专利名称：用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于能源加工技术领域，具体涉及一种褐煤热解(干馏)提质工艺技术。
背景技术：
全球褐煤地质储量约4万亿吨，占煤炭总储量的40%左右，主要分布在欧洲、亚洲 和北美洲。随着全球矿产能源趋紧，如何有效、洁净、安全利用褐煤资源则显得日益重要与 突出。高水分、高氧含量、低发热值以及易风化、自燃的特性使得褐煤不宜远程运输，应用受 到极大限制。而通过热解(干馏)提质加工可使质量低、用途窄的褐煤得到多种用途广泛 的产品。煤在隔绝空气条件下受热分解(热解)成煤气、焦油和焦炭(或半焦)等干馏产 品，按其在干馏炉内煤料受热温度(被加热终温)的不同，一般认为500-650°C左右为低温 干馏，褐煤类低阶煤种适用于低温干馏加工。通过低温干馏加工，将褐煤等低阶煤转化成气 液固即煤气、焦油、半焦三种产品，使其得到有效、洁净、安全、合理利用，显然具有很好的经 济效益及社会效益。国内外报道的可用于褐煤低温干馏的现有工艺主要有俄罗斯3TX(ETCH)_175工 艺、德国LR工艺、美国Toscoal工艺、鲁奇-斯皮尔盖斯工艺(中国俗称三段炉)、美国LFC 工艺(即ENCOAL技术)、中国煤科总院北京煤化所开发的多段回转炉工艺、中国科学院过程 所率先开发的BT工艺(煤炭拔头技术)、大连理工大学开发的大工DG工艺(固体热载体 快速干馏技术)以及国内的内热式直立炉干馏工艺等，其中前三种及大工DG工艺均属固体 热载体干馏工艺。上述这些工艺大多存在设备复杂、投资大、效率低或煤料易被粉化从而增 加除尘分离难度等缺点；鲁奇_斯皮尔盖斯工艺或内热式直立炉工艺因存在煤层透气性限 制，对处理碎粒煤难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进现有褐煤低温干馏工艺技术中的部分不足，适用 于碎粒褐煤干馏提质的振动流化床干馏工艺。本发明的技术解决方案是一种用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是以振动流化床设备作为干 馏炉，将经过干燥处理的碎粒褐煤送入振动流化床干馏炉，并被分布在炉内多孔底板上，以 高温烟气或高温煤气作为干馏热载体进入炉内多孔底板的下侧空间，煤料受机械振动和干 馏热载体的穿孔气流双重作用而被流化并被加热干馏，同时在激振力作用下向前抛掷输向 振动流化床干馏炉出口端，变成热半焦引出；干馏产生的煤气汇入干馏热载体气流中一并 引出炉外进行煤气净化处理。煤气净化处理的方式包括除尘、除焦油在内。干馏热载体入炉温度为350 700°C，干馏炉内煤料被加热至320 660°C。入炉的碎粒褐煤粒度为20mm以下为宜。干馏炉出口端引出的热半焦再送熄焦装置冷却处理后得半焦产品。以金属材料为主体结构的振动流化床干馏炉，由于其进气温度较高，其振动机体中受高温接触或影响的部件材质宜选用不锈钢或耐热钢材料。所选用的不锈钢或耐热钢材 料再经表面合金化处理，可增加其耐温耐腐蚀性能。当以高温烟气作为上述干馏热载体时，可用某种工业燃料(例如净化煤气、石油 液化气、柴油、煤炭等)与空气或氧气燃烧产生。还可直接使用本工艺中净化处理后的煤气 作为干馏炉的供热燃料，具体方案是将引出炉外进行煤气净化处理后的煤气，一部分作为 燃料送燃烧炉燃烧产生高温烟气，产生的高温烟气作为干馏热载体送入振动流化床干馏炉 使用；其余部分煤气外供使用。振动流化床技术是借助动力机械(例如振动电机、曲柄拉杆式激振器等作为激振 源)产生激振力来激振床体振动，从而帮助散状物料流化，强化其传热传质；振动机体(床 体)通过弹簧支撑在底座上。与现有工艺(技术)相比，本发明的主要优点是(1)借助机械振动帮助炉内煤层 流化，大大改善了褐煤干馏尤其是碎粒褐煤干馏时的透气性，强化了气体穿层的传热传质， 使干馏速度加快，设备效率高、生产能力大。(2)在很低的热载气速下即能获得均勻流化，有 利减少干馏所需热载气量及供气压力，从而使气流输送功耗降低，煤料颗粒间的磨损减轻， 粉尘带出减少。(3)煤料在炉内多孔板上几乎是呈“活塞式”推进，停留时间分布均勻，且料 层厚度及停留时间易于控制，从而使出炉的半焦产品质量稳定、易控。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1是实施例1的设备和工艺流程图。附图2是实施例2的设备和工艺流程图。附图1中的标号说明1、入炉煤；2、振动流化床干馏炉；3、热半焦；4、熄焦装置； 6、半焦产品；7、除尘器；7-1、煤粉尘；8、煤气冷却冷凝与净化装置；8-1、粗焦油；9、煤气增 压风机；10、外供煤气；11、循环煤气；12、空气或氧气；13、燃烧机(燃烧炉)；附图2中的标号说明21、入炉煤；22、振动流化床干馏炉；23、热半焦；24、熄焦冷 却器；25、出焦关风器；26、半焦产品；27、除尘器；27-1、煤粉尘；28、煤气冷却冷凝与净化装 置；28-1、粗焦油；29、煤气增压风机；30、外供煤气；31、循环煤气；32、空气或氧气；33、燃 烧机(燃烧炉)。实施例1 参见附图1，经过干燥处理的粒度为20mm以下的碎粒褐煤(1)送入卧式即直线型 振动流化床干馏炉(2)进口，煤料入炉后迅速被分布在多孔底板(也称筛板)上，在激振力 作用下向前抛掷平移输向振动流化床干馏炉出口端，同时与多孔底板下侧空间穿孔上来的 高温烟气充分接触，煤料在机械振动和穿孔烟气流的双重作用下而被流化、并被迅速加热 干馏转变成半焦(根据半焦指标要求，将炉内煤料最高温度控制在320 660°C内的某一值 附近，例如330°C、45(TC或650°C左右)。达到指标的热半焦(3)再转入熄焦装置(4)中，在 此被冷却至150°C以下(该温度向下的具体控制值以该半焦接触空气不自燃，且便于后续 安全运焦为准)，卸出半焦产品(6)。煤料在干馏炉(2)内干馏逸出的煤气(含焦油蒸气) 汇入高温烟气流中一并被引出炉外，此荒煤气经除尘器(7)分出气体中夹带的粉尘(7-1)， 再进入煤气冷却冷凝与净化装置(8)将煤气中的焦油、水等分离出来，副产得到液态的粗
