粉煤油页岩粉低温热解方法及外热竖式下行低温热解炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤热解方法，特别是涉及一种粉煤油页岩粉低温热解方法及外热竖式下行低温热解炉。
【背景技术】
[0002]随着石油资源量的逐渐减少，以及天然石油的勘探开发日益向复杂地层、边远地区和沿海大陆架发展，所需投资增加，未来国际石油价格总体上将呈上升趋势。国家对能源的综合开发利用和持续发展的要求越来越高，随着人们对煤热解工艺的研究开发重新重视，陆续开发出一些新工艺。这些新工艺与煤直接燃烧相比，可生产气、液、固三种不同形态的产品，实际上是对煤中不同成分进行分质利用。热解产物中:焦油加氢可生产汽油、柴油、渣油等石油代用品和石油焦；煤气可作为清洁燃料和制化工合成气的原料气；半焦是优质无烟燃料，可作为民用燃料及电石、铁合金、炼铁高炉喷吹料，也是优质的气化用原料、吸附材料。因此煤的热解干馏是煤洁净高效综合利用的有效方法，既可减少燃煤造成的环境污染，又能提高低阶煤资源综合利用的附加值，具有显著的经济效益和环保效益，符合国家产业政策。
[0003]我国20世纪50年代开始进行煤热解工艺的开发的研究工作。北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所、北京煤化所、陕西煤业化工集团等单位，先后发明了不同的煤热解技术，建立大型工业装置，并获得了很大的经济效益和社会效果。目前国内外存在着二十多种低温热解技术，各种技术各有优缺点，现有装置及工艺都存在主要是只能处理0.6cm以上的块煤。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能处理直径0.6cm以下粉煤或油页岩粉的粉煤油页岩粉低温热解方法，本发明目的还在于提供用于实现该方法的外热竖式下行低温热解炉。其属于煤或油页岩粉的低温热解，实现粉煤或油页岩粉提质处理的低温热解方法，可用于提取焦油、半焦炭、煤气，属于煤化工领域。
[0005]为实现上述目的，本发明粉煤油页岩粉低温热解方法是先利用干燥系统将直径0.6cm以下的粉煤或油页岩粉干燥预热至200°C;再利用清洁煤气为燃料的加热热解系统对前述干燥预热的粉煤或油页岩粉进行间接加热至550-600°C，分解分离出半焦炭、油气和热煤气；再利用除尘系统除去油气和热煤气中的粉尘；后利用油气分离系统分离出清洁煤气与煤焦油；最后利用干燥系统产生的惰性气体和熄焦系统对加热热解系统产出的半焦炭进行熄焦处理。其由前置加配的干燥系统、作为热解炉主体的加热热解系统、排尘室为主的除尘系统、电捕焦为主的油气分离系统、后置加配的熄焦系统组成；其可实现粉煤或油页岩粉低温热加工过程，常压生产即可产出焦油、煤气和半焦。与煤的直接液化、间接液化相比，过程相对简单，投资少。竖式粉煤或油页岩粉下行低温外热式热解技术使用粉状原料(直径小于0.6cm)，适合于各种类型粉煤或油页岩粉。提供了新的低温热解装置，使用该装置能使粉煤或油页岩粉、粉状油页岩得到充分利用，且能提高焦油回收率、降低半焦含水量、改善半焦品质，同时具有安全性能高、能效比好、产气量品质好、单套装置生产能力大、生产成本低等技术优势。
[0006]作为优化，所述干燥系统对粉煤或油页岩粉的备选接收、筛分，将直径0.6cm以下的粉煤或油页岩粉送进干燥器，利用加热热解系统所排出的尾气进行干燥，提出水分，产出惰性气体和干燥的200°C粉煤或油页岩粉；
[0007]加热热解系统将干燥好的200°C粉煤或油页岩粉用提升机提升至下煤斗，下行至加热装置加热，燃烧室利用清洁煤气对加热室间的粉煤或油页岩粉进行间接加热，粉煤或油页岩粉通过燃烧室对加热室的导热被加热成550-600°C，并热解成半焦炭、油气与热煤气;
[0008]所述除尘系统将粉煤或油页岩粉在550-600°C下分解产生的油气随热煤气，从热解炉内煤气支通道进入煤气主通道的外套夹层除尘，经过初步除尘后的热煤气进入尘降斗中再次除尘；
[0009]所述熄焦系统将热解炉热解成的半焦炭送入螺旋出料机，螺旋出料机利用所述干燥系统所产出的惰性气体进行熄焦；
[0010]所述油气分离系统是来自所述除尘系统的油气和热煤气进入喷淋装置，再进入初冷装置进行二次降温，再进入电捕焦装置，电捕焦装置利用电捕焦油器将焦油与煤气分离，焦油流入贮油室，煤气通过气体导出泵输入贮气室。
[0011]作为优化，所述热解是被加热成200°C的粉煤或油页岩粉通过下煤斗均布在热解炉内，均布的粉煤或油页岩粉通过加热室和粉煤或油页岩粉热解料层，经过多层热解，多层加热，进而分解出半焦炭、油气与热煤气；
