[发明专利]一种新型外热式褐煤热解提质系统及工艺

说明书

技术领域

本发明公布了一种新型外热式褐煤热解提质系统及工艺，用于褐煤提质。

背景技术

在煤炭价格大幅上涨之际，对价格相对低廉的褐煤资源进行热解提质，不但可以得到热值高、性质稳定的半焦，解决褐煤高水、高灰引起的运输问题，而且可以副产优质焦油和煤气，解决我国油、气资源紧张问题，提高了褐煤利用效率，最大程度增加效益，完全符合我国发展洁净煤技术能源多元化的战略。

按供热方式的不同，褐煤热解工艺分为外热式和内热式两种。外热式代表性工艺为英国开发的伍德炉褐煤热解提质工艺和中国煤炭科学研究总院北京煤化所开发的外热式多段回转褐煤热解提质工艺。该方法的主要目标是制备优质半焦，煤气经净化后，可外供民用或做工业燃气，但存在着褐煤的粒度及煤质要求较高，单台处理能力小，热效率低等问题。

内热式褐煤热解工艺根据供热介质不同，煤粉快速热解可分为气体热载体工艺和固体热载体工艺。①气体热载体工艺。代表性工艺有日本气流床粉煤快速热解工艺和美国的多级流化床COED工艺。这两种工艺对煤种的适应性强，总热效率高，但由于整个系统的稳定运行需要兼顾温度、压力、流化状态和半焦的排出等因素，实际运转操作的难度高，工艺放大的难度大。②固体热载体工艺。有代表性的有Garrett工艺、TOSCOAL工艺、LR工艺以及大连理工开发的DG工艺。对于固体热载体煤热解工艺，国内外进行了大量的研究工作，而且大部分已进行了工业性试验，但至今没有商业化，主要原因在于固体热载体的半焦（陶瓷球）等均需要额外的燃料燃烧对其供热，整个过程的热效率较低，另外还存在固体产品利用价值低等问题。

随着循环流化床燃烧技术的发展和煤炭综合利用的要求，基于循环流化床燃烧的固体热载体煤热解工艺，英国的Cranfield大学、浙江大学、济南锅炉厂、中科院过程所、中科院山西煤化所等单位相继开发了以循环热灰作为固体热载体将燃煤进行炉前热解产生煤气和焦油，热解后的半焦用作锅炉燃料送入炉内燃烧以生产蒸汽发电和供热，实现热、电、油、气的多联产工艺。这些工艺不需要专门的热载体加热设备就可获得稳定的高温热载体来源，热解半焦直接用于循环流化床的燃烧，充分利用了半焦的显热，整个系统的热利用率高；被热载体稀释的热解半焦无需分离直接返回锅炉燃烧，从而克服了传统固体热载体热解工艺固体产物利用价值低的问题；在污染物脱除方面，由于煤中的部分含硫含氮化合物在热解过程中富集脱除，使得循环流化床脱硫脱氮负荷显著降低，但在工业化方面仍存在很多问题，主要原因在于过程开发中普遍遇到了一些技术问题，如固体物料混合、含尘热解气的净化及热解后半焦（或陶瓷球）与灰的返送等，阻碍了该工艺的进一步开发。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种具有系统简单可靠、可以大型化、投资省、节能高效、焦油产率高、废水处理量小等优点的新型外热式褐煤热解提质系统及工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型外热式褐煤热解提质系统，内加热流化床热解炉进料口与环管分体式过热蒸汽回转干燥机出料口连接；内加热流化床热解炉出料口与半焦冷却室进料口连接，半焦冷却室出料口与燃烧器、成品区分别连接；

内加热流化床热解炉尾气出口与第二除尘装置、焦油收集、脱硫装置连接，脱硫装置尾气出口与半焦冷却室连接，半焦冷却室的尾气口经高温煤气加压风机与内加热流化床热解炉连接；

内加热流化床热解炉内置换热器的烟气出口一路与燃烧器的烟气出口连接后送回内加热流化床热解炉的烟气进口，另一路与废锅连接，废锅的蒸汽出口与环管分体式过热蒸汽回转干燥机的蒸汽进口连接；废锅的进水口与余热回收装置和环管分体式过热蒸汽回转干燥机的冷凝水出口连接；

环管分体式过热蒸汽回转干燥机的尾气出口一路经第一除尘装置与环管分体式过热蒸汽回转干燥机蒸汽进口连接，另一路与余热回收装置连接。

所述内加热流化床热解炉为穿流床形式，包括炉体，炉体上部设有出风口与第二除尘装置连接；在炉体内设有至少一组烟气集箱，各烟气集箱首尾连接，整个管程为S形，在首尾的烟气集箱处分别设有烟气进口和烟气出口，相邻烟气集箱内设有若干个换热管，各换热管两端垂直方向设有管板；在炉体下部是喷射排管式布风装置，被半焦预热的煤气经过布风装置进入床层，使物料松动并携挥发分。

所述第一除尘装置包括旋风除尘器I、电除尘器I，环管分体式过热蒸汽回转干燥机的尾气经旋风除尘器I、电除尘器I与环管分体式过热蒸汽回转干燥机蒸汽进口连接，旋风除尘器I收集的物料送入内加热流化床热解炉进料口。