一种提高焦油收率和煤气品质的热解装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种提高焦油收率和煤气品质的热解装置，包括依次相连的混料器、给料机和热解反应器，给料机与热解反应器原料进口端相连通，混料器进口端与煤斗和变换催化剂储槽连通，给气装置连接燃烧炉后与热解反应器进气口连通，热解反应器的气体出口端依次连接有分离器、冷却器和气体净化装置；利用低阶煤自有水和热解水，及燃料燃烧产生的CO，在催化剂的作用下在热解反应器中进行CO变换反应，产生高活性的氢气代替传统热解装置需要的纯氢与原料在热解反应器中完成加氢热解反应，降低了生产成本，同时省去了传统加氢反应中低阶煤干燥脱水的工序，有效解决了现有工艺中焦油收率低、重质组分含量高和生产成本高的问题，环境效益明显。
【专利说明】一种提高焦油收率和煤气品质的热解装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于煤化工领域，涉及一种提高焦油收率和煤气品质的热解装置。
【背景技术】
[0002] 煤的热解工艺是一种在相对温和的条件下将煤中的富氢组分通过热解方式提取 出来作为化工原料或优质的液体燃料。但传统的热解方法，得到焦油收率低，重质组分含量 高，不利于加工利用。热解产生的粗煤气中含有大量灰尘、混合着灰尘的水汽以及焦油等有 机杂质。目前煤气净化工艺中最常见的工艺步骤为热解、旋风除尘、换热、洗涤、电除尘以及 电捕焦油器回收焦油等，该工艺存在除尘效率低、焦油回收率低、废水处理量大、环境污染 严重、设备投资和运行成本高的问题。
[0003] 快速热解能提高焦油收率但是焦油中重质组分含量高。煤加氢热解与一般的快速 热解相比，不仅焦油收率高，而且其中的苯、酚、萘等轻质组分的含量高，还具有显著的脱硫 脱氮的效果。煤加氢热解成了介于煤气化与液化之间的具有吸引力的煤转化途径。但一般 的加氢热解工艺需要纯氢作为热解气，增加了加氢热解的工艺成本。 实用新型内容
[0004] 本实用新型目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高焦油收率和煤气品质的 热解装置，有效解决了现有热解工艺中焦油收率低、重质组分含量高和生产成本高的问题， 环境效益明显。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006] -种提高焦油收率和煤气品质的热解装置，包括依次相连的混料器、给料机和热 解反应器，给料机与热解反应器原料进口端相连通，混料器进口端与煤斗和变换催化剂储 槽连通，给气装置连接燃烧炉后与热解反应器进气口连通，热解反应器的气体出口端依次 连接有分离器、冷却器和气体净化装置。
[0007] 所述的分离器包括依次连接在热解反应器气体出口端的一级分离器和二级分离 器，二级分离器连接高温过滤器后与冷却器连接；所述一级分离器的固体出口端与热解反 应器的返料口相连，二级分离器和高温过滤器的固体出口端与半焦储槽相连。
[0008] 所述的二级分离器和高温过滤器的固体出口端连通后通过阀门与第一间接换热 器进口端相连，第一间接换热器的出口端通过阀门与半焦储槽相连。
[0009] 所述的高温过滤器连接第二间接换热器后与冷却器连接，第二间接换热器和冷却 器的液体出口端连通后通过阀门与油水分离装置相连，油水分离装置连接有焦油储槽和废 水处理装置。
[0010] 所述焦油储槽出口端通过泵与冷却器换热介质入口连通，冷却器的气体出口与气 体净化装置的入口相连。
[0011] 所述第二间接换热器连接有回收热量的换热锅炉。
[0012] 所述的高温过滤器为高温烧结金属过滤器、颗粒床过滤器或高温陶瓷过滤器。
[0013] 所述热解反应器原料进口端、返料口均设置在1/4高度处，进气口设置在底部。
[0014] 本实用新型的热解装置包括混料器、给料机、给气装置、燃烧炉和热解反应器， 低阶煤与变化催化剂通过混料器经给料机送入热解反应器，作为热解热载体的供热燃料 (煤、液化气、循环煤气、焦炉煤气、合成气、气化气等）通过给气装置送入燃烧炉燃烧产生 C0,利用低阶煤自有水和热解水，及燃料燃烧产生的C0,在催化剂的作用下在热解反应器中 进行C0变换反应，产生高活性的氢气代替传统热解装置需要的纯氢与原料在热解反应器 中完成加氢热解反应，降低了生产成本；同时，省去了传统加氢反应中低阶煤干燥脱水的工 序，有效解决了现有工艺中焦油收率低、重质组分含量高和生产成本高的问题，具有焦油收 率和品质商、煤气品质商的特点，同时简化了生广工艺，提商了生广效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 附图1是本实用新型实施例的结构示意图和工艺流程图
[0016] 图中：1-煤斗；2-泵；3-变换催化剂储槽；4-混料器；5-给料机；6-热解反应器； 7_给气装置；8-燃烧炉；9-一级分离器；10-二级分离器；11-高温过滤器；12-第一间接换 热器；13-半焦储槽；14-第二间接换热器；15-余热锅炉；16-冷却器；17-油水分离装置； 18-焦油储槽；19-气体净化装置；20-废水处理装置。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的描述：