[0012]已经被热解出煤气的半焦炭经过多层热解后继续下沉到进一步连接螺旋出料机的半焦出料口；
[0013]热解产生的粉尘通过排烟口分离下沉经过排尘室收集到贮尘水封池。
[0014]作为优化，下煤斗下出口与底部出料口之间的粉煤或油页岩粉下落空间为间接加热与热解空间，加热热解空间装有多层垂直的煤气支通道或多层交叉的煤气支通道，煤气支通道通过除尘片联通煤气主通道、排尘室；
[0015]所述煤气主通道内侧壁制有向上衔接所述煤气支通道，由内至外下斜的上位下斜除尘片，煤气主通道外侧壁制有向上承接所述上位下斜除尘片的由内至外下斜的下位下斜排尘片。
[0016]作为优化，所述煤气主通道出口依次连接排尘室、降尘斗、温水喷淋降温装置、初冷降温装置和电捕焦油器，分离出洁净焦油和清洁煤气；
[0017]顶部下煤斗的进料口通过预热干燥粉煤或油页岩粉输送机构连接干燥系统；所述间接加热的热尾气出口通过热尾气输送管连接所述干燥系统的热尾气进口 ；
[0018]底部出料口进一步连接螺旋出料机，所述干燥系统的水蒸汽和惰性气体出口通过干燥尾气输送管连通所述螺旋料出机。
[0019]作为优化，所述下煤斗下出口下方配置有间隔分布的有竖向加热壁的顶置燃烧室，燃烧室之间和燃烧室下方设置有垂直间隔分布或交叉间隔分布的热解层，燃烧室之间的粉煤或油页岩粉下落空间为加热室，每个热解层下的煤气支通道联通外周的煤气主通道，煤气主通道联通外周的排尘室；
[0020]或者所述下煤斗下出口与出料口之间配置有间隔分布的有竖向加热壁的燃烧室，燃烧室之间的竖向狭缝设置有垂直分布的热解层，燃烧室之间的粉煤或油页岩粉下落空间为加热室；每个热解层下的的煤气支通道联通外周的煤气主通道，煤气主通道联通外周的排尘室。
[0021]作为优化，所述热解层为两端连接热解炉内壁的倒V形粉煤或油页岩粉导流板，所述热解炉内壁上制有与倒V形粉煤或油页岩粉导流板下的煤气支通道和所述热解炉外壁的煤气主通道联通的煤气通口 ；
[0022]顶置燃烧室间配置垂直间隔分布的多层热解层，顶置燃烧室和所述垂直间隔分布的多层热解层下方与出料口上方之间配置交叉间隔分布的多层热解层，顶置燃烧室之间及热解层之间的粉煤或油页岩粉下落空间为加热室；
[0023]或者所述下煤斗下出口下方与所述出料口之间有一层顶置燃烧室和中置燃烧室，顶置燃烧室之间和中置燃烧室之间分别配置垂直间隔分布的多层热解层，顶置燃烧室及其垂直间隔分布的多层热解层与中置燃烧室及其垂直间隔分布的多层热解层之间配置交叉间隔分布的多层热解层，中置燃烧室及其垂直间隔分布的多层热解层下方与出料口上方之间配置交叉间隔分布的多层热解层；顶置燃烧室之间、中置燃烧室之间及热解层之间的粉煤或油页岩粉下落空间为加热室；
[0024]或者下煤斗下出口下方与所述出料口之间为横向间隔分布的竖长型燃烧室，燃烧室之间为垂直间隔分布的多层热解层，竖长型燃烧室之间及热解层之间的粉煤或油页岩粉下落空间为加热室。
[0025]本发明粉煤油页岩粉低温热解方法具有适用于对各种物料的低温热解炼油，特别对0.6cm以下粉煤或油页岩粉的热解；竖式粉煤或油页岩粉下行低温外热式热解炉年处理能力在100万吨以上，处理热解迅速，油气产率高等特点，热解室采用多层热解结构，热能利用率高、热效率高、节能、环保，通过多系统净化，焦油回收率高、品质好，有利于获得更多的优质焦油与煤气；灵活性强、运行安全可靠；对热解炼油工业的大规模、工业化，降低单位矿量的设备投资、运行管理成本具有重要意义。
[0026]其更具体还可以是竖式粉煤或油页岩粉下行低温热解由干燥系统、加热热解系统、除尘系统、油气分离系统、熄焦系统组成；将0.6cm以下的粉煤或油页岩粉送入干燥系统进行干燥至200°C，用提升泵将干燥好的物料提升至下煤气斗中；将物料均布在热解炉加热室，加热至550-600°C后，送入热解炉中；物料在热解炉中通过下行热解、多层加热、多层提煤气，热解出煤气、半焦炭；热解出的半焦炭进行熄焦处理，利用干燥系统产生的水蒸汽、惰性气体，送入螺旋出料机熄焦；热解出的煤气送入除尘系统，除尘系统通过多次净化除尘使煤气清洁，除尘后的煤气送入油气分离系统喷淋装置降温、初冷装置、电捕焦油器，分尚出洁净焦油、清洁煤气。
[0027]将0.6cm以下的粉煤或油页岩粉送入干燥器，利用加热热解系统燃烧室所排出的尾气将原料烘干成200度的物料，在烘干过程中产生的水蒸汽、惰性气体用于后工序熄焦。
[0028]将干燥好的200度物料用提升机提升至下煤斗，通过布煤斗均布物料进入加热装置，利用热解出的清洁煤气对燃烧室进行加热，通过燃烧室对加热室导热将200°C的物料，加热成550-600°C的物料，物料在热解炉内竖式下行，在热解层进行热解，并多层加热，保持温度在550-600 V