[实用新型]蓄热式旋转床低温干馏系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄热式旋转床低温干馏系统。

背景技术

煤炭是我国的主要能源。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量5.57万亿吨,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。煤在隔绝空气的条件下进行加热，在不同的温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程称为煤的热解，也叫煤的干馏或热分解。煤的干馏是气化、燃烧等其它化学过程的第一步，是煤炭资源综合利用、清洁利用的基础过程。我国褐煤等年轻煤炭蕴藏量丰富，已探明的储量占全部煤炭资源的42％以上，是我国动力煤用量增加的主要来源。然而褐煤等低阶煤煤化程度低、水分高、挥发分高、热值低，严重影响了资源的有效利用，其中水分影响尤为严重。美国一家发电厂试烧干燥后的粉河盆地褐煤，统计表明，原料水分从37.5％降为31.4％，锅炉净效率提高了2.6％，燃料消耗减少10.8％，烟气量降低4％。对褐煤等低阶煤进行干燥和低温干馏可以回收相当数量的焦油和煤气，使煤中富氢部分产物以优质的液态和气态的能源和化工原料产出。煤经过干馏提质后会产生大量的高温半焦。高温半焦的冷却工艺对后期半焦产品的使用又很大影响。目前，熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。同湿法熄焦相比，干法熄焦避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高；干熄焦可回收利用红焦约83％的显热，可用于发电，湿煤干燥等；另外，湿熄焦产生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物质自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气，这些污染物占炼焦过程对外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，并配备良好有效的除尘设施，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。因此，根据褐煤等低阶煤的特点，开发将低阶煤脱水干燥、低温干馏及干法熄焦等过程有效结合的工艺及装备，是解决我国低质煤炭有效利用的重要途径，使其发挥其应有的能源贡献，对支撑我国经济与社会发展具有重要意义。

中国专利CN1O2277185A公开了“一种利用蓄热式旋转炉热解煤的方法”，该方法将一定量的原料经破碎、筛分、干燥后，通过布料装置布入旋转床，采用辐射的方式隔绝空气加热到400-700℃，保持30-120分钟。旋转炉顶部出来的干馏气经油气分离后，得焦油和荒煤气。旋转炉底部经出料装置排出的固体产物经冷却后得半焦。该实用新型尽管提到将热解原料破碎、筛分、烘干，但未考虑到如褐煤等低阶粉煤干燥、成型等处理方式，资源利用率仍有待提高；对于烘干过程未给出具体方法，如若采用系统外部热量或烟气干燥等，尽管可以满足达到入炉要求，但会造成系统能耗增大或操作安全性降低。虽然此方法工艺简单，不需气体或固体热载体，有效提高了干馏炉热效率及产品的品质，但该方法没有提及熄焦方法，未充分利用半焦废热，造成系统余热利用不足。

中国专利CN101691492A公开了“一种煤干馏工艺”，其特征为采用的干馏炉为外燃内热式干馏炉，用燃烧产生的烟气将原料煤进行干燥处理，得到冷烟气；对经过干燥处理的煤进行干馏处理，形成干馏产品；用干燥产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理。该实用新型的干馏工艺充分利用了工艺过程中产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理，提高了整体干馏效率。然而由于干燥需在低温(150-220℃)下操作，高温烟气的利用率较低，热量损失严重。以高温烟气作为流化或换热介质，需要控制冷热烟气的配比，不但增加反应操作难度，而且在对褐煤等低阶煤进行干燥时，操作的危险性也会增加。该工艺利用烟气进行熄焦，为保证熄焦过程的安全性，须严格控制煤气与空气燃烧的充分性，增加了装置操作难度。该工艺采用外燃内热式干馏炉，利用煤气与高温烟气混合气体作为热载体，不但稀释煤气降低热值，而且增加后端设备负担和成本。