一种块煤热解装置的制作方法

本实用新型涉及煤热解领域，具体涉及一种块煤热解装置。

背景技术：

目前，我国低阶煤储量丰富，占探明煤炭总储量的55％，随着低阶煤应用范围的拓展和煤炭机械开采率的提升，以低阶煤为主要对象的煤炭热解技术逐步发展为以煤的粒径划分的分级热解技术，其中以块煤为原料的技术主要有直立式兰炭炉、回转窑、国富炉技术等。以块煤为原料的技术经过不断的改进，生产效率不断提高，当前应用规模已经达到数千万吨年。块煤热解技术最具有代表性的当属兰炭生产工艺。

兰炭起源于陕北神府及周边地区，是重要的电石、铁镁合金生产原料，同时也是高炉炼铁、居家取暖等重要用途。兰炭生产与应用对于构建地方特色的产业链，促进煤炭清洁高效利用具有十分重要的意义。

兰炭生产工艺以外燃内热式直立炭化技术为主，此工艺由早期的伍德炉和鲁奇三段炉发展而来。上世纪九十年代，神府煤田开发，神木县引进应用直立炭化技术开展了大规模的兰炭生产，经过多年的持续改进，外燃内热直立式炭化技术逐步趋向成熟，由于工艺简单、操作稳定、投资节省，直立式炭化技术得到了广泛的应用。如cn106701129a公开了一种块煤蓄热式热解反应系统及方法，该系统采取内置外热式，热解气发热量高，有利于热解气后续利用，并且实现可对低阶煤的热解处理，克服低阶煤热解过程中易碎的难题，能够处理长焰煤和褐煤。cn105062526a公开了一种煤热解气化多联产系统及其热解气化方法，其能耗降低，环保性能好，煤适应性好，方便设备的加工制造，消除安全隐患，提高效果。

尽管外燃内热直立式炭化炉技术应用广泛，但由于其生产工艺的简单粗放，在兰炭生产过程中还是存在不少问题。直立式炭化技术的主要问题有热解煤气惰性气含量高，煤气热值低；热解的废水产量大，污染物种类多，难于处理；兰炭冷却普遍采用水熄焦，热效率低，产品质量较差；焦油产率低，重组分含量多，不利于后续加工。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种块煤热解装置，本实用新型提供的装置由于高温煤气能量来自固体热载体的换热，作为载气的煤气不含因空气助燃产生n2、co及co2等气体，所以热解过程生产的煤气热值增加，品质大大提升，这将促进整个热解工艺效率更高，更加环保。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种块煤热解装置，所述热解装置包括：给气单元、热解单元及分馏单元；

所述给气单元包括再加热装置、余热回收装置、第一气固分离器和煤气加热装置；

所述再加热装置设置有燃料入口、热介质回收口、热介质出口及余热回收口；

所述再加热装置的余热回收口和所述余热回收装置相连接；

所述热介质出口和所述煤气加热装置的进料口相连接；

所述煤气加热装置的出料口和第一气固分离器的进料口相连接；

所述第一气固分离器的出渣口和所述热介质回收口相连接；

所述热解单元包括依次连接的热解部、冷却部及第二气固分离器；

所述热解部包括依次连接的干燥段、热解段及热量回收段；

所述余热回收装置和所述热解部的干燥段相连接；

所述第一气固分离器的出气口和所述热解部的热解段相连接；

所述冷却部和输送装置相连接；

所述热解段上部设置有油气出口；

所述热解段上部的油气出口和所述第二气固分离器的进料口相连接；

所述第二气固分离器的出气口和所述分馏单元相连接。

本实用新型提供一种耦合流化加热的块煤热解新装置，该装置通过耦合循环流化的固体热载体对热解煤气进行加热，加热后的高温煤气作为气体热载体对原料煤进行热解。由于高温煤气能量来自固体热载体的换热，作为载气的煤气不含因空气助燃产生n2、co及co2等气体，所以热解过程生产的煤气热值增加，品质大大提升，这将促进整个热解工艺效率更高，更加环保，同时工艺煤气热值高、污水量少、能量利用充分等优点，整个热解工艺效率更高，更加环保。

作为本实用新型优选的技术方案，原料块煤从所述干燥段给入；

所述干燥段与第三气固分离器的入料口相连接；

所述第三气固分离器的出气口和第一冷却器的进料口相连接；

所述第一冷却器的出料口和第一分液罐相连接；

所述第一分液罐设置有烟气出口和冷凝水出口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述再加热装置底部还连接有辅助燃烧炉。

作为本实用新型优选的技术方案，所述煤气加热装置包括混合加热管和/或流化加热器；

所述冷却部包括循环对流冷却器；

所述循环对流冷却器至少设置有2台。

作为本实用新型优选的技术方案，所述分馏单元包括分馏塔；

所述第二气固分离器的出气口和所述分馏塔的下部相连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述分馏塔塔顶和第二冷却器的进气口相连接；

