热解煤的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种热解煤的系统和方法。
【背景技术】
[0002]我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气，作为世界上最大的煤炭生产和消费国，在相当长的一段时期内，煤炭资源作为我国主导能源的地位是不可动摇的。据统计，我国已探明煤炭储量为1145亿吨，其中中低阶煤(褐煤，低变质烟煤)又占到全国保有资源量的55.15 %左右。由于低阶煤具有水分含量高、易风化自然、难以分选、不宜长途运输和储存等特点，使得其综合利用受到很大限制。其中直接燃烧发电是其最常见的利用方式之一，据不完全统计，我国有90%以上的褐煤用于电站锅炉和各种工业锅炉。低阶煤作为动力煤燃料直接燃烧，不但浪费了煤炭中蕴含的丰富油气资源，而且效率低。通过煤低温热解与半焦燃烧、气化解耦，实现低阶煤分级高效清洁转化利用，是现在大型煤化工的主要方向。
[0003]随着现代化采煤综合技术的广泛使用，使得块煤产率下降(由目前的40%下降10?20%)，粉煤产率升高(由目前的60%上升至80?90%)。粉煤存在易扬尘、易燃、易爆，综合利用难度大等问题。
[0004]因此，现有的煤热解技术有待进一步改善。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热解煤的系统和方法，该系统可以有效处理粉煤，并且处理效率高，同时热解产生的油气资源可迅速导出，二次反应少，焦油品质高，焦油中轻质组分含量高，另外热解反应器采用蓄热式辐射管，且内部设置转动内构件，增加了颗粒间和颗粒辐射管间传热，传热效率高。
[0006]在本发明的一个方面，本发明提出了一种热解煤的系统。根据本发明的实施例，该系统包括:
[0007]移动床热解反应器和喷淋塔，
[0008]其中，所述移动床热解反应器包括:
[0009]煤料入口和半焦出口；
[0010]所述煤料入口位于所述反应器的顶部；
[0011 ]所述半焦出口位于所述反应器的底部；
[0012]蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；
[0013]油气导出管道，所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；
[0014]搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述搅拌轴由所述半焦出口伸入到所述反应器的内部并被设置成可在所述反应器内旋转；
[0015]集气管，所述集气管包括集气总管以及与所述集气总管相连通的集气支管，
[0016]其中，所述集气总管竖直地设置在所述反应器外部，并且所述集气总管与所述喷淋塔相连，
[0017]所述集气支管延伸穿过所述反应器的侧壁伸入到所述反应器内且与所述油气导出管道相连通。
[0018]由此，根据本发明实施例的热解煤的系统可以有效处理粉煤，并且处理效率高，同时热解产生的油气资源可迅速导出，二次反应少，焦油品质高，焦油中轻质组分含量高，另外热解反应器采用蓄热式辐射管，且内部设置转动内构件，增加了颗粒间和颗粒辐射管间传热，传热效率高。
[0019]另外，根据本发明上述实施例的热解煤的系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0020]在本发明的一些实施例中，所述集气支管为多个，并且沿所述集气总管的长度方向彼此平行布置。由此，可以显著提高反应器中的油气导出效率。
[0021]在本发明的一些实施例中，所述集气支管垂直于所述集气主管。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0023]在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0024]在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。
[0025]在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0026]在本发明的一些实施例中，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。
[0027]在本发明的一些实施例中，同一层所述油气导出管道连通至同一根所述集气支管。
[0028]在本发明的一些实施例中，每层辐射管的上方均有一根或多根搅拌杆，且搅拌杆与福射管的垂直距离为20?300mm。由此，能够强化传热效果。例如，搅拌杆可以介于福射管层与油气导出管道层之间。
