一种煤热解燃烧多联产资源综合利用系统的制作方法

本实用新型属于多联产资源综合利用技术领域，具体涉及一种煤热解燃烧多联产资源综合利用系统。

背景技术：

长期以来煤炭往往被作为单一用途来利用，目前80％左右以利用效率较低的直接燃烧方式利用。现有火电厂只将煤炭作为燃料直接燃烧，造成系统效率偏低，污染物控制成本高，且浪费了煤中具有高附加值的油、气和化学品。在火电厂的生产过程会产生大量粉煤灰，开发利用难度大，在堆放时既占用大量土地又会产生环境污染。

为了节约保护地下水资源，国家鼓励火电厂生产用水采用污水厂中水，在污水厂处理污水的过程中会产出大量污泥，其具有含水率高、体积巨大等特点，存在很高的潜在环境安全风险和隐患，因此，对污泥采取有效手段进行无害化、减量化、资源化处理势在必行。

以煤热解为基础的分级转化梯级利用技术从煤炭既是能源同时又是电力、化工、冶金等行业的资源这一角度出发，将煤的热解、气化、燃烧、合成等各个过程有机结合，在同一系统中生产热、电、气、油、陶粒等产品。在对热解气净化的同时实现了对硫磺、硫铵、粗苯等的回收，但是热解气在提取ch4制取lng(液化天然气)后，剩余的富含co、h2的燃料气热值偏低同时也不符合煤制合成天然气的国家标准，因此在利用热解气制lng后需要为剩余燃料气寻找有效利用途径。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了实现煤炭的分级转化分质利用，提高煤的转化和利用效率，实现热、电、气、油、陶粒等产品的多联产和资源综合利用，提供一种煤热解燃烧多联产资源综合利用系统。通过耦合煤热解、燃烧分级转化方式，在一个系统中既实现热、电、气、油等产品的多联产，又对生产过程中产生的粉煤灰、污泥、燃料气进行了有效利用，同时还得到了副产品陶粒。本实用新型实现了煤的分级转化和资源综合利用，提高了煤转化效率和利用效率，降低污染排放，实现煤炭利用系统整体效益最优化。

本实用新型采用的技术方案是：

一种煤热解燃烧多联产资源综合利用系统，它包括循环流化床发电系统、煤热解系统和污泥干化再利用系统；

所述循环流化床发电系统包括锅炉、分离器、尾部烟道、除尘器、脱硫塔、烟囱和煤仓，所述锅炉的烟气出口与分离器的烟气入口通过管道连接，所述分离器的灰出口与锅炉的炉膛通过管道连接，所述分离器的烟气出口与尾部烟道的烟气进口通过管道连接，所述尾部烟道的烟气出口与除尘器的烟气进口通过管道连接，所述除尘器的烟气出口与脱硫塔的烟气进口通过管道连接，所述脱硫塔的烟气出口与烟囱连接，所述煤仓的出煤口与锅炉的入煤口通过管道连接；

所述煤热解系统包括热解炉、热解气冷却器、热解气净化装置和深冷液化装置，所述热解炉的进灰口与分离器的出灰口通过管道连接，所述热解炉的灰渣出口与锅炉的灰渣进口通过管道连接，所述热解炉的入煤口与煤仓的出煤口与通过管道连接，所述热解炉的出气口与热解气冷却器的进气口通过管道连接，所述热解气冷却器的出气口与热解气净化装置的进气口通过管道连接，所述热解气净化装置的出气口与深冷液化装置的进气口通过管道连接；

所述污泥干化再利用系统包括污水厂、污泥脱水机、湿污泥仓、污泥干化器、干污泥仓、成球机和烧结机，所述污水厂的污泥出口经由污泥脱水机与湿污泥仓的污泥入口通过管道连接，所述湿污泥仓的污泥出口与污泥干化器的污泥入口通过管道连接，所述污泥干化器的污泥出口与干污泥仓的污泥入口通过管道连接，所述干污泥仓的污泥出口一路与成球机的污泥入口通过管道连接，另一路与煤仓的污泥入口通过管道连接，所述成球机的出料口与烧结机的进料口通过管道连接。