4焦油产品(8-1)；净化后的煤气经增压风机(9)升压后，一部分因本系统干馏所需作为燃料 煤气(11)引入燃烧炉(13)，在此与空气或氧气(12)燃烧产生高温烟气，此高温烟气作为 干馏热载体进入炉(2)内多孔底板下侧的空间，烟气入炉温度控制在350 700°C (例如 3605807000C )；其余部分煤气(10)作为副产品外供使用。实施例2:参见附图2，经过干燥处理的碎粒褐煤(21)送入卧式振动流化床干馏炉(22)进 口，煤料入炉后被分布在多孔底板(筛板)上形成一定厚度(例如160mm)的煤层，并被抛 掷向前平移，同时与多孔底板下侧穿孔上来的高温烟气充分接触，在流化状态下被迅速加 热至530 550°C转变成半焦，出炉热半焦(23)再进入熄焦冷却器(24)内，被净化后的冷 煤气冷却降至80°C以下，经出焦关风器(25)卸出半焦产品(26)。干馏炉(22)内产生的干 馏煤气与高温烟气流并成荒煤气引出炉外，经除尘器(27)进入煤气冷却冷凝与净化装置 (28)，净化后的冷煤气经增压风机(29)升压后，一部分作为循环煤气(31)通过管路(31-1) 先引入熄焦冷却器(24)内，与热半焦换热后的热煤气(31-3)作为燃料煤气(31-5)送至燃 烧炉(33)燃烧产生高温烟气，此高温烟气作为热载体入炉(22)加热煤料。此燃烧炉出口 的高温烟气中配入适量温度较低的煤气(31-6)，作为入炉热载气温度的调控手段之一，控 制入炉气温在590 600°C内；若熄焦冷却器(24)出口热煤气(31_3)用于31_5和31_6 仍有富余，则通过管路31-4外供使用；若熄焦冷却器(24)出口热煤气(31-3)用于31_5和 31-6仍有缺口，则通过管路31-2再予补充。多余部分冷煤气(30)也作外供使用。
权利要求
一种用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是以振动流化床设备作为干馏炉，将经过干燥处理的碎粒褐煤送入振动流化床干馏炉，并被分布在炉内多孔底板上，以高温烟气或高温煤气作为干馏热载体进入炉内多孔底板的下侧空间，煤料受机械振动和干馏热载体的穿孔气流双重作用而被流化并被加热干馏，同时在激振力作用下向前抛掷输向振动流化床干馏炉出口端，变成热半焦引出；干馏产生的煤气汇入干馏热载体气流中一并引出炉外进行煤气净化处理。
2.根据权利要求1所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是热载体入 炉温度为350 700°C，干馏炉内煤料被加热至320 660°C。
3.根据权利要求1所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是所述碎粒 褐煤的粒度为20mm以下。
4.根据权利要求1、2所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是振动流 化床干馏炉出口端引出的热半焦再送熄焦装置冷却处理。
5.根据权利要求1、2所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是振动流 化床干馏炉的振动机体中受高温接触或影响的部件材质选用不锈钢或耐热钢材料。
6.根据权利要求5所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是所选用的 不锈钢或耐热钢材料是经表面合金化处理的材料。
7.根据权利要求1所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是当以高温 烟气作为干馏热载体时，引出炉外进行煤气净化处理后的煤气，一部分作为燃料送燃烧炉 燃烧产生高温烟气，产生的高温烟气作为干馏热载体送入振动流化床干馏炉使用。
8.根据权利要求1所述的用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，其特征是引出炉外 进行煤气净化处理的方式包括除尘、除焦油在内。
全文摘要
本发明公开了一种用于褐煤提质的振动流化床干馏工艺，以振动流化床设备作为干馏炉，将经过干燥处理的碎粒褐煤送入振动流化床干馏炉，并均匀分布在炉内多孔底板上，以高温烟气或高温煤气作为干馏热载体进入炉内多孔底板的下侧空间，煤料受机械振动和干馏热载体穿孔气流的双重作用而被流化并被加热干馏，同时在激振力作用下向前抛掷输向干馏炉出口端，变成热半焦引出；干馏产生的煤气汇入热载体气流中一并引出炉外进行煤气净化处理。本发明用于碎粒褐煤干馏有效解决了炉内煤层的透气性问题，具有传热传质快、设备效率高，颗粒磨损小、粉尘带出少，操作易于控制、产品质量稳定等优点。
文档编号C10B53/04GK101974343SQ201010517400
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者周松涛, 蒋建 申请人:周松涛;蒋建