混合式煤热解方法
【专利摘要】本发明公开了一种混合式煤热解方法，其包括以下步骤：原料煤进入混合热解炉中，与热煤气直接接触，换热发生热解反应，煤热解生成的荒煤气进入气液分离器中，得到高品质的煤焦油和粗煤气，粗煤气经气体净化装置净化后得到干净的煤气，大部分的煤气可直接外供，部分煤气循环至煤气预热器中，与混合热解炉外热传热器出口的烟气换热后，得到预热煤气，预热煤气进入混合热解炉前进一步升高温度后进入混合热解炉中，并将热解反应生成的气体产物带入气液分离器中；混合热解炉中产生的热焦进入干法熄焦装置中；本发明通过气液分离可获得高品质的煤焦油，分离后的煤气中的氮气含量低，减少煤气后期的加工利用设施建设装置的规模和成本。
【专利说明】混合式煤热解方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤热解方法，特别是涉及一种混合式煤热解方法。
【背景技术】
[0002]煤低温热解可在温和的条件下提高煤(特别是低阶煤)的品质，低温热解工艺按炉体的加热方式可分为外热式，内热式及内外混合式。外热式炉的加热介质不与原料煤接触，热量由炉壁传入加热炉内，供原料热解，因而获得的煤热解气中几乎没有氮气，热解气的品质较好，但由于其热量是由炉壁传入，其热效率较低，且外热式热解炉的投资费用要远高于内热式热解炉。内热式炉按其加热介质可分为固体热载体和气体热载体。以气体为热源进行热解反应的内热式热解炉，因原料煤与热解气直接接触，换热效率较高，但由于热源气体中含有较多的氮气，所获得的热解气中含有的杂质较多，对后续加工不利。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种混合式煤热解方法，其通过气液分离可获得高品质的煤焦油，分离后的煤气中的氮气含量低，可大幅度减少煤气后期的加工利用设施建设装置的规模和成本。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种混合式煤热解方法，其特征在于，其包括以下步骤:
步骤一，原料煤进入混合热解炉中，与热煤气直接接触，换热发生热解反应，同时，燃烧炉中半焦燃烧生成的热量可由半焦燃烧生成的高温烟气或循环烟气在燃烧炉中换热升温转化为高温烟气，带入混合热解炉中的外热传热器中，与原料煤和热解气间接换热，弥补煤热解过程所损失的热量；煤热解生成的荒煤气进入气液分离器中，得到高品质的煤焦油和粗煤气，粗煤气经气体净化装置净化后得到干净的煤气，大部分的煤气可直接外供，部分煤气循环至煤气预热器中，与混合热解炉外热传热器出口的烟气换热后，得到预热煤气，预热煤气进入混合热解炉前进一步升高温度后进入混合热解炉中，并将热解反应生成的气体产物带入气液分离器中；
步骤二，混合热解炉中产生的热焦进入干法熄焦装置中，由冷烟气进行降温后送入半焦料仓中，半焦通过筛分，得到廉价的小颗粒细粉焦，粉焦送入燃烧炉中进行燃烧，粉焦燃烧的热量部分用来加热预热煤气；剩余的热量可采用两种方式进行利用，一是将半焦燃烧生成的高温热烟气和循环烟气混合成高温烟气，另一种是用间接方式加热循环烟气使之转换为高温烟气；高温烟气随后被送入混合热解炉的外热传热器中将热量传递给热解炉，此过程中高温烟气降温至中温烟气，中温烟气经过煤气预热器后继续降温，变为冷烟气，冷烟气被送入干法熄焦装置中升温转变为循环烟气。
[0005]本发明的积极进步效果在于:本发明生产的煤气和焦油品质较好，通过气液分离可获得高品质的煤焦油，分离后的煤气中的氮气含量低，可大幅度减少煤气后期的加工利用设施建设装置的规模和成本，经净化后大部分可直接外供，部分煤气循环利用，循环煤气经加热后作为混合热解炉的内热热源。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明混合式煤热解方法采用的硬件的原理框图。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0008]本发明混合式煤热解方法包括以下步骤:
