[发明专利]高效能煤分解设备

说明书

技术领域

本发明属于粉煤综合利用、节能减排设备技术领域，具体涉及一种高效能煤分解设备。

背景技术

在公知技术中，有利用煤制煤气的，有利用煤制天然气的，还有利用煤进行高温、中温、低温炼焦、制气的，但上述工艺方法不是将煤粉团成块的，就是要筛选块料，原料成本增加，或所产气热值不高，附加值不大，经济效益和社会效益不显著。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。

内热式气体热载体法是工业上已采用的典型方法。此法采用气体热载体内热式垂直连续炉，即从上而下包括干燥段、分解段和冷却段三部分。煤低温分解褐煤或由褐煤压制成的型块（约25～60mm）由上而下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。炉顶原料的含水量约15％时，在干燥段脱除水分至 1.0％以下，逆流而上的约250℃热气体冷至80～100℃。干燥后原料在分解段被600～700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃，发生热分解；热气体冷至约250℃，生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从分解段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水。德国、美国、苏联、捷克斯洛伐克、新西兰和日本都曾建有此类炉型。

内热式固体热载体法是固体热载体内热式的典型方法。原料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国多尔斯滕建有一套处理能力为10t/h煤的中间试验装置，使用的热载体是固体颗粒（小瓷球、砂子或半焦）。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小,煤气热值较高，可达20.5～40.6MJ/m³。此法由于温差大，颗粒小，传热极快，因此具有很大的处理能力。所得液体产品较多、加工高挥发分煤时，产率可达30％。L-R法工艺流程煤低温分解是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器，如此循环。从混合器逸出的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类，得到热值较高的煤气。

当前，常用的煤分解设备主要是有两种，有一种是竖窑结构，该结构燃烧烟气和煤产生的可燃性气体，使得可燃气的纯度低，附加值低，还有部分排出，造成资源的大量浪费和环境的污染。另一种立窑是煤块放置在带孔的隔板上，煤块上方有加热器，因隔板上的煤块有一定的堆积厚度，不能被均匀加热、分解，需要用被分解的气体循环加热、分解，更为重要的是，因为煤隔板上循环通气孔的大量存在，煤粉会从通气孔漏下来，所以煤粉需要进入立窑时先需要将煤粉加工成煤团，所以煤粉不能直接用于窑体分离，这就相应地增加了煤粉分解的成本，降低了经济效益。

另外，为了改变上述问题，发明创造名称为碎煤、粉煤多燃烧器卧式分离设备（申请号：201010262870.8）的专利，公开了一种碎煤、粉煤多燃烧器卧式分离设备，包括一个横向设置的密封回转窑体，所述回转窑体包括一个进料口、出料口，所述回转窑体内沿窑体方向设置密排的多个燃烧器，所述密排燃烧器的一侧对应设置密排的多个燃气进气管和与燃气进气管平行的密排的多个空气进气管，所述燃气进气管与对应的燃烧器连通，所述的密排空气进气管与对应的燃烧器连通，所述密排的多个燃烧器的另一侧对应设置多个密排散热管，所述密排的多个燃烧器与对应的密排散热管相连通，所述密排的多个燃烧器内对应设置多个点火器，所述密排的多个燃烧器、散热管、燃气进气管、空气进气管与回转窑体内壁之间形成碎煤、粉煤推进分离通道，所述回转窑体上进料口所在端设置煤分离出的燃气、焦油气收集管，所述煤分离燃气、焦油气收集管与碎煤、粉煤推进分离通道连通，另一端与燃气除尘液化机构连接，所述密排散热管与焰气汇集管连通，所述焰气汇集管伸出回转窑外。

相比以往的煤分解设备，上述发明专利申请很好地解决了粉煤充分加热、快速分解、煤分解气容易收集的技术难题，具有很好的新颖性和创造性，但是其存在一个问题：在较长的窑体里，不同的温度段产生的煤分离燃气、焦油气成分不同，质量不同，但都由煤分解气收集管一起收集，收集后获得的混合气体成分不一致，在除尘、分离、加压液化的过程中，增加了工艺流程，提高了气体分离提纯的难度，提高了生产成本，同时浪费了能源，降低了煤资源的利用率和利用水平，进而降低了煤分解设备在生产过程中的经济效益。

发明内容