CN103361093B - 一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统及方法，包括粉煤热解系统和焦煤成型系统，所述粉煤热解系统包括粉煤入口、合成气出口、热焦粉出口，以及煤焦油出口，其中，合成气出口的一部分作为外供，一部分作为粉煤热解系统的热源；所述热焦粉出口和煤焦油出口与焦煤成型系统的入口相连，所述焦煤成型系统的出口包括粗煤气出口和型煤出口，其中，粗煤气出口与粉煤热解系统入口相连。

Description

一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统及方法

技术领域

本发明涉及煤化工方向的型煤及型焦技术领域，尤其是粉煤中低温热解后焦粉成型技术领域，具体涉及一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统及方法。

背景技术

传统热压成型工艺按加热方式可分为气体热载体快速加热热压成型工艺和固体热载体快速加热热压成型工艺两大类。前苏联IGI工艺是典型的气体热载体工艺，它需考虑热风炉的燃烧效率、气固相间的换热效率等。德国Ancit工艺是典型的固体热载体工艺，它把非粘结性煤和粘结性煤通过一定的配比，在一定温度下压制成型。粉煤热压成型正是利用快速加热的原理来提高煤的粘结性，在煤的塑性温度区间内，借助于成型机施加外部压力，使软化了的煤粒相互粘结熔融在一起。

对于上述两种工艺而言，目前均存在流程的热利用效率低，循环废气量大，焦油堵塞管道、烟泵，获得大量低热值气体利用困难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统及方法，热利用效率高、循环废气量小、改善焦油堵塞管道、烟道。

本发明采用以下技术方案：

一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统，包括粉煤热解系统和焦煤成型系统，所述粉煤热解系统包括粉煤入口、合成气出口、热焦粉出口，以及煤焦油出口，其中，合成气出口的一部分作为外供，一部分作为粉煤热解系统的热源；所述热焦粉出口和煤焦油出口与焦煤成型系统的入口相连，所述焦煤成型系统的出口包括粗煤气出口和型煤出口，其中，粗煤气出口与粉煤热解系统入口相连。

作为本发明的优选实施例，所述粉煤热解系统包括粉煤热解炉，所述粉煤热解炉包括热焦粉出口和含尘油气混合物出口，所述含尘油气混合物出口连接有分离器，所述分离器设置有除尘油气混合物出口和热焦粉出口，所述除尘油气混合物出口连接有气体冷却器，所述除尘油气混合物经气体冷却器冷却后形成合成气。

作为本发明的优选实施例，所述粉煤热解系统进一步包括有油水分离器，所述油水分离器的入口与气体冷却器的油水混合物出口相连，所述油水分离器的出口包括循环水出口和煤焦油出口，所述煤焦油出口的一部分用于外供，另一部分与焦煤成型系统的入口相连。

作为本发明的优选实施例，所述焦煤成型系统包括搅拌机和成型机，所述搅拌机的入口与粉煤热解系统的煤焦油出口和热焦粉出口相连，所述搅拌机的出口与成型机的入口相连，所述搅拌机和成型机均设置有粗煤气出口，所述粗煤气出口与气体冷却器的入口相连。

作为本发明的优选实施例，所述焦煤成型系统进一步包括有热焖罐，所述成型机的型煤出口与热焖罐的入口相连，所述热焖罐进一步设置有粗煤气出口，所述粗煤气出口与搅拌机和成型机的粗煤气出口共同与气体分离器的入口相连。

作为本发明的优选实施例，所述热焖罐的出口分为两路，一路经第一水浴链斗冷却机冷却后形成型煤，另外一路与炭化炉的入口相连，所述炭化炉的出口与第二水浴链斗冷却机相连，所述炭化炉的热量由粉煤热解系统产生的合成气提供。

上述系统的方法为：粉煤在粉煤热解系统中于500-700℃下快速热解，产生合成气、热焦粉和煤焦油，产生的一部分合成气用于外供，一部分作为粉煤热解系统的热源；所述热焦粉和煤焦油在焦煤成型系统内进行压辊成型，形成型煤。

作为本发明的优选实施例，所述热焦粉是粉煤在粉煤热解炉内热解后直接产生，所述合成气是粉煤热解后产生的含尘油气混合物经分离、冷却后而形成；所述煤焦油是含尘油气混合物经分离、冷却后得到的油水混合物经分离后得到。