所述第二冷却器的出料口和第二分液罐的进料口相连接；

所述第二分液罐设置有轻油出口、煤气出口和污水出口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述分馏塔上部设置有含酚轻油出口和轻油进口；

所述含酚轻油出口和在线提酚装置的进料口相连接；

所述在线提酚装置的出油口和所述分馏塔上部的设置的轻油进口相连接；

所述第二分液罐的轻油出口和所述分馏塔上部的设置的轻油进口相连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述分馏塔塔底依次连接有第一液泵；

所述第一液泵设置有第一出液口和第二出液口；

所述第一出液口和所述分馏塔下部的煤焦油进口相连接；

所述第二出液口和离心机的进料口相连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述离心机的的出液口和闪蒸塔的塔中相连接；

所述闪蒸塔的底部和第二液泵的相连接；

所述闪蒸塔的顶部和所述离心机的进料口相连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热量回收段包括外部设置的蒸汽发生器和煤气进气口；

所述煤气加热装置的进气口和所述热量回收段的煤气进气口与所述第二分液罐连接风机的煤气出口相连接；

所述再加热装置包括再热器；

所述输送装置包括输送皮带。

本实用新型中，通过流化加热后的固体热载体对热载体煤气进行加热，加热后的煤气作为气体热载体对原料块煤进行热解；

其中，所述原料块煤为低阶块煤；所述原料块煤的粒度为6-80mm；所述原料块煤进行热解前进行干燥处理；所述干燥处理中干燥气体的温度为100-300℃；所述干燥处理中形成的湿烟气经除尘及冷凝回收冷凝水；所述湿烟气的温度为50-150℃；所述干燥处理的热源为煤气加热过程中回收的余热；所述热解为逆流热解；所述热解得到半焦和油气；所述油气的温度为250-350℃；所述热解中还设置有热量回收作业；所述油气经除尘后通入分馏塔进行分馏；所述除尘的设备包括气固分离器；所述油气经分馏塔下部通入；所述油气进入分馏塔后经煤焦油洗涤降温及换热至100-120℃；所述用于洗涤的煤焦油从分馏塔塔底抽出经降温和除尘作业后其50-80％返回分馏塔底进行循环洗涤，剩余部分经加热后进入闪蒸塔，闪蒸塔塔顶煤焦油返回除尘作业前，闪蒸塔塔底煤焦油作为产品输出；所述分馏中塔顶分出降温后的油气；所述降温后的油气经分离得到轻油、水及煤气；所述轻油返回分馏塔；所述煤气的80-95％返回作为热载体煤气，剩余部分作为产品；所述分馏还包括从分馏塔170-210℃段抽出含酚轻油；所述含酚轻油经提酚作业得到脱酚轻油和粗酚；所述脱酚轻油返回分馏塔；所述水中酚的含量小于1500ppm，油的含量小于800ppm；所述热解得到的半焦经三级冷却处理后送至焦厂；所述三级冷却包括依次进行的水冷壁管冷却、循环对流冷却及喷水冷却；所述水冷壁管冷却中换热后换热管中蒸汽的压力为0.5-1mpa；所述水冷壁管冷却后半焦的温度为350-450℃；所述水冷壁管冷却下部设置冷煤气注入口，冷煤气与半焦换热升温后进入热解段与热载体煤气混合；所述循环对流冷却中冷却载体为惰性气体；所述循环对流冷却后半焦的温度为100-180℃；所述喷水冷却的方式为水雾冷却；所述喷水冷却后半焦的温度小于70℃；所述热载体煤气在加热前进行加压作业；所述固体热载体对热载体煤气的加热在混合加热管和/或流化加热器中进行；所述加热后的煤气的温度为600-800℃；所述煤气加热完毕后通过分离器与固体热载体分离；所述分离器为气固分离器；所述分离得到的固体热载体进行再热；所述再热过程中通空气燃烧以去除热载体煤气升温时固体热载体表面形成的焦炭并实现再热；所述再热在再加热装置中进行；所述再热还可以通过补入重质燃料或热介质换热来实现；所述再热过程中形成烟气；所述烟气经余热回收系统处理后作为干燥处理中的干燥气；所述烟气的温度为500-1000℃。

本实用新型中，所述除尘的设备包括旋风分离器、筛板和/或挡板的容器、高温袋式除尘器及电袋除尘器等，但不限于所列举的设备，其他能达到同样效果的设备也可以。进一步地，本实用新型中半焦冷却前会经过热量回收作业，以回收半焦所带的高能热量，回收的热量可用作其他地方加热用及发电用等用途。

