[发明专利]一种蒸汽热耦合粉煤热解方法

说明书

本发明公开了一种蒸汽热耦合粉煤热解方法，包含如下步骤：用蒸汽将粉煤间接加热至80～130℃，同时设置除尘气体循环，将粉煤中粒度＜0.5mm的、85％以上的煤尘去除；将除尘后的干燥煤经高温烟气间接加热至500～700℃进行热解反应，生成提质煤和高温油气；采用副产低压蒸汽的方式，回收提质煤的高品位热量以及热解炉出口高温烟气的余热，产生的蒸汽用作粉煤干燥的热源，蒸汽放热产生的凝液作为副产蒸汽的补充水回用。热回收后的提质煤再经钝化、喷水增湿降温后作为产品。本发明方法中热量得到有效利用，提高了效率、节约成本；采用间接换热的方式加热蒸汽凝液，副产蒸汽，提高了安全性。

技术领域

本发明具体涉及一种蒸汽热耦合粉煤热解方法，属于低阶粉煤热解领域。

背景技术

低阶煤热解提质技术是一种能够改变低阶煤的孔隙结构，降低其水分和挥发成分含量，提高其热值及热稳定性，且还能回收部分焦油和煤气的方法。此技术可以将低阶煤分级高效利用，不但可以弥补部分石油天然气资源缺口，而且能提高我国低阶煤的利用水平，促进我国经济的发展。

国内外对低阶煤热解提质技术的研究多集中于两点：1)如何降低煤焦油中的粉尘量；2)如何提高煤焦油的总回收率。但是对热解产物——高温提质煤冷却热量的回收利用、整个热解系统能效的提高缺少足够的研究和探索。中低温热解技术所产半焦的温度为550～650℃，其含热量占干燥和干馏总负荷的25～45％，此热量的回收利用，可以有效降低能耗。

传统的半焦冷却常采用两种方法：1)湿法熄焦，即采用直接喷水冷却，然后对成品进行烘烤去湿以满足用户需要。熄焦过程中，红焦的显热随蒸汽的排放而浪费掉，无法回收和利用；并且红焦与水接触产生大量的酚、氰和硫化合物等有害物质随产生的蒸汽自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气。2)干法熄焦，即采用惰性气体与赤热的红焦换热，将热量通过蒸汽锅炉等回收利用产生蒸汽，降温后的惰性气体返回冷却室，形成循环。此过程可回收利用红焦约83％的显热，但工艺过程复杂且设备要求较多，成本较高。

现有技术中，中国专利文献(CN101514291A)公开了一种煤内热低温干馏干熄焦的方法，该方法将干馏干熄焦产生的高温干馏煤气经洗涤、捕收焦油后制成冷煤气，冷煤气通过循环风机后，一部分引入燃烧器和高温废气合成符合煤低温干馏要求温度的高温混合气体，高温混合气体进入焦炉的干馏段，作为干馏热源；而经过循环风机的另一部分净煤气，通过加压风机引入干馏炉的熄焦冷却段，作为兰炭熄焦的惰性介质，经过干馏炉熄焦冷却段的冷煤气吸热后进一步经过焦炉的干馏段,和干馏热源一起对煤进行无氧化或弱氧化加热，实现无燃烧循环。中国专利文献(CN102643703A)公开了一种新型外热式褐煤热解提质系统及工艺。所述工艺为：(1)湿褐煤输送至环管分体式过热蒸汽回转干燥机，干燥至要求的水分后，由环管分体式过热蒸汽回转干燥机尾部的出料口排出，与第一除尘装置的旋风除尘器I收集的干粉一起输送至内加热流化床热解炉进料口；干燥时析出的水分及部分物料由环管分体式过热蒸汽回转干燥机内的过热蒸汽携带，经第一除尘装置的旋风除尘器I、电除尘器I除尘后，一路返回环管分体式过热蒸汽回转干燥机循环利用，另一路进余热回收装置回收利用其热能；干燥机冷凝水和经余热回收装置加热的水一起进入废锅；(2)干燥后的褐煤进入内加热流化床热解炉内进行快速热解段，生成的半焦排出，与第二除尘装置的旋风除尘器II收集的干粉一起输送至半焦冷却室；冷却后的半焦一部分进入燃烧器燃烧，一部分输送至成品区外送；(3)褐煤析出的挥发份经第二除尘装置除尘后，冷凝析出焦油和酚类聚合物后，进入焦油收集、脱硫装置脱硫，脱硫后的煤气一部分进入半焦冷却室冷却，与高温半焦换热后，经高温煤气加压风机进入内加热流化床热解炉使褐煤维持流态化，另一部分进入气柜加压外送；脱硫后的焦油外送；(4)内加热流化床热解炉的内置换热器换热后的烟气一路与半焦燃烧后的烟气一起混合调节后，再返回内加热流化床热解炉内置换热器内加热褐煤，另一路进入废锅，产生的过热蒸汽作为干燥系统的热源和载气。