一种细颗粒四段移动床干馏炉及其干馏方法
【技术领域】
[0001]本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种动力消耗低、油气粉尘量少、热解煤气热值高、资源利用率高的细颗粒四段移动床干馏炉及其干馏方法。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，原煤除部分用于炼焦、转化加工外，绝大部分用于直接燃烧，不但热效率低、对环境的破坏严重，而且煤中具有较高经济价值的富氢组分得不到合理利用。而且我国油页岩、油砂储量丰富，资源开发潜力巨大。
[0003]目前，煤或油页岩低温干馏技术大部分采用块状气体热载体干馏技术，如煤的低温干馏有三江炉、鲁奇三段炉，油页岩的低温干馏有抚顺炉、茂名炉、吉林成大炉、爱沙尼亚的基维特炉、巴西的佩特洛瑟克斯炉等，但普遍存在无法利用〈15_粒度的干饱物料，特别是油页岩行业，造成资源极大的浪费。
[0004]对于〈15_粒度的煤或油页岩、油砂细颗粒干馏技术，可以采用流化床、气流床方式，还有固体热载体(载体为热半焦或热灰)移动床方式。但这些干馏方式，均存在气固分离困难、动力消耗大、设备磨损大、半焦粒度过细等诸多弊病。尤其是流化床，还存在“上吐下泻”问题，产油率相对降低，同样会造成资源浪费。移动床固体热载体干馏技术，如以循环热半焦或热灰为热载体的干馏技术，虽然动力消耗和设备磨损相对较小，但干馏物易破碎而随油气逸出，造成油气当中的粉尘清除困难。而气体热载体直接加热热解工艺，不仅热解挥发产物被烟气稀释，干馏煤气热值较低，同时油气中夹杂了大量的粉尘，造成油气分离困难，还提高了冷却系统的负荷。因此，细颗粒干馏技术瓶颈:就是干馏产生的挥发分(荒煤气或称干馏油气)气固分离困难。因干馏产生的挥发分当中含有油，随着温度的降低会有油凝析，所以它不同于一般的气固分离。此外，无论是流化床、气流床干馏，还是固体热载体移动床干馏，它们均属于“等温”干馏过程。水分、挥发分瞬间逸出，极易造成热崩碎，使得半焦产品粒度更细，粉尘量更大，增加了气固分离难度。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于提供一种动力消耗低、油气粉尘量少、热解煤气热值高、资源利用率高的细颗粒四段移动床干馏炉；第二目的在于提供一种实现第一目的干馏方法。
[0006]本发明的第一目的是这样实现的:包括自上而下依次设置的干燥预热段、密封段、干馏段、冷却段，所述干燥预热段上部设置有进料口、下侧设置有热烟气进气口及上侧设置有排烟口和排气口，所述干燥预热段设置有与热烟气进气口及排烟口连通的干燥换热器，所述干燥预热段通过密封段与干馏段上下连通，所述干馏段下侧设置有高温烟气进气口和上侧设置有烟气出口，所述干馏段设置有与高温烟气进气口和烟气出口连通的干馏换热器以及与外壁油气回收系统连通的油气导出口，所述冷却段与干馏段连通且下部与出焦系统连接和下侧设置有入水口、上侧设置有出水口，所述冷却段设置有与入水口和出水口连通的冷却换热器。
[0007]本发明的第二目的是这样实现的:包括干燥预热、密封、干馏、冷却步骤，具体包括:
A、干燥预热:将干馏原料投入干燥预热段中，自下部通入400?500°C的高温气体对干馏原料进行间接加热至水分< 1%和温度> 120°C ；
B、密封:A步骤干燥预热后的干馏原料通过密封段落入干馏段料层顶部并堆积至密封段内形成2?3m的料层，使干燥预热段与干馏段内的气体互不相通；
C、干馏:B步骤中的干馏原料下落进入干馏层，自下部通入750?850°C的高温气体对干馏原料进行间接加热，热烟气自上部导出，油气由干馏层的导出口导出至油气回收系统；
