[发明专利]一种内旋除尘式固体热载体移动床粉煤热解方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，具体涉及一种内旋除尘式固体热载体移动床粉煤热解方法及装置。

背景技术

多年来国内外对低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤)制半焦、煤气和煤焦油进行了一系列研究和工业化生产。目前已实现工业化生产的典型工艺是以块煤(8～30mm)为原料，采用内热式直立炉进行工业化生产。但在我国煤炭机械化开采过程中，所采的煤炭大于或等于20mm以上的块煤约占35％左右，等于和小于8mm以下的粉煤约占35％。在煤炭市场中，块煤(大于和等于20mm以上)每吨一般价格大于粉煤(小于8mm以下)150～200元左右。为了充分利用价廉易得的粉煤为原料制半焦、煤气和煤焦油，其固体热载体移动床粉煤热解装置是主要生产工艺方法之一。该装置相对于外热式回转炉和内热式流化床粉煤热解装置具有简单易行的特点。但在实际生产运行中，固体热载体粉煤热解装置产生的热解气，由于其所含半焦粉尘数量为30～80g/Nm³，通常在热解气出口设置旋风分离器将其半焦粉尘进行分离脱除(见尚建选等编著.低阶煤分质转化多联产技术.煤炭工业出版社，2013年第256页、第261页)，在其工业性试验和工业生产装置中为了防止热解气所含煤焦油冷凝造成半焦粉尘黏堵，需对旋风分离器进行保温和伴热。其温度为450～550℃，由此造成设备工艺较复杂、能量消耗大，急需进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内旋除尘式固体热载体移动床粉煤热解方法及装置，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明所用的原料煤为等于和小于8mm以下的低阶质粉煤，并具有原料粉煤来源充足、廉价易得，适用范围广，工艺流程简单，相对投资低，易操作，安全、稳定等特点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种内旋除尘式固体热载体移动床粉煤热解方法，包括以下步骤：

步骤一：将热载体和粉煤充分混合进行热解，粉煤受热载体加热产生热解气，热解气经旋风分离后得到高温油气及半焦粉尘，利用高温油气回收煤焦油及净化煤气，半焦粉尘与热载体和粉煤混合继续热解；

步骤二：粉煤热解后生成热半焦，一部分热半焦经加工后作为步骤一中的热载体与粉煤充分混合进行热解，另一部分热半焦经冷却后得到产品半焦。

进一步地，上述方法中所述的热载体为高温半焦或高温热灰，其中粉煤与热载体的体积比为1﹕1.3～1﹕3.7。

进一步地，步骤二中将热半焦加工成高温半焦的方法为：将热半焦在加热炉中加热到750～800℃即得到高温半焦；将热半焦加工成高温热灰的方法为：将热半焦经循环流化床燃烧后即得到温度为750～900℃的高温热灰。

一种内旋除尘式固体热载体移动床粉煤热解装置，包括筒体，筒体的顶部设有上封头，上封头的中部设有热解气出口，上封头和与之连接的集合管箱封头之间形成集合管箱，集合管箱封头下部设有若干与集合管箱连通的旋风分离器组；

筒体的两侧对称设置有若干混合管，混合管上设有煤气进口、粉煤进口以及热载体进口，筒体的下部设有锥体型的下封头，下封头底部设有出料管，出料管上对称连接有循环半焦下料管和产片半焦下料管，且三者形成倒Y型管分叉，循环半焦下料管和产片半焦下料管上分别设置有阀门。

进一步地，旋风分离器组包括串联的一级旋风分离器和二级旋风分离器，且一级旋风分离器和二级旋风分离器的下料管出口均安装有翼阀。

进一步地，混合管穿插设置在筒体的外壁上，且混合管向上倾斜设置。

进一步地，混合管与筒体的外壁之间的夹角为20～60度。

进一步地，混合管与筒体的外壁之间的夹角为30～45度。

进一步地，煤气进口中设置有螺旋推进器。

进一步地，循环半焦下料管上的阀门为循环半焦液压驱动插板阀；产片半焦下料管上的阀门为产品半焦液压驱动插板阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明方法通过将热载体和粉煤充分混合进行热解，粉煤受热载体加热产生热解气，得到的热解气含尘量少，热解过程中产生的半焦粉尘与热载体和粉煤混合继续热解，粉煤热解后生成热半焦，一部分热半焦经加工后作为热载体与粉煤充分混合进行热解，另一部分热半焦经冷却后得到产品半焦，循环利用的同时热解效果更好。

进一步地，合理控制粉煤与热载体的体积比，使其充分热解的同时也不浪费原材料。