优选地，所述除尘器与脱硫塔的连接管路上设有引风机。

优选地，所述污水厂的出水口处设有除盐站，所述除盐站的出水口与与锅炉的给水入口连通。

优选地，所述热解气冷却器的蒸汽出口与污泥干化器的蒸汽入口相连。

优选地，所述成球机的进料口与除尘器的放灰口通过管路连接。

优选地，所述污泥干化器的烟气出口与烧结机的烟气出口通过管路与除尘器的烟气入口连通。

优选地，所述深冷液化装置的煤气出口与烧结机的煤气入口连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

本实用新型在一个煤热解燃烧多联产资源综合利用系统中，从煤炭既是能源同时又是电力、化工、冶金等行业的资源这一角度出发，将煤的热解、燃烧、合成等各个过程有机结合，通过耦合煤热解、燃烧分级转化方式，在一个系统中既实现热、电、气、油等产品的多联产，又对生产过程中产生的固废粉煤灰、污泥和副产品燃料气进行了有效利用，将粉煤灰、污泥作为原料，燃料气作为热源，烧制出新型环保材料陶粒，在对固废资源综合再利用的同时又带来了新的经济效益。本实用新型实现了煤的分级转化和资源综合利用，提高了煤转化效率和利用效率，降低污染排放，实现煤炭利用系统整体效益最优化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，锅炉-1、分离器-2、尾部烟道-3、除尘器-4、脱硫塔-5、烟囱-6、煤仓-7、热解炉-8、热解气冷却器-9、热解气净化装置-10、深冷液化装置-11、污水厂-12、污泥脱水机-13、湿污泥仓-14、污泥干化器-15、干污泥仓-16、成球机-17、烧结机-18、引风机-19、除盐站-20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例中的一种煤热解燃烧多联产资源综合利用系统，它包括循环流化床发电系统、煤热解系统和污泥干化再利用系统；

所述循环流化床发电系统包括锅炉1、分离器2、尾部烟道3、除尘器4、脱硫塔5、烟囱6和煤仓7，所述锅炉1的烟气出口与分离器2的烟气入口通过管道连接，所述分离器2的灰出口与锅炉1的炉膛通过管道连接，所述分离器2的烟气出口与尾部烟道3的烟气进口通过管道连接，所述尾部烟道3的烟气出口与除尘器4的烟气进口通过管道连接，所述除尘器4的烟气出口与脱硫塔5的烟气进口通过管道连接，所述除尘器4与脱硫塔5的连接管路上设有引风机19，所述脱硫塔5的烟气出口与烟囱6连接，所述煤仓7的出煤口与锅炉1的入煤口通过管道连接；

所述煤热解系统包括热解炉8、热解气冷却器9、热解气净化装置10和深冷液化装置11，所述热解炉8的进灰口与分离器2的出灰口通过管道连接，所述热解炉8的灰渣出口与锅炉1的灰渣进口通过管道连接，所述热解炉8的入煤口与煤仓7的出煤口与通过管道连接，所述热解炉8的出气口与热解气冷却器9的进气口通过管道连接，所述热解气冷却器9的出气口与热解气净化装置10的进气口通过管道连接，所述热解气净化装置10的出气口与深冷液化装置11的进气口通过管道连接；

所述污泥干化再利用系统包括污水厂12、污泥脱水机13、湿污泥仓14、污泥干化器15、干污泥仓16、成球机17和烧结机18，所述污水厂12的污泥出口经由污泥脱水机13与湿污泥仓14的污泥入口通过管道连接，所述湿污泥仓14的污泥出口与污泥干化器15的污泥入口通过管道连接，所述污泥干化器15的污泥出口与干污泥仓16的污泥入口通过管道连接，所述干污泥仓16的污泥出口一路与成球机17的污泥入口通过管道连接，另一路与煤仓7的污泥入口通过管道连接，所述成球机17的出料口与烧结机18的进料口通过管道连接。