D、冷却:C步骤干馏后的半焦落入冷却层，自下部通入冷却水对半焦进行间接降温至
<150°C 出焦。
[0008]本发明在干馏炉干燥预热段设置换热器，从下部通入热烟气对其中的干馏物料进行间接加热，并从上侧的烟囱及排气口分别排出烟气及干燥废气；干馏物料在干馏前进行干燥脱水和预热，大大减轻了干馏段的供热，且干燥、预热段对热源质量要求不高，可拓宽干燥、预热热源，从而降低生产成本。在干燥预热段与干馏段间设置密封段，密封段采用干馏物料堆积层作为密封，使干燥预热段和干馏段内的气体互不相通，干燥预热与干馏相分离，能够有效防止干燥预热段产生的水蒸汽混入干馏油气当中，此外也降低了干馏供热；另夕卜，干馏段产生的热解煤气也不会被干燥预热段的热烟气和水蒸气稀释，因此热解煤气热值高，便于后续加工利用；因煤或油页岩干燥产生的游离水没有混入干馏产生的油气当中，而是从干燥预热段单独排出，减轻了油气回收系统负荷；由于工艺废水量(只是干馏物料中的热解水)大幅度减少，所以也降低了废水处理负荷；同时相对提高了废水含酚量，增加了废水回收酚的经济价值。干燥预热段和干馏段均为“渐温”过程，不像流化床、气流床、固体热载体(热半焦或热灰等)干馏那样为“等温”过程，煤或油页岩中的水分、挥发分瞬间逸出造成热崩碎；本发明中的干馏物料在干馏炉内运行速度比较慢，颗粒之间和颗粒与设备之间发生摩擦几率就小，物料破碎程度低，因此油气中的粉尘量小。此外，干馏所产生的油气通过较大体积的油气通道向下导入带隔板的沉降室形成“V”形或“W”形折曲流动以自然沉降方式除尘，从而有效解决细颗粒干馏过程产生的油气当中气固分离的技术难题。干馏后的热半焦经下部注入冷却水的冷却换热器间接冷却，既回收了半焦的显热，可用来产生蒸汽或作为工业锅炉上水换热器、用以北方冬季采暖等，提高能源利用效率；又可使半焦在此段冷却到<150°C，为干法出焦奠定了基础。通过对干馏段通入的干馏热源温度的控制，半焦的挥发分得以有效控制，能够有效减少重质油的产生，从而产出更多高效益的轻质油。另夕卜，本发明的干馏炉除出焦系统外均为静体设备，并且干馏物料在炉中运行缓慢。所以，该干馏炉动力消耗低，设备磨损小。因此，本发明具有干馏炉结构简单、动力消耗低、油气粉尘量少、热解煤气热值高、资源利用率高的特点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的干馏炉结构示意图；
图2为图1之左视图；
图3为图1之包括沉降室剖视结构示意图； 图4为本发明的干馏方法流程图；
图中:1-干燥预热段，11-进料口，12-热烟气进气口，13-排烟口，14-排气口，15-干燥换热器，2-密封段，21-干燥粉尘出口，3-干馏段，31-高温烟气进气口，32-烟气出口，33-干馏换热器，4-冷却段，41-入水口，42-出水口，43-冷却换热器，5-震动装置，6-油气通道，71-下折流板，72-上折流板，8-沉降室，81-粉尘出口，82-阀门，9-煤仓。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
[0011]如图1或2所示，本发明的干馏炉包括自上而下依次设置的干燥预热段1、密封段
2、干馏段3、冷却段4，所述干燥预热段I上部设置有进料口 11、下侧设置有热烟气进气口12及上侧设置有排烟口 13和排气口 14，所述干燥预热段I设置有与热烟气进气口 12及排烟口 13连通的干燥换热器15，所述干燥预热段I通过密封段2与干馏段3上下连通，所述干馏段3下侧设置有高温烟气进气口 31和上侧设置有烟气出口 32，所述干