一种带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺，特别适用于粉煤干馏提质干燥 领域。
【背景技术】
[0002] 低阶煤是指煤化程度低、成煤年代短的劣质煤，按煤类分主要包括褐煤、长焰煤、 弱粘煤和不粘煤等。这类煤燃烧时火焰较长而有烟，含碳量为75-90 %，不含游离腐殖酸，大 多数具有粘结性，多数能结焦。常见的低阶煤处理方式为低阶煤直接燃烧发电、低阶煤热解 (即低阶煤干馏）、低阶煤直接液化等。其中，低阶煤干馏制取煤焦油，并副产热解煤气和提 质煤的工艺路线，由于其产物的丰富、利用率较高，成为近年来研宄的热点。
[0003]《浅谈我国低阶煤资源分布及其利用途径》（作者：苏天雄，广东化工，第39卷，总 第230期，2012年第6期）指出，历史上曾出现过很多低温干馏方法，但工业上成功的只有 几种。这些方法按炉的加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式。外热式炉的加 热介质与原料不直接接触，热量由炉壁传入；内热式炉的加热介质与原料直接接触，因加热 介质的不同而有固体热载体法和气体热载体法两种。鲁奇一斯皮尔盖斯低温干馏法是工业 上已采用的典型方法，鲁奇-鲁尔盖斯法是固体热载体内热式的典型方法。现有的低温干 馏技术，大部分需要使用块煤，使得大量粉煤资源无法有效利用；装置处理规模小，单炉年 生产能力2-5万吨，甚至更小，无法形成规模效应；液体收率较低，一般收率在10%左右。
[0004] 可见，低阶煤干馏提质领域普遍存在的技术问题是如何对粉煤（尤其是粒度为 0-30mm)进行干馏提质，因为粉煤提质所产生的高温油气含有大量煤尘，使得经处理后所得 的煤焦油产品中的煤尘过多，影响其质量，该煤尘来源包括两部分，一种是低阶煤本身带来 的，对于粒度< 30mm的粉煤，其中粒径< 0. 5mm的煤尘占粉煤含量的3-15%，而煤焦油的收 率正常值为8-9%，如果这部分煤尘进入煤焦油，对煤焦油的收率影响很大；另一种是在干 燥、热解过程中产生的，这部分主要是由于低阶煤的热稳定性差引起的。两者之间以原料煤 自带的煤尘占多数。
[0005] 现有技术中对于低阶煤的预处理通常是单纯对原料煤进行机械筛分、粒度分级， 然而，这样的处理方式对于3mm以下的粉煤的机械筛分几乎没有效果，并且目前工业上仍 然没有简单有效的手段解决低阶粉煤热解使得产物中存在大量煤尘的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明人经过大量研宄发现，常规的回转干燥炉在低阶粉煤热解工艺中仅 起到干燥的作用，其中，对于内热式干燥方式，为了避免物料的过量夹带，造成物料损失，炉 内气体流速很低，通常为〇. 5-3m/s，仅能够排出粉煤内的水分；对于外热式干燥方式，干燥 气中水蒸汽分压高，蒸发传质速度较慢，达到煤深度干燥时能耗较高，并且也仅能够处理粉 煤的水分。
[0007] 本发明通过在回转干燥炉中设置渐变式组合分布器，强化煤粉与气体的接触，实 现了既能抑制粉煤破碎，又能抑制气体在回转干燥炉内的轴向速度波动，实现了在回转干 燥炉中对于低阶粉煤中不同粒径的煤尘的除尘，在完成对粉煤干燥的同时能够将粉煤中粒 度< 0.5mm的、85%以上的煤尘去除，减少了在经干燥后进入热解炉的干燥煤中的煤尘含 量，更进一步地减少了热解炉带入高温油气回收系统的煤尘，最终实现整个煤提质方法的 煤焦油收率的提尚和煤焦油品质的提尚。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供一种带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺，其特征在 于：
[0009] (1)将粒度彡30mm的粉煤送至回转干燥炉，炉内设置渐变式组合分布器，采用间 接、间接与直接结合、直接加热方式，将粉煤加热干燥至80-280°C，水含量降至5% -0% ;
[0010] A)采用间接加热方式时，夹套内通高温烟气作为干燥热源，同时向回转干燥炉内 通入80-280°C烟气或其它气体介质，在渐变式组合分布器的作用下将煤中粒度< 0. 5mm 的、85%以上的煤尘从干燥煤中去除；
[0011] B)采用间接与直接结合加热方式时，夹套内通高温烟气作为干燥热源，同时向回 转干燥炉内通入温度高于干燥煤温的烟气或其它气体介质，在渐变式组合分布器的作用下 将煤中粒度< 〇. 5mm的、85%以上的煤尘从干燥煤中去除；