所述污水厂12的出水口处设有除盐站20，所述除盐站20的出水口与与锅炉1的给水入口连通，污水厂12的中水由除盐站20进行除盐处理，处理后合格的除盐水进入锅炉1，锅炉1产出合格蒸汽进入发电系统进行发电。

所述热解气冷却器9的蒸汽出口与污泥干化器15的蒸汽入口相连，高温高压蒸汽进入污泥干化器15中用于污泥干化的热源，放热后产生凝结水进入发电系统的凝结水系统中。

所述成球机17的进料口与除尘器4的放灰口通过管路连接，来自除尘器4中的粉煤灰和成球机16中干污泥，还有黏土、页岩、矸石等添加剂一起作为原料制作陶粒球。

所述污泥干化器15的烟气出口与烧结机18的烟气出口通过管路与除尘器4的烟气入口连通，污泥干化器15和烧结机18中产生的烟尘排到除尘器4中，利用电力系统原有的烟气处理系统进行处理。

所述深冷液化装置11的煤气出口与烧结机18的煤气入口连接，深冷液化装置11产生的煤气用作烧结机18的燃料烧制陶粒。

本实用新型的煤热解燃烧多联产资源综合利用工艺，具体如下：

来自所述污水厂12的中水由除盐站20进行除盐处理，处理后合格的除盐水进入锅炉1，锅炉1产出合格蒸汽进入发电系统进行发电。煤仓7中的原煤和干污泥的混合物一部分进入锅炉1中燃烧发电，一部分进入热解炉8参与热解。携带大量循环热灰的热烟气从锅炉1中出来进入分离器2中，紧接着依次进入尾部烟道3、除尘器4、引风机19、脱硫塔5和烟囱6，然后排向大气。

从分离器2中分离下来的循环灰一部分返回锅炉1，一部分进入热解炉8中，给热解炉8提供热解热源，从热解炉8出来的热解气进入热解气冷却器9中进行净化冷却，然后进入热解气净化装置10，在热解气净化装置10中分离出副产品硫铵、硫磺、粗苯等。从热解气净化装置10中出来的混合气体进入深冷液化装置11中，经深冷液化装置11处理后提取甲烷用于制取lng，提取富含co、h2的燃料气进入烧结机18。热解炉8中热解后产生的半焦作为燃料从热解炉8排出进入锅炉1中继续燃烧发电。

其中，热解气冷却器9的冷却介质为来自自发电系统的四抽蒸汽，四抽蒸汽在热解气冷却器9中吸热冷却热解气，吸热后的高温高压蒸汽进入污泥干化器10中用作热源。

所述污水厂12产生的污泥进入污泥脱水机13中进行机械脱水，脱除到80％含水率的湿污泥进入湿污泥仓14中，接着进入污泥干化器15中，在来自热解气冷却器9的高温高压蒸汽的作用下干化成干污泥进入干污泥仓16，来自热解气冷却器9的高温高压蒸汽放热后变成凝结水进入发电系统的凝结水系统，湿污泥蒸发出来的湿烟气进入除尘器4进行处理。干污泥仓11中的干污泥一部分进入煤仓7，一部分进入成球机16，在成球机16中干污泥和来自除尘器4中的粉煤灰，还有黏土、页岩、矸石等添加剂一起作为原料制作陶粒球。在烧结机18中利用来自深冷液化装置11中的燃料气作为燃料将陶粒球烧制成陶粒，烧结机18中的烟气也排到除尘器4利用电力系统原有烟气处理系统进行处理。

本实用新型在一个煤热解燃烧多联产资源综合利用系统中，将煤的热解、燃烧、合成等各个过程有机结合，在一个系统中既实现热、电、气、油等产品的多联产，又对生产过程中产生的固废粉煤灰、污泥和副产品燃料气进行了有效利用，将粉煤灰、污泥变废为宝，作为制作陶粒的原料，燃料气作为热源，烧制出新型环保材料陶粒，在对固废资源综合再利用的同时又带来了新的经济效益。本实用新型实现了煤的分级转化和资源综合利用，提高了煤转化效率和利用效率，降低污染排放，实现煤炭利用系统整体效益最优化。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。