步骤一，如图1所示，原料煤(粒度> 3mm)进入混合热解炉E-2中，与热煤气直接接触，换热发生热解反应，同时，燃烧炉E-1中半焦燃烧生成的热量可由半焦燃烧生成的高温烟气Al或循环烟气A4在燃烧炉E-1中换热升温转化为高温烟气Al，带入混合热解炉E-2中的外热传热器中，与原料煤和热解气间接换热，弥补煤热解过程所损失的热量；煤热解生成的荒煤气进入气液分离器E-6中，得到高品质的煤焦油和粗煤气，粗煤气经气体净化装置E-7净化后得到干净的煤气，大部分的煤气可直接外供，部分煤气循环至煤气预热器E-5中，与混合热解炉E-2外热传热器出口的烟气换热后，得到预热煤气，预热煤气进入混合热解炉E-2前进一步升高温度后进入混合热解炉E-2中，并将热解反应生成的气体产物(包括气态煤焦油)带入气液分离器E-6中；
步骤二，混合热解炉E-2中产生的热焦进入干法熄焦装置E-3中，由冷烟气A3进行降温后送入半焦料仓E-4中，半焦通过筛分，得到廉价的小颗粒细粉焦，粉焦送入燃烧炉E-1中进行燃烧，粉焦燃烧的热量部分用来加热预热煤气；剩余的热量可采用两种方式进行利用，一是将半焦燃烧生成的高温热烟气和循环烟气A4混合成高温烟气Al，另一种是用间接方式加热循环烟气A4使之转换为高温烟气Al ;高温烟气Al随后被送入混合热解炉E-2的外热传热器中将热量传递给热解炉，此过程中高温烟气Al降温至中温烟气A2，中温烟气A2经过煤气预热器E-5后继续降温，变为冷烟气A3，冷烟气A3被送入干法熄焦装置E-3中升温转变为循环烟气A4。在烟气的循环过程中，实现烟气显热的梯级利用，提高了烟气的利用效率。
[0009]以原料煤投入量为10t/h的装置规模为例，在一定的操作温度和压力下，原料煤的物性如表I所示。原料小粒煤的粒度大于3_。混合式热解炉装置整体的物料平衡如表2所示。外供煤气的组成如表3所示，由表3可知，本专利工艺所获得的煤气中所含的氮气量很少，有利于煤气后续加工和处理。焦油中所含的机械杂质含量为2%，远小于气体热载体所产焦油中机械杂质和粉焦的含量(其值约为5%)，与外热式热解焦油中的机械杂质含量(其值约为)相当。小粒半焦的品质也较好。
[0010]热烟气经混合热解炉、煤气预热器、干法熄焦，再循环至燃烧炉内，烟气在循环的同时，实现了烟气能量的梯级利用，提高了本工艺方法自身的热效率。燃烧炉燃烧的原料是工艺过程中生产的廉价粉焦，粉焦来自干法熄焦的半焦产品经筛分后的细小颗粒。燃烧室的温度也可通过粉焦量和空气量来控制，有利于装置稳定性的调控。煤气部分循环作为混合式热解炉的内热热源，传热效率较高，热解效率较高，热解过程中没有空气或其他气体通入，煤气产物品质好，焦油品质也较好。混合热解炉的热源由内热式热源和外热式热源两部分组成，内热式热源由煤热解所生成的荒煤气经气液分离、净化、预热和和半焦燃烧炉加热转化为热煤气来提供；外热式热源由热解炉外热传热器中的高温热烟气所提供。
[0011]本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。
【权利要求】
1.一种混合式煤热解方法，其特征在于，其包括以下步骤: 步骤一，原料煤进入混合热解炉中，与热煤气直接接触，换热发生热解反应，同时，燃烧炉中半焦燃烧生成的热量可由半焦燃烧生成的高温烟气或循环烟气在燃烧炉中换热升温转化为高温烟气，带入混合热解炉中的外热传热器中，与原料煤和热解气间接换热，弥补煤热解过程所损失的热量；煤热解生成的荒煤气进入气液分离器中，得到高品质的煤焦油和粗煤气，粗煤气经气体净化装置净化后得到干净的煤气，大部分的煤气可直接外供，部分煤气循环至煤气预热器中，与混合热解炉外热传热器出口的烟气换热后，得到预热煤气，预热煤气进入混合热解炉前进一步升高温度后进入混合热解炉中，并将热解反应生成的气体产物带入气液分离器中； 步骤二，混合热解炉中产生的热焦进入干法熄焦装置中，由冷烟气进行降温后送入半焦料仓中，半焦通过筛分，得到廉价的小颗粒细粉焦，粉焦送入燃烧炉中进行燃烧，粉焦燃烧的热量部分用来加热预热煤气；剩余的热量可采用两种方式进行利用，一是将半焦燃烧生成的高温热烟气和循环烟气混合成高温烟气，另一种是用间接方式加热循环烟气使之转换为高温烟气；高温烟气随后被送入混合热解炉的外热传热器中将热量传递给热解炉，此过程中高温烟气降温至中温烟气，中温烟气经过煤气预热器后继续降温，变为冷烟气，冷烟气被送入干法熄焦装置中升温转变为循环烟气。
【文档编号】C10B51/00GK104342179SQ201310331084
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】沈和平, 刘瑞民, 任鹏, 曹黎 申请人:陕西煤业化工集团(上海)胜帮化工技术有限公司