[0012] C)采用直接加热方式时，外来的高温烟气或其它气体与循环干燥气混合，控制温 度为350-650°C，通入回转干燥炉中，即可作为干燥热源，又可通过渐变式组合分布器的作 用将煤中粒度< 〇. 5mm的、85%以上的煤尘从干燥煤中去除；
[0013] 除尘后的干燥煤送至下游热解炉进行热解；
[0014] (2)回转干燥炉排出的干燥气体夹带着煤尘和水分先进入气体除尘器中将煤尘分 离下来，经过除尘后的干燥气体再经过冷却系统降温至40-60°C，在冷却系统中由于冷凝作 用能够回收干燥气中的水分，所述水分为进料粉煤中水分的70-90 %，经过上述处理后的干 燥气最后经风机加压、加热器加热至与被干燥的低阶粉煤相同的温度后返回至回转干燥炉 作为除尘气循环使用。
[0015] 优选地，通过在回转干燥炉内设置渐变式组合分布器，强化煤粉与气体的接触，抑 制粉煤破碎，同时抑制气体在回转干燥炉内轴向速度的波动，提高不同粒径的除尘效率，控 制回转干燥炉入口截面流速在2. 0-6. Om/s，保证不同粒径煤尘的去除效率在85%以上。
[0016] 优选地，所述渐变式组合分布器由筒壁、螺旋板和横抄板组成；
[0017] 所述筒壁围成锥形或其他渐变曲线形；
[0018] 所述螺旋板以所述筒壁轴向为螺旋中心呈多圈、螺旋状分布，所述螺旋板之间形 成条状凹陷；
[0019] 所述横抄板沿所述筒壁前端至后端方向设置，在所述筒壁的圆周均匀分布多块所 述横抄板，所述横抄板嵌入所述螺旋板内使相邻二片所述螺旋板与相邻二片所述横抄板形 成独立的小室，当粉煤输送到所述渐变式组合分布器时能够停留在所述小室中，并随着所 述渐变式组合分布器的旋转带动停留在所述小室中的粉煤被带抄起到一定高度后呈幕帘 状下落；
[0020] 所述渐变式组合分布器安装在所述回转干燥炉后半段，且所述筒壁相对内径较小 的一端靠近回转炉尾端；当粉煤移动到回转干燥炉中安装有所述渐变式组合分布器的位置 时，除尘气与粉煤充分接触并对下落的粉煤进行吹扫，将粉煤中煤尘除去。4、如权利要求 1-3任一项所述的带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺，其特征在于，所述的不同粒径煤尘为粒 径<0? 5mm或粒径<0? 35mm或粒径<0? 2mm的煤尘中的任意两种以上的组合。
[0021] 优选地，所述的气体除尘器为静电除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器、烧结金属或 陶瓷除尘器中的一种或任意组合。
[0022] 优选地，所述的冷却系统为洗涤冷却塔、空冷器与气液分离罐联用。
[0023] 优选地，所述工艺对于被处理的粉煤粒度下限没有限制，并且适用于各种低阶煤。
[0024] 本发明更涉及一种用于带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺的渐变式组合分布器，其 特征在于，所述渐变式组合分布器由筒壁、螺旋板和横抄板组成；
[0025] 所述筒壁围成锥形或其他渐变曲线形；
[0026] 所述螺旋板以所述筒壁轴向为螺旋中心呈多圈、螺旋状分布，所述螺旋板之间形 成条状凹陷；
[0027] 所述横抄板沿所述筒壁前端至后端方向设置，在所述筒壁的圆周均匀分布多块所 述横抄板，所述横抄板嵌入所述螺旋板内使相邻二片所述螺旋板与相邻二片所述横抄板形 成独立的小室，当粉煤输送到所述渐变式组合分布器时能够停留在所述小室中，并随着所 述渐变式组合分布器的旋转带动停留在所述小室中的粉煤被带抄起到一定高度后呈幕帘 状下落；
[0028] 所述渐变式组合分布器安装在所述回转干燥炉后半段，且所述筒壁相对内径较小 的一端靠近回转炉尾端；当粉煤移动到回转干燥炉中安装有所述渐变式组合分布器的位置 时，除尘气与粉煤充分接触并对下落的粉煤进行吹扫，将粉煤中煤尘除去。
[0029] 优选地，所述螺旋板的形状根据被带出的煤尘的粒度和试验确定的所需除尘气通 过螺旋板的线速度确定，以使所述线速度接近等速，波动范围为±10%。
[0030] 优选地，由于所述渐变式组合分布器的转速与所述除尘气的流速能够根据需要调 整变化。
[0031] 优选地，所述横抄板的数量根据所述渐变式组合分布器的内径设置4-8块。
[0032] 本发明提供的一种带除尘的低阶粉煤回转干燥工艺能够有效地将大部分< 0. 5_ 的煤尘从粉煤中去除，大大降低下游热解炉出口高温油气中的煤尘含量，无废固（油渣）产 生，降低了高温油气除尘净化系统的设备投资，提高了下游热解装置煤焦油产品的收率及 煤焦油的品质，在大大降低设备及生产成本的同时，还能够实现对所回转干燥炉产生的气 体的循环使用。
[0033] 本发明与传统回转干燥工艺有以下不同：
[0034] 1)本发明提供了