[发明专利]直热式热解转化设备及低阶煤热解工艺

说明书

本申请公开了一种直热式热解转化设备，包括三段式摆动回转炉，其包括滚筒、驱动装置、支撑装置、摆动控制装置和两个分段组件；摆动控制装置、驱动装置和支撑装置分别用于控制、驱动和支撑滚筒绕转动轴线往复摆动；两个分段组件将滚筒分割成相互独立的第一工况段、第二工况段和第三工况段，分段组件连通相邻工况段且只允许固相物料通过，第一工况段内设有干燥段，干燥段设有干燥气体进口和干燥气体出口，第二工况段内设有干馏段，干馏段设有第一烟气加热夹套，第二工况段设置有干馏气体出口，第三工况段内设有气冷却段。该设备能够一体完成低阶煤、垃圾、生物质等的干燥、干馏和冷却，简化了设备。本发明还公开了一种低阶煤热解转化工艺。

技术领域

本发明涉及能源、环保、化工设备技术领域，特别涉及一种直热式热解转化设备。本发明还涉及一种低阶煤热解工艺。

背景技术

我国是最大的煤炭使用国，在我国的煤炭资源中，低阶煤的储量较大，低阶煤是指煤化程度较低的煤，如褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤及气煤等煤种。低阶煤无粘结性或粘结性小，一般不适用于炼焦，但低阶煤的挥发份较大，可以通过中低温干馏热解制取焦油和煤气，同时生产半焦。

低阶煤通常采用低温干馏提质工艺，即通过热解的方式将含水量低的低阶煤加工成为优质半焦，并获得一定热值的煤气和高附加值的煤焦油的过程。现有成熟的工业化半焦生产工艺主要有两种方式：一种是采用多台回转炉分别进行低阶煤的干燥和干馏等操作，主要是制备优质半焦，对原料煤的适宜粒度要求是6～30mm，该方式设备复杂，热效率低，如果将干燥和干馏在一个回转炉中进行，则低阶煤干燥的水份势必会进入干馏气中，使得干馏气冷凝产生的含酚废水量大大增加，影响热解效果。另一种是采用内热式工艺，即在回转炉内部借助热载体把热量传递给煤料，热载体可以是气体热载体，也可以是固体热载体。气体热载体热解的缺点是气体热载体稀释了回转炉内干馏气态产物，降低了煤气质量，增大了煤气分离净化设备的动力消耗；固体热载体的缺点是系统复杂、投资高、设备磨损严重，维修量大。

而且现有的回转炉通常由滚筒、炉头和炉尾组成，其中，炉头和炉尾固定不动地环绕滚筒的两端转动密封连接，与滚筒的两端做动静密封，滚筒通过外部驱动装置进行连续地单一方向的旋转。由于现有的回转炉的滚筒连续沿单一方向旋转，无法在滚筒外周壁上安装其它用于工艺反应的装置，因为其它装置需要通过导线或管道与外部设备连接，只能安装在炉头和炉尾，导致滚筒内部工艺不能有效完成，滚筒外壁也不能与外部管道连接，流体物料不能直接从滚筒外壁进出，只能在炉头和炉尾进出，不利于物料在回转炉的中间位置的控制。此外，同样由于滚筒不断旋转，且滚筒两端与炉头和炉尾的密封面较大，因此，滚筒与炉头和炉尾的密封困难，漏风率高，特别是较高温度工作状况的回转炉，由于炉体的热胀冷缩及高温动密封材料的限制，密封效果很差，对生产工艺影响大。

综上所述，如何在完成低阶煤有效转化前提下，简化设备和工艺，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直热式热解转化设备，以在有效完成低阶煤转化的前提下，简化设备和工艺。

本发明的另一个目的在于提供一种低阶煤热解工艺，一体式完成干燥和干馏操作，简化了工艺。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种直热式热解转化设备，包括回转炉，所述回转炉为三段式摆动回转炉，所述三段式摆动回转炉包括：

滚筒，所述滚筒的进料端高于所述滚筒的出料端；

驱动装置，设置于所述滚筒的外部，用于驱动所述滚筒绕所述三段式摆动回转炉的转动轴线往复摆动；

支撑装置，设置于所述滚筒的外部，用于转动支撑所述滚筒绕所述三段式摆动回转炉的转动轴线往复摆动；

摆动控制装置，与所述驱动装置通过导线连接，用于控制所述驱动装置动作，控制所述滚筒的往复摆动的弧度和频率；