[发明专利]一种煤与粘性含碳物料的共热解方法和热解反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤热解领域，具体地，涉及一种煤与粘性含碳物料的共热解方法和热解反应系统。

背景技术

目前国内拥有大量廉价碎煤资源，亟待高效清洁转化利用，尽管国内外已经开展了相当多的碎煤热解研究开发工作，至今尚无成熟的商业化技术。碎煤热解技术以固体热载体工艺为主，多采用移动床或流化床工艺。

并且，煤直接液化过程中会产生占液化原料煤总量30重量％左右的液化残渣，液化残渣的利用直接影响到煤直接液化工艺的完整性和经济性，是煤直接液化工艺必需解决的关键问题。

CN101608125A提供了一种煤热解提质方法，该方法包括以下步骤：将粒度≤30mm的原料煤送入回转干燥器中，使其与热烟道气并流接触、直接换热；与此同时，所述原料煤在回转干燥器中与来自热解器的热半焦间接换热，从而实现原料煤的干燥；干燥后的原料煤与来自加热回转窑的高温半焦混合后送入热解器中，所述煤料与高温半焦直接换热并发生热解，生成热半焦、焦油蒸汽和煤气，最终热解温度为500～700℃；所生成的热半焦至少部分送至加热回转窑进行升温处理，其余的热半焦送至回转干燥器用于与原料煤间接换热，所述热解器为移动床热解器。将所述的焦油蒸汽和煤气的混合气体送入组合颗粒除尘装置中进行除尘，且控制除尘温度，使煤气中的焦油蒸汽不冷凝；所述的组合颗粒除尘装置主要由旋风除尘器和过滤除尘器组成，其中所述旋风除尘器为单级或两级串联，所述过滤除尘器包括一壳体，所述壳体内设有热半焦床层，所述壳体设有煤气入口和煤气出口以及热半焦入口和热半焦出口，所述旋风除尘器的出口与所述过滤除尘器入口相连通，且在除尘过程中，所述组合颗粒除尘装置控制在使焦油蒸汽不冷凝的热态环境中。尽管该方法能够使得煤较好地实现热解，但是该方法不能热解处理粘性含碳物料，例如不能用于热解液化残渣，原因在于：如直接将液化残渣通过固体物料输送装置送入热解器，液化残渣进入热解器后将团聚结块，会导致设备堵塞，另外由于热传导使液化残渣进料口温度较高，液化残渣粘结团聚后将导致进料口堵塞。

CN104152162A提供了一种碎煤热解生产半焦、焦油和煤气的方法，该方法包括：在干燥条件下，将粒度为25mm以下的原料煤进行干燥，得到干燥煤，所用干燥器为回转窑干燥器；在热解条件下，将所述干燥煤和半焦热载体在热解系统内直接接触进行热解，且于所述热解系统内，将热解产生的固态产物不经过任何形式的降温而直接筛分得到小粒度热半焦、大粒度热半焦，在所述固态产物产生的高温热场中，将热解产生的气态产物经除尘得到净化的热解气，所述热解系统内的热解器形式为回转窑热解器；其中，所述小粒度热半焦进行冷却得到半焦；所述半焦热载体通过将所述大粒度热半焦进行加热得到；在焦油回收条件下，将所述净化的热解气进行冷凝分离得到煤气和焦油。热解气在热解系统内设置的旋风分离器的作用下，可以保证热解气在热半焦提供的高温热场下进行除尘，不仅有效地实现除尘，回收热解气中的颗粒与小粒度热半焦一起作为半焦产品，提高半焦收率；而且避免了热解气中的焦油冷凝，可以减少对管线的堵塞，有利于装置的长周期运行，同时也提高了焦油产品的产率和品质。尽管该方法能够使得煤较好地实现热解，但是该方法不能热解处理粘性含碳物料，例如不能用于热解液化残渣，原因在于：如直接将液化残渣通过固体物料输送装置送入热解器，液化残渣进入热解器后将团聚结块，会导致设备堵塞，另外由于热传导使液化残渣进料口温度较高，液化残渣粘结团聚后将导致进料口堵塞。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的煤热解工艺难以实现对粘性含碳物料例如液化残渣热解的缺陷，提供了一种煤与粘性含碳物料的共热解方法和热解反应系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤与粘性含碳物料的共热解方法，该方法包括：

(1)将干煤与粘性含碳物料进行第一混合，得到温度为130℃以下的热解原料；

(2)将所述热解原料与固体热载体进行第二混合，使所得混合物达到热解温度，以促使热解原料在热解反应器中进行热解反应，得到热解气和半焦固体；

(3)将至少部分步骤(2)中所得到的所述半焦进行加热，以作为步骤(2)中的固体热载体；

其中，所述第二混合在热解预混器中进行，所述热解预混器包括密闭混料槽和设置在密闭混料槽内的预混螺旋输送机，所述预混螺旋输送机将从所述密闭混料槽的一端进入的热解原料和固体热载体混合并从另一端的出料口输出所得混合物。