[0018] 如附图1所示，本实用新型提高焦油收率和煤气品质的热解装置包括煤斗1、变换 催化剂储槽3 ;煤斗1和变换催化剂储槽3的出口端分别通过阀门与混料器4的进口端相 连，混料器4的出口端与给料机5的进口端相连，给料机5的出口端通过阀门与热解反应器 6的1/4高处的原料进口端相连，燃烧炉8的进口端和出口端分别与给气装置7的出口端 和热解反应器6的底部进气口相连，热解反应器6的气体出口端依次与一级分离器9、二级 分离器10、高温过滤器11、第二间接换热器14和余热锅炉15相连，一级分离器9的固体出 口端与热解反应器6的1/4高处的返料口相连，二级分离器10的固体出口端和高温过滤器 11的固体出口端通过阀门与第一间接换热器12的进口端相连，第一间接换热器12的出口 端通过阀门与半焦储槽13的进口端相连，第二间接换热器14的出口端和冷却器16的出口 端通过阀门分别与油水分离装置17相连，冷却器16的气体出口端与气体净化装置19的进 口端相连，油水分离装置17的两出口端分别与焦油储槽18的进口端和废水处理装置20的 进口端相连，焦油储槽18的出口端通过泵2经阀门与冷却器16的换热介质入口相连。
[0019] 本实用新型的热解装置的工作过程如下：
[0020] (1)原料煤和变换催化剂按（20?2) :1质量比，在混料器4中混合后经给料机5 进入热解反应器6的下端，在氢气和C0的气氛和变换催化剂存在条件下，于500?800°C下 进行快速热解反应，C0变换催化剂选自铁、镍、钴类催化剂。
[0021] (2)高温热解荒煤气进入一级分离器9,大颗粒固体杂质返回热解反应器6,经初 步除尘的气体依次进入二级分离器10和高温过滤器11，进行进一步除尘和深度除尘。经二 级分离器10和高温过滤器11分离下的固体颗粒经第一间接换热器12后进入半焦存储13 作为半焦产品。
[0022] (3)经除尘后的煤气含尘量低于20mg/Nm3,进入第二间接换热器14,产生的余热由 余热锅炉15回收，产生蒸汽。换热至150?250°C的煤气进入冷却器16的下部，与来自焦 油储槽18的部分45?80°C热解焦油产品逆流接触，进行洗涤、冷却，进一步降温冷却回收 焦油，实现了焦油的自循环回收，降低了能耗和工艺成本。经冷却器16冷却至40?KKTC 的气体进入气体净化装置，得到净化煤气，进入后续加工利用工序。
[0023] (4)由第二间接换热器14和冷却器16出来的液体进入油水分离装置17中，分离 出的焦油作为焦油产品用于加氢精制高品质燃料油或作为产品外售，分离出的水经废水处 理装置处理后循环再利用。焦油产率占热解原煤的10%?15%，且焦油的回收率不低于 99. 6%。
【权利要求】
1. 一种提高焦油收率和煤气品质的热解装置，其特征在于：包括依次相连的混料器 (4)、给料机（5)和热解反应器（6)，给料机（5)与热解反应器（6)原料进口端相连通，混料 器（4)进口端与煤斗（1)和变换催化剂储槽（3)连通，给气装置（7)连接燃烧炉（8)后与 热解反应器（6)进气口连通，热解反应器（6)的气体出口端依次连接有分离器、冷却器（16) 和气体净化装置（19)。
2. 根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：所述的分离器包括依次连接在热解 反应器（6)气体出口端的一级分离器（9)和二级分离器（10)，二级分离器连接高温过滤器 (11)后与冷却器（16)连接；所述一级分离器（9)的固体出口端与热解反应器（6)的返料 口相连，二级分离器（10)和高温过滤器（11)的固体出口端与半焦储槽（13)相连。
3. 根据权利要求2所述的热解装置，其特征在于：所述的二级分离器（10)和高温过滤 器（11)的固体出口端连通后通过阀门与第一间接换热器（12)进口端相连，第一间接换热 器（12)的出口端通过阀门与半焦储槽（13)相连。
4. 根据权利要求2所述的热解装置，其特征在于：所述的高温过滤器（11)连接第二间 接换热器（14)后与冷却器（16)连接，第二间接换热器（14)和冷却器（16)的液体出口端 连通后通过阀门与油水分离装置（17)相连，油水分离装置（17)连接有焦油储槽（18)和废 水处理装置（20)。
5. 根据权利要求4所述的热解装置，其特征在于：所述焦油储槽（18)出口端通过泵 (2)与冷却器（16)换热介质入口连通，冷却器（16)的气体出口端与气体净化装置（19)的 入口端相连。
6. 根据权利要求4所述的热解装置，其特征在于：所述第二间接换热器（14)连接有回 收热量的换热锅炉（15)。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的热解装置，其特征在于：所述的高温过滤器（11)为 高温烧结金属过滤器、颗粒床过滤器或高温陶瓷过滤器。
8. 根据权利要求1-6任一项所述的热解装置，其特征在于：所述热解反应器（6)原料 进口端、返料口均设置在1/4高度处，进气口设置在底部。
【文档编号】C10J3/86GK203904264SQ201420288365
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】郑化安, 冉伟利, 樊英杰, 张生军, 周凡, 刘今乾, 么秋香, 张喻, 刘虎 申请人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司