[0044] 根据本发明的一些实施例,由煤粉锅炉产生的烟气与煤粉锅炉内部的换热系统进 行换热,产生水蒸汽,由此,利用产生的水蒸气进行发电。
[0045] 根据本发明的一个实施例,余热回收单元330设置有第一可燃气出口,所述第一 可燃气出口连接至煤热解反应器100,用于将降溫后的可燃气的一部分输送至煤热解反应 器100,为热解处理提供燃料,从降低了煤热解反应器对外部能源的依赖,进一步降低生产 成本,并且实现能源的综合合理利用。
[0046] 图3示出了本发明的一个实施例的煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统。如图3所 示,煤热解反应器100的半焦出口与煤粉锅炉200的半焦入口之间设置有一次风机,通过一 次风将所述半焦送至所述煤粉锅炉。
[0047] 根据本发明的另一方面,本发明提供了前述煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统用 于发电的应用。由此,发电机利用煤热解反应器-煤粉锅炉联用系统产生的烟气作为热源 进行发电,实现能源的综合利用。
[0048] 根据本发明的又一方面,本发明提供了一种利用前述的煤热解反应器-煤粉锅炉 联用系统处理煤的方法。该方法包括W下步骤:
[0049] 利用煤热解反应器对碳基原料进行热解处理,得到半焦和热解气;
[0050] 将所述半焦送往煤粉锅炉,使所述半焦与所述煤粉锅炉中的煤粉进行混合燃烧, 得到烟气;W及
[0051] 将所述热解气送往热解气处理装置从而对所述热解气进行处理,得到可燃气;
[0052] 任选的,通过设置在所述热解气处理装置上的第一可燃气出口,将所述可燃气送 往所述煤热解反应器。
[0053] 图4示出了本发明一个实施方案的处理煤的方法的工艺流程图。下文将结合图4, 对本发明的处理煤的方法进行详细描述。
[0054] SlOO热解处理
[0055] 根据本发明的一个实施例,利用煤热解反应器对碳基原料进行热解处理,得到半 焦和热解气。由此,热解速度快,热解效果好。
[0056] 根据本发明的一个实施例,热解气中含有焦油。
[0057] 根据本发明的一个优选实施例,碳基原料的粒径不大于100微米。由此,经热解处 理产生的半焦的粒径符合煤粉锅炉的要求,可W直接输送至煤粉锅炉进行燃烧处理。
[0058] 根据本发明的一个实施例,碳基原料为煤。由此,热解效率高,半焦和热解气产率 局。
[0059] S200混合燃烧
[0060] 根据本发明的一个实施例,将半焦送往煤粉锅炉,使半焦与煤粉锅炉中的煤粉进 行混合燃烧,得到烟气。将半焦与煤粉进行混合燃烧,有助于提高半焦的燃烧性能,同时,还 有效地保障煤粉锅炉燃烧的稳定性,能量利用率高。
[0061] 根据本发明的一个实施例,半焦与煤粉的混合比例不受特别的限制,只要能保证 半焦在煤粉锅炉内稳定地燃烧即可。根据本发明的一个实施例,供入煤粉锅炉的半焦与煤 粉的质量比在1-3:1范围内,优选为1-2 :1,更优选0. 3-0. 5:1,由此,半焦的燃烧性好,煤粉 锅炉燃烧的稳定性高,能量利用率进一步提高,生产成本低。
[0062] 根据本发明的一个实施例,该方法进一步包括:通过一次风机将所述半焦送至所 述煤粉锅炉。
[0063] S300制备可燃气
[0064] 根据本发明的一个实施例,将所述热解气送往热解气处理装置从而对所述热解气 进行处理,得到可燃气。 阳0化]图5示出了本发明一个实施方案的处理煤的方法的工艺流程图。如图5所示
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