[发明专利]一种煤低温干馏系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及干馏技术，特别是涉及一种煤炭的低温干馏技术。

背景技术

目前，煤干馏是指煤在隔绝空气条件下加热，受热分解生成焦炭(半焦)、煤焦油、煤气和热解水的过程。煤的低温干馏是指采用较低的加热终温使煤发生热解反应，一般认为低温干馏终温为500-700℃。

煤的低温干馏按加热方式分为内热式和外热式。传统的干馏炉多为外热式，外热式干馏炉热效率低，物料受热不均匀，挥发产物二次裂解很严重。内热式干馏炉借助热载体与煤直接接触把热量直接传给煤料，使煤发生热解反应，具有加热快、效率高、加热均匀等特点。内热式低温干馏虽克服了外热式的不足和缺点，但内热式干馏多为高温烟气作热载体，与煤换热后的烟气随煤热解产物一同采出干馏炉混合在煤气中，降低了煤气的热值和品质。其中专利CN101885973A中采用了干馏净煤气作为热载体，净煤气在干馏炉外部经间壁换热器加热到450-900℃后，通入干馏炉与煤直接接触发生热解反应，此工艺煤气纯度与外热式工艺相当，热值高，煤料受热快速、均匀。但此工艺高温净煤气是通过外部间壁换热器加热得到，与高温烟气作为热载体相比，系统热效率低。

一种辐射管和循环气流综合加热的移动床干馏炉(CN101712878B)介绍了干馏炉采用辐射管方式加热和循环气流传热方式热解，燃料烟气走辐射管内，辐射管辐射加热煤层，实现了烟气与热解煤气的隔离，对流气从炉膛的一端移出，从另一端移入，输送的对流气为含有热解水、焦油和煤气的混合介质，输送对流气的动设备为风机。此工艺采用含水、焦油、气的粗煤气作为循环对流气，在循环管道和设备内存在粉尘、焦油冷凝等风险，对循环动设备要求苛刻，同时高温兰炭的余热没有充分利用。

发明内容

本发明的目的是解决现有煤低温干馏技术中存在的部分问题，提供一种煤低温干馏系统和方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种煤低温干馏系统，包括旋转床干馏单元，荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元依次连接荒煤气洗涤、焦油捕集单元，煤气对流单元和煤气干熄焦单元，所述旋转床干馏单元的出焦口与煤气干熄焦单元的进焦口连接，所述旋转床干馏单元的气体入口与煤气干熄焦单元的煤气出口连接，所述煤气干熄焦单元采用滚筒干熄焦装置。

优选地，所述旋转床干馏单元设置有隔绝烟气辐射管、布料板和布气装置。

优选地，所述隔绝烟气辐射管设置在料层的上部、下部或上下部。

优选地，所述滚筒干熄焦装置的数量为1-5级，所述滚筒内设置有换热构件。

优选地，所述煤气对流单元包括净煤气装置和对流风机。

一种利用所述的系统对煤进行低温干馏的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)破碎的原料煤进入旋转床干馏单元进行干馏，兰炭由炉侧出料，高温油、气、热解水由炉顶采出；

(2)采出的高温油、气、热解水经过荒煤气洗涤、焦油捕集单元进行煤气净化和焦油收集，收集得到的焦油和净煤气为油、气产品；净煤气通过煤气对流单元的对流风机进入煤气干熄焦单元，作为兰炭的冷却介质；

(3)干熄焦后的高温煤气进入旋转床干馏单元，通过布气装置自下向上均匀穿过干馏煤层，煤在高温煤气对流换热和辐射管辐射加热的作用下完成干馏过程；

(4)干馏后的兰炭经过煤气干熄焦单元冷却后获得产品兰炭。

优选地，所述步骤1中的炉膛温度为500-700℃。

优选地，所述步骤3中干熄焦后的高温煤气从位于旋转床干馏炉料层下面的炉膛进入旋转床干馏单元。

优选地，所述步骤4中通过调节滚筒干熄焦装置的滚筒转速和气体流速控制煤气与兰炭的接触时间，确保熄焦后兰炭温度≤85℃。

本发明的有益效果：

(1)干馏单元采用隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏炉装置，从料层下面炉膛引入的高温循环煤气，自下向上穿过煤层对流换热同时可快速把干馏油气产物携出干馏炉，缩短油气炉内停留时间，减少二次裂解反应，提高了焦油的产率，焦油产率可达到格金试验的90％以上；

(2)与传统的隔绝烟气辐射管加热旋转床干馏炉装置比较，该干馏方法采用了以隔绝烟气辐射管辐射加热为主，以高温循环煤气穿过煤层对流换热为辅，实现了料层受热快速均匀，干馏时间为30-80min，提高了单台干馏炉处理量，产能提高可达33％；

(3)采用一级或多级密相滚筒干熄焦装置实现净煤气直接换热，滚筒内部有构件，通过调节滚筒转速和气体流速控制换热时间，兰炭显热回收效率高，可达85％以上；