[0029]在本发明的一些实施例中，所述搅拌杆垂直于所述搅拌轴，并且沿所述搅拌轴的长度方向间隔分布。由此，可以进一步提高热解焦油的收率。
[0030]在本发明的一些实施例中，所述搅拌杆在所述搅拌轴的同一横截面上的相邻投影呈一定角度。由此，可以进一步提高热解焦油的收率。
[0031]在本发明的一些实施例中，所述角度为O?90度，不含端值，优选的，所述角度为30?90度，不含90度。由此，可以进一步提高热解焦油的收率。
[0032]在本发明的一些实施例中，所述热解煤的系统进一步包括:破碎机，所述破碎机具有块煤入口和破碎煤出口 ；第一输送螺旋，所述第一输送螺旋具有第一进料口和第一出料口，所述第一进料口与所述破碎煤出口相连;煤仓，所述煤仓具有煤仓进口和煤仓出口，所述煤仓进口与所述第一出料口相连;第二输送螺旋，所述第二输送螺旋具有第二进料口和第二出料口，所述第二进料口与所述煤仓出口相连;干燥提升管，所述干燥提升管具有烟气入口、粉煤进料口和混合物料出口，所述烟气入口与所述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述粉煤进料口与所述第二出料口相连;第一旋风分离器，所述第一旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和干燥煤粉出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连;第三输送螺旋，所述第三输送螺旋具有第三进料口和第三出料口，所述第三进料口与所述干燥煤粉出口相连，所述第三出料口与所述煤料入口相连;第四输送螺旋，所述第四输送螺旋设置在所述移动床热解反应器的下方且与所述半焦出口相连。由此，使得粉煤入炉时水分小，耗热少，从而可以进一步提高粉煤的热解效率。
[0033]在本发明的一些实施例中，所述热解煤的系统进一步包括:第二旋风分离器，所述第二旋风分离器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口，所述油气进口与所述集气总管相连;除尘装置，所述除尘装置具有除尘油气入口和除尘后油气出口，所述除尘油气入口与所述净化油气出口相连，所述除尘后油气出口与所述喷淋塔相连。由此，可以显著提高焦油和燃气品质。
[0034]在本发明的一些实施例中，所述热解煤的系统进一步包括:焦油槽，所述焦油槽具有焦油入口、轻油出口、重油出口和焦油渣出口，所述焦油入口与所述喷淋塔相连;风机，所述风机具有燃气入口和燃气出口，所述燃气入口与所述喷淋塔相连；以及储气罐，所述储气罐与所述燃气出口相连。
[0035]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种热解煤的方法。根据本发明的实施例，该热解煤的方法是采用所述热解煤的系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方法包括:
[0036]将煤输送至所述移动床热解反应器中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；
[0037]将所述热解油气输送至所述喷淋塔中进行喷淋处理，以便得到焦油和燃气。
[0038]由此，根据本发明实施例的热解煤的方法可以有效处理粉煤，并且处理效率高，同时热解产生的油气资源可迅速导出，二次反应少，焦油品质高，焦油中轻质组分含量高，另外热解反应器采用蓄热式辐射管，且内部设置转动内构件，增加了颗粒间和颗粒辐射管间传热，传热效率高。
[0039]在本发明的一个实施例中，所述热解煤的方法进一步包括:在将所述热解油气供给至所述喷淋塔中进行喷淋处理之前，预先将所述热解油气供给至所述第二旋风分离器和所述除尘装置中依次进行旋风分离和除尘处理。由此，可以显著提高焦油和燃气的品质。
[0040]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0041]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0042]图1是根据本发明一个实施例的热解煤的系统结构示意图；
[0043]图2是根据本发明一个实施例的热解煤的系统中的搅拌装置的俯视图；
[0044]图3是根据本发明再一个实施例的热解煤的系统结构示意图；
[0045]图4是根据本发明又一个实施例的热解煤的系统结构示意图；
[0046]图5是根据本发明又一个实施例的热解煤的系统结构示意图；
[0047]图6是根据本发明一个实施例的热解煤的方法流程示意图；
[0048]图7是根据本发明再一个实施例的热解煤的方法流程示意图；
[0049]图8是根据本发明又一个实施例的热解煤的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。