一种高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤炭应用工业领域，具体涉及高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统。
【背景技术】
[0002]中国是一个“富煤贫油乏气”的国家，中国国土面积在全世界第三，而天然气产量仅占世界排名17位。2010年全年我国天然气产量为1000亿m3，而表观消费量达1200亿m3，供需缺口达到200亿m3。中石油人士预计，到2015年、2020年，我国天然气市场需求将分别达到2400亿m3和3600亿m3。而中国的天然气储量有限，预计到2020年，缺口将达到1500-1600亿m3。为了缓解国民经济对进口天然气的依赖性发展，因此以煤为原料生产天然气的技术已成为关系到国家能源安全的战略问题。
[0003]目前常用的煤制天然气技术主要为间接合成天然气技术，即以煤为原料，通过气化、变换、净化和甲烷化等过程，得到天然气产品。由于该工艺并不是在完全密闭的系统中进行的，过程还需要大量水，故不可避免的存在煤的燃烧、氧化和损耗。同时产生的气体成分复杂，不仅含有焦油、轻油、石脑油及酚类物质，还含有大量co2。由此决定了，煤间接合成天然气技术存在着高污染、工艺复杂、产气率低，能耗大等缺点。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供了一种煤高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统。该系统能过将煤粉在高温绝氧的密闭下发生瞬间裂解，能产生活性焦粉和主要成分为甲烧、乙烧和氢气的洁净可燃气体。
[0005]本实用新型的系统包括密闭给料装置、高温裂解装置和气固分离装置，煤粉通过密闭给料装置送入高温裂解装置中被加热裂解，裂解产物通过气固分离装置被分离成可燃气体和活性焦粉。
[0006]其中，所述高温裂解装置在生产过程中形成环境温度为800?1000°C的绝氧密闭环境。
[0007]所述系统还包括焦粉冷却装置和余热回收装置，由气固分离装置分离获得的焦粉通过所述焦粉冷却装置被冷却，余热回收装置将气固分离装置分离的可燃气体的热量进行回收再利用。
[0008]所述系统还包括附属系统，所述附属系统包括燃烧加热装置、焦粉储存装置和可燃气体储存装置。
[0009]所述气固分离装置包括一级气固分离装置和二级气固分离装置，所述焦粉冷却装置包括一级焦粉冷却装置和二级焦粉冷却装置。
[0010]其中，密闭给料装置的出口与高温裂解装置的原料入口连接，高温裂解装置的出口与一级气固分离装置的入口连接，一级气固分离装置的焦粉出口与一级焦粉冷却装置的入口连接，一级气固分离装置的气体出口与二级气固分离装置的入口连接，二级气固分离装置的焦粉出口与二级焦粉冷却装置的入口连接，一级焦粉冷却装置与二级焦粉冷却装置的出口都与与焦粉储存装置的入口连接，二级气固分离装置的气体出口与余热回收装置的入口连接，余热回收装置的出口经由引风机分别与燃烧加热装置的入口与可燃气体储存装置的入口连接。
[0011]此外，在密闭给料装置之前还设置有煤粉准备装置，在所述煤粉装备装置中煤粉经提质干燥，含水量降至6%以下且煤粉细度为40?300目。
[0012]优选地，在所述煤粉装备装置中煤粉经提质干燥，含水量降至4%以下且煤粉细度为60?270目。
[0013]更优选地，在所述煤粉装备装置中煤粉经提质干燥，含水量降至4%以下且煤粉细度为140?270目。
[0014]而且，密闭给料装置中设置有空气置换装置及锁气装置，以防止空气进入裂解环境中。
[0015]优选地，所述密闭给料装置中压力比高温裂解装置中的压力高50_100Pa。
[0016]优选地，燃烧加热装置为带有蓄热体的燃烧器。
[0017]其中，余热回收装置的出口经由引风机分别与燃烧加热装置的入口与可燃气体储存装置的入口连接。
[0018]所述气固分离装置为旋风分离器。
[0019]有益效果
[0020]本实用新型所述的煤高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统，整个生产过程在密闭绝氧的系统环境中瞬间完成，不消耗水，不存在煤的燃烧和损耗，也没有温室气体CO2等污染排放；
[0021]本实用新型所述的煤高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统，经过煤粉准备工序处理的煤粉借助密闭给料装置以正压的条件连续投入高温裂解装置中，裂解产物可以连续从裂解炉排出而被回收，与传统的煤制气工艺相比，可以实现连续生产，生产效率更高。
[0022]本实用新型所述的煤高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统适用于任何煤种。所得到的产物一一活性焦粉和洁净可燃气体均可回收利用。煤粉经进料装置进入高温裂解装置后，被瞬间加热至800?1000°C，进而裂解产生可燃气体，因为研宄发现在该温度范围内，煤粉被迅速加热，煤内的挥发成分瞬间裂解为可燃气体。由于挥发份的裂解膨胀和逸出，剩余产物焦粉因此具有丰富的孔隙结构，不仅可以应用于钢铁冶金领域，还可用于制备如活性炭、活性焦等炭吸附材料。同时产生的洁净燃气主要成分为甲烷、乙烷的短链烷烃和氢气，含量分别为:甲烧35%?75%，乙烧2%?12%，氢气I %?8%，一氧化碳2%?16%，余量的为二氧化碳等气体。洁净燃气的热值约为5000?8500kcal/Nm3，而现有煤化工工艺得到的合成气成分以氢气、一氧化碳为主，氮气、二氧化碳等杂质气体较多，热值仅为 2000 ?3000kcal/Nm3左右。
[0023]从而实现了煤的高效清洁转化，能源利用效率大大提高，解决了现有煤气化技术存在的能耗高、污染重、煤种要求苛刻和煤潜能不能被充分利用的问题。
【附图说明】
[0024]图1显示了本实用新型的系统的结构，其中附图标记对应的各装置、部件名称如下:
[0025]1、密闭给料装置
[0026]2、高温裂解装置
[0027]3、加热装置
[0028]4、焦粉存储装置
[0029]5、可燃气体存储装置
[0030]6、一级气固分离装置
[0031]7、二级气固分离装置
[0032]8、一级焦粉冷却装置
[0033]9、二级焦粉冷却装置
[0034]10、余热回收装置
[0035]11、引风机
[0036]12、蓄热体
【具体实施方式】
[0037]以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0038]如图1所示:
[0039]煤高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的系统包括密闭给料装置1、高温裂解装置2和气固分离装置，煤粉通过密闭给料装置I送入高温裂解装置2中被加热裂解，其中所述高温裂解装置在生产过程中形成环境温度为800-1000°C的绝氧密闭环境，裂解产物通过气固分离装置被分离成可燃气体和活性焦粉。
[0040]系统还包括焦粉冷却装置和余热回收装置10，由气固分离装置分离获得的焦粉通过所述焦粉冷却装置被冷却，余热回收装置10将气固分离装置分离的可燃气体的热量进行回收再利用。
[0041]系统还包括燃烧加热装置3、焦粉储存装置4和可燃气体储存装置5，并且所述气固分离装置包括一级气固分离装置6和二级气固分离装置7，所述焦粉冷却装置包括一级焦粉冷却装置8和二级焦粉冷却装置9，其中，密闭给料装置I的出口与高温裂解装置2的原料入口连接，高温裂解装置2的出口与一级气固分离装置6的入口连接，一级气固分离装置6的焦粉出口与一级焦粉冷却装置8的入口连接，一级气固分离装置6的气体出口与二级气固分离装置7的入口连接，二级气固分离装置7的焦粉出口与二级焦粉冷却装置9的入口连接，一