与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，由于高温煤气能量来自固体热载体的换热，作为载气的煤气不含因空气助燃产生n2、co及co2等气体，即本实用新型提供的工艺煤气热值高、污水量少、能量利用充分等优点，整个热解工艺效率更高，更加环保。

(2)本实用新型中，通过对回流油在线脱酚，控制塔顶废水的含酚小于1500ppm、含油小于800ppm，大幅降低废水处理难度。

(3)本实用新型中，通过增加原料块煤进行热解前进行干燥处理，可以将热解产生的废水量降低至传统兰炭技术的1/2-1/3。

附图说明

图1是本实用新型提供块煤热解装置的示意图；

图中：1-再加热装置，2-余热回收装置，3-第一气固分离器，4-煤气加热装置，5-辅助燃烧炉，6-干燥段，7-热解段，8-热量回收段，9-冷却部，10-输送装置，11-第三气固分离器，12-第一冷却器，13-第一分液罐，14-第二气固分离器，15-分馏塔，16-第二冷却器，17-第二分液罐，18-在线提酚装置，19-第一液泵，20-离心机，21-闪蒸塔，22-第二液泵，23-蒸汽发生器。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

实施例

本实施例提供一种块煤热解装置，如图1所示，所述热解装置包括：给气单元、热解单元及分馏单元；

所述给气单元包括再加热装置1、余热回收装置2、第一气固分离器3和煤气加热装置4；

所述再加热装置1设置有燃料入口、热介质回收口、热介质出口及余热回收口；

所述再加热装置1的余热回收口和所述余热回收装置2相连接；

所述热介质出口和所述煤气加热装置4的进料口相连接；

所述煤气加热装置4的出料口和第一气固分离器3的进料口相连接；

所述第一气固分离器3的出渣口和所述热介质回收口相连接；

所述热解单元包括依次连接的热解部、冷却部及第二气固分离器9；

所述热解部包括依次连接的干燥段6、热解段7及热量回收段8；

所述余热回收装置2和所述热解部的干燥段6相连接；

所述第一气固分离器3的出气口和所述热解部的热解段7相连接；

所述冷却部9和输送装置10相连接；

所述热解段7上部设置有油气出口；

所述热解段7上部的油气出口和所述第二气固分离器14的进料口相连接；

所述第二气固分离器14的出气口和所述分馏单元相连接。

进一步地，原料块煤从所述干燥段6给入；所述干燥段6与第三气固分离器11的入料口相连接；所述第三气固分离器11的出气口和第一冷却器12的进料口相连接；所述第一冷却器12的出料口和第一分液罐13相连接；所述第一分液罐13设置有烟气出口和冷凝水出口。

进一步地，所述再加热装置1底部还连接有辅助燃烧炉5。

进一步地，所述煤气加热装置4包括混合加热管和/或流化加热器；所述冷却部9包括循环对流冷却器；所述循环对流冷却器至少设置有2台。

进一步地，所述分馏单元包括分馏塔15；所述第二气固分离器14的出气口和所述分馏塔15的下部相连接。

进一步地，所述分馏塔15塔顶和第二冷却器16的进气口相连接；所述第二冷却器16的出料口和第二分液罐17的进料口相连接；所述第二分液罐17设置有轻油出口、煤气出口和污水出口。

进一步地，所述分馏塔15上部设置有含酚轻油出口和轻油进口；所述含酚轻油出口和在线提酚装置18的进料口相连接；所述在线提酚装置18的出油口和所述分馏塔15上部的设置的轻油进口相连接；所述第二分液罐17的轻油出口和所述分馏塔15上部的设置的轻油进口相连接。

进一步地，所述分馏塔15塔底依次连接有第一液泵19；所述第一液泵设置有第一出液口和第二出液口；所述第一出液口和所述分馏塔下部的煤焦油进口相连接；所述第二出液口和离心机20的进料口相连接。

进一步地，所述离心机20的的出液口和闪蒸塔21的塔中相连接；所述闪蒸塔21的底部和第二液泵22的相连接；所述闪蒸塔21的顶部和所述离心机20的进料口相连接。

进一步地，所述热量回收段8包括外部设置的蒸汽发生器23和煤气进气口；所述煤气加热装置4的进气口和所述热量回收段8的煤气进气口与所述第二分液罐17相连接风机的煤气出口相连接；所述再加热装置1包括再热器；所述输送装置10包括输送皮带。

本实用新型中，通过耦合循环流化的固体热载体对热解煤气进行加热，加热后的高温煤气作为气体热载体对原料煤进行热解。由于高温煤气能量来自固体热载体的换热，作为载气的煤气不含因空气助燃产生n2、co及co2等气体，所以热解过程生产的煤气热值增加，品质大大提升，这将促进整个热解工艺效率更高，更加环保。同时，通过对回流油在线脱酚，控制塔顶废水的含酚小于1500ppm、含油小于800ppm，大幅降低废水处理难度。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。