[发明专利]一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于煤化工(及油页岩)热解领域，具体涉及一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置。

背景技术

我国是煤炭资源大国，先决的资源条件决定了以煤为主的能源战略选择，然而我国对煤炭资源的利用途径相对单一，燃煤发电一直占居煤炭消费比例榜首，同时此前在煤炭开采、加工、利用过程中对污染物排放控制不得当，致使煤炭成为了我国环境污染的主要来源。煤热解是实现煤炭资源化利用和煤清洁利用的重要手段。以煤热解为龙头的分质转化多联产工艺技术，能以较小的能耗，获取高附加值的化工资源和清洁煤，实现了煤炭分质高效综合利用。目前，国内外对粉煤热解技术的研究较多，但成熟的工艺和可供大规模应用推广的技术不多，均尚处于试验或示范阶段。

CN203976719U公开了一种内热式粉煤干馏回转炉及粉煤干馏装置，该装置内安装有热载体，该热载体作为蓄热体可以储存热量，通过卧式炉体的旋转，粉煤与热载体发生换热进而实现粉煤热解。该套装置包括两套完全一样的上述热解回转炉，两套回转炉轮流工作，当其中一套内热式干馏回转炉中进行粉煤热解时，向另一套内热式粉煤干馏回转炉中通入热烟气，对热载体进行加热，通过换向的方式，形成循环往复，实现连续进料、排料。该装置内部结构复杂，生产设备造价高，对于粉煤热解的关键问题-气固分离，没有提出针对性解决办法。

CN1066459A公开了一种回转炉气体热载体内外热式低中温快速热解工艺。该工艺原理是把料煤的干燥、热解和冷却布置在三个回转炉中分别地进行，其干燥采用内热式加热，热解采用外热式加热。该工艺设备造价成本高，工艺流程复杂，且只能处理粒径为3-30mm的料煤，对于0-3mm的粉煤无法处理。

上述专利均利用了回转炉进行煤热解反应，分别采用的蓄热体轮换加热或回转炉外部换热技术，都存在工艺复杂，换热效率差，能量利用率低，生产效率低的缺点。与此同时，现有的工艺方法均在干馏进料时采用螺旋进料装置，使其达到进料出气除尘的目的，然而螺旋进料装置由于自身结构特点，通过螺旋器水平推送固体颗粒时，能够使固体颗粒相互挤压，产生摩擦，致使部分颗粒碎裂，产生较多的粉尘，直接影响了热解工艺装置的安全稳定运行。设置与工艺过程物料特性相适应的除尘工艺装置，是粉煤热解工艺技术能否成功应用的关键所在。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题和不足，本发明提供了一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置，使得热解油气除尘与工艺过程物料相联系，充分利用干馏过程自身的高温颗粒物料，形成颗粒床过滤体系，完成热解油气自洁净化过程。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置，包括原料干燥系统、热解系统和半焦冷却系统；所述的原料干燥系统的原料干燥出口与热解系统的进口相连，热解系统的出口与半焦冷却系统相连，半焦冷却系统与原料干燥系统相连，所述的热解系统包括预干馏系统和干馏系统，所述的预干馏系统与干馏系统循环相连。

所述的预干馏系统包括预干馏器和预干馏煤给料机；所述的预干馏器包括方箱型筒体；方箱型筒体上端为上端盖，下端为下端盖，方箱型筒体内部设置有多个J型金属构件，J型金属构件平行错位排列，在水平面上形成了气流出入口，在垂直面上将预干馏器内部方箱型空腔，分隔成往复交替的气流条形的气体通道和干燥煤条形的固体通道，预干馏器内部顶端还设置有分料器，所述的原料干燥系统的原料干燥出口与预干馏器顶部干燥原料进口相连，预干馏器的预干馏煤出口与预干馏煤给料机相连，预干馏煤给料机与干馏系统入口相连。

所述的方箱型筒体的顶部和底部同为方锥体结构，气流条形气体通道的入口处垂直方向设置有分散箱，出口处垂直方向设置有集合箱。

所述的干馏系统包括干馏器和浓缩器；干馏器为水平倾斜放置的滚筒结构，该滚筒具有葱头模型结构，干馏器包括水平倾斜放置的外筒体，外筒体内表面依次紧密贴附设有用于保温的隔热层和用于高温蓄热的蓄热壁，在蓄热壁内表面上设置内凹结构的圆台盲孔，圆台盲孔呈正三角形排列，圆台盲孔的中轴线垂直于蓄热壁内表面，圆台盲孔轴向截面呈外大内小的喇叭型，在干馏器圆形截面顶部区域扇形均布多个短火焰的燃烧器，短火焰的燃烧器连接在燃料气管排和氧气管排上，燃料气管排和氧气管排与从干馏器外部来的燃料气管和氧气管相连，干馏器的进料口与预干馏煤给料机相连，干馏器气相出口与浓缩器相连，浓缩器与预干馏器的气流条形的气体通道的入口相连，浓缩器内部设置多个高效旋流除尘器，干馏器的半焦出口与半焦冷却系统相连。