作为本发明的优选实施例，所述热焦粉和煤焦油在成型前首先在搅拌机内搅拌，然后在成型机内压辊成型为型煤，该型煤在热焖罐内处理后，最后经冷却后形成最终产品型煤。

作为本发明的优选实施例，所述成型机内产生的型煤在热焖罐热焖后，一部分经冷却得到商品型煤，另外一部分经炭化、冷却后得到商品型焦，其中，所述炭化所需的热量由粉煤热解系统产生的合成气提供。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明热解产生的热焦粉不存在熄焦问题，直接和煤焦油混合，且温度处于煤塑性温度区间，有利于压辊成型。热量层层利用，效率高。另外，各系统产生的粗煤气经气体冷却器分离出合成气，部分合成气用于粉煤热解提供热量，但热解自身也产生一部分热量，故比单纯用热烟气加热煤成型的循环废气量小。

附图说明

图1是本发明热解焦粉综合高效制型煤及型焦系统结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

A-粉煤热解系统B-焦粉成型系统W-循环冷却水1-粉煤热解炉2-旋风分离器3-气体冷却器4-油水分离器5-给料机6-搅拌机7-成型机8-热焖罐9-炭化炉10、11-水浴链斗冷却机12-粉煤13-含尘油气混合物16-除尘油气混合物14、15、22-热焦粉17、18、28-合成气19-油水混合物20-循环水21-煤焦油23-焦粉焦油混合物24、25、27-粗煤气26-型煤29-商品型焦30-商品型煤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明系统及方法做进一步详细说明：

请参照图1，本发明包括粉煤热解系统A，焦粉成型系统B及其它。粉煤热解系统A设有合成气出口、焦粉出口和煤焦油出口，焦粉和煤焦油出口与焦粉成型系统B入口相连。焦粉成型系统B设有与粉煤热解系统A相连接的粗煤气出口，以及型煤出口，型煤出口分为两路，分别与炭化炉9和水浴链斗冷却机11入口相连接。

粉煤热解系统A中包括粉煤热解炉1，旋风分离器2，气体冷却器3，油水分离器4。粉煤热解炉1设有热焦粉14出口与含尘油水混合物13出口，含尘油水混合物13出口与旋风分离器2入口相连接，旋风分离器2底部设热焦粉15出口，顶部为除尘油水混合物16出口，所述除尘油水混合物16出口与气体冷却器3入口相连接，气体冷却器3顶部设合成气出口，部分合成气返回粉煤热解炉1提供热源，剩余为合成气产品，气体冷却器底部油水混合物19出口与油水分离器4入口相连接，油水分离器4设有循环水20出口和煤焦油21出口。

焦粉成型系统B中包括给料机5，搅拌机6，成型机7，热焖罐8。给料机5的热焦粉22出口与搅拌机6入口相连接，搅拌机的焦粉焦油混合物23出口与成型机7入口相连接，成型机7的型煤26出口与热焖罐8入口相连接，搅拌机6、成型机7及热焖罐8均设有粗煤气出口。

粉煤热解炉1顶部气体出口与旋风分离器2的入口相连，底部热焦粉14同旋风分离器2落下的热焦粉混合后输入给料机5中。旋风分离器2顶部出口及搅拌器6、成型机7，热焖罐8产生的粗煤气24、25、27同气体冷却器3入口相连，气体冷却器3顶部产出合成气，部分合成气18返回粉煤热解炉1提供热源，部分外供。气体冷却器3底部的油水混合物出口同油水分离器4入口相连，油水分离器4设有两路出口，一路为循环水，一路煤焦油。

油水分离器4出口的部分煤焦油同给料机5的热焦粉混合后与搅拌机6入口相连。搅拌机6出口与成型机7入口相连，成型机7出口与热焖罐8入口相连，热焖罐8部分产物通过水浴链斗冷却机11冷却成为商品型煤，部分产物进入炭化炉9进行炭化，热量由气体冷却器产生的合成气28提供，炭化后通过水浴链斗冷却机10冷却成为商品型焦。

试验时，粒径<10mm的粉煤12进入粉煤热解炉1，在500-700℃的温度范围内快速热解，热解后400-500℃的焦粉14同旋风分离器2底部分离出来的热焦粉15混合后进入给料机5中。快速热解产生的>400℃含尘油气混合物13通过旋风分离器2分离气体中的热焦粉颗粒。旋风分离器2分离出来的除尘油气混合物16同搅拌机6、成型机7、热焖罐8中产生的粗煤气24、25、27输入气体冷却器3中生成为合成气17和油水混合物19，其中，油水混合物19通过油水分离器4把水和煤焦油分离。部分煤焦油输出系统外。给料机5输送的热焦粉22和分离下来的常温煤焦油21按照质量比20:1的比例送入搅拌机6中充分搅拌一定时间，混合后350-400℃的焦粉焦油混合物23连续喂入成型机7辊压成型，辊压压力为30-50Mpa。热压成型煤块26进入热焖罐8热焖2-4小时，然后通过水浴链斗冷却机11冷却得到商品型煤。部分热焖后型煤进入炭化室9进行炭化，保持5℃/min以上的炭化速度将型煤炭化到终温800-900℃，该热量由合成气28提供。炭化后的型焦29通过水浴链斗冷却机10冷却得到商品型焦。

本发明的有益效果：（1）通过粉煤热解和焦粉热压成型耦合，实现煤的分质利用；（2）无需热载体，直接压制成型，提高系统热利用效率；（3）低热值气体进入合成气中，实现高附加值利用；（4）煤焦油容易加入搅拌器中，不存在堵塞管道现象。

Claims (7)

1.一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统，其特征在于：包括粉煤热解系统(A)和焦煤成型系统(B)，所述粉煤热解系统包括粉煤入口、合成气出口、热焦粉出口，以及煤焦油出口，其中，合成气出口的一部分作为外供，一部分作为粉煤热解系统的热源；所述热焦粉出口和煤焦油出口与焦煤成型系统(B)的入口相连，所述焦煤成型系统(B)的出口包括粗煤气出口和型煤出口，其中，粗煤气出口与粉煤热解系统(A)入口相连；所述粉煤热解系统(A)包括粉煤热解炉(1)，所述粉煤热解炉(1)包括热焦粉出口和含尘油气混合物出口，所述含尘油气混合物出口连接有分离器(2)，所述分离器设置有除尘油气混合物出口和热焦粉出口，所述除尘油气混合物出口连接有气体冷却器(3)，所述除尘油气混合物经气体冷却器冷却后形成合成气；所述粉煤热解系统(A)进一步包括有油水分离器(4)，所述油水分离器(4)的入口与气体冷却器的油水混合物出口相连，所述油水分离器(4)的出口包括循环水(20)出口和煤焦油(21)出口，所述煤焦油出口的一部分用于外供，另一部分与焦煤成型系统的入口相连；所述焦煤成型系统包括搅拌机(6)和成型机(7)，所述搅拌机的入口与粉煤热解系统的煤焦油出口和热焦粉出口相连，所述搅拌机的出口与成型机的入口相连，所述搅拌机和成型机均设置有粗煤气出口，所述粗煤气出口与气体冷却器的入口相连。

2.如权利要求1所述的一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统，其特征在于：所述焦煤成型系统进一步包括有热焖罐(8)，所述成型机的型煤出口与热焖罐的入口相连，所述热焖罐进一步设置有粗煤气出口，所述粗煤气出口与搅拌机和成型机的粗煤气出口共同与气体分离器的入口相连。

3.如权利要求2所述的一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统，其特征在于：所述热焖罐的出口分为两路，一路经第一水浴链斗冷却机冷却后形成型煤，另外一路与炭化炉的入口相连，所述炭化炉的出口与第二水浴链斗冷却机相连，所述炭化炉的热量由粉煤热解系统产生的合成气提供。

4.一种热解焦粉综合高效制型煤及型焦的方法，基于权利要求1所述的热解焦粉综合高效制型煤及型焦的系统，其特征在于：粉煤在粉煤热解系统中于500-700℃下快速热解，产生合成气、热焦粉和煤焦油，产生的一部分合成气用于外供，一部分作为粉煤热解系统的热源；所述热焦粉和煤焦油在焦煤成型系统内进行压辊成型，形成型煤。

5.如权利要求4所述的热解焦粉综合高效制型煤及型焦的方法，其特征在于：所述热焦粉是粉煤在粉煤热解炉内热解后直接产生，所述合成气是粉煤热解后产生的含尘油气混合物经分离、冷却后而形成；所述煤焦油是含尘油气混合物经分离、冷却后得到的油水混合物经分离后得到。

6.如权利要求4所述的热解焦粉综合高效制型煤及型焦的方法，其特征在于：所述热焦粉和煤焦油在成型前首先在搅拌机内搅拌，然后在成型机内压辊成型为型煤，该型煤在热焖罐内处理后，最后经冷却后形成最终产品型煤。

7.如权利要求6所述的热解焦粉综合高效制型煤及型焦的方法，其特征在于：所述成型机内产生的型煤在热焖罐热焖后，一部分经冷却得到商品型煤，另外一部分经炭化、冷却后得到商品型焦，其中，所述炭化所需的热量由粉煤热解系统产生的合成气提供。