[发明专利]一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法及装置

说明书

本发明的一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法，包括如下步骤：步骤一，原煤干燥，将原料煤样送至干燥装置干燥，至原料煤样水分含量为2～3%，干燥后的烟气夹带水汽排出；步骤二，热解制气，将干燥后的原料煤样送入热解装置，与来自换热装置的800～1200℃的高温净煤气混合后发生热解，热解温度为550～800℃，产生热解半焦和热解荒煤气；步骤三，半焦筛选直冷，步骤二所得的热解半焦在半焦筛选直冷装置内进行热态筛选，得到粉焦和块焦：粉焦送入燃烧装置进行燃烧，燃烧高温烟气进入换热装置；通入低温烟气对块焦进行混合换热，冷却后的块焦作为产品外送；步骤四，步骤二中热解所得的荒煤气经过换热后，送入煤气净化装置，生成净煤气。

技术领域

本发明属于煤热解应用技术领域，具体涉及一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法及装置。

背景技术

我国煤炭储量丰富，其中80％以上用于直接燃烧，导致煤中高附加值的挥发分无法得到有效利用，极大地浪费了资源同时导致了严重的环境问题。煤热解是当前煤炭加工利用的重要方式之一，将煤中挥发分分离并进一步加工提纯后得到煤气和各种油品。煤热解技术不仅能提高煤炭利用率，而且能弥补我国短缺的石油和天然气资源。

目前，国内外煤热解技术种类较多，通过各种设备的联用实现热解气的净化、焦油回收和半焦回收等，采用的热源通常为高温烟气和高温半焦。热源为高温烟气时，原料煤与烟气混合速度快，传热效率高，热解产生的挥发分发生二次热解概率低，但由于热解气中掺入了大量的烟气，导致热解气中可燃性气体含量低，热值低，应用范围有限。热源为高温半焦时，原料煤与高温半焦传热效率慢，还需添加部分的气体作为流化介质，导致煤热解不完全，此外高温半焦在循环过程中不断发生磨损，导致焦油中细微粉尘含量增加，降低焦油品质。

故，目前缺乏一种有效获取高热值煤气和块焦的热解工艺来满足工业需求，并且装置结构紧凑、系统能量利用效率高、热解气品质高、获取大颗粒块焦，实现对不同含水量煤种的高效清洁转化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种装置紧凑、条件较温和、能量利用效率高、产品品质高的煤热解工艺方法和装置，通过热解-粉焦燃烧-多级换热-半焦筛选多级耦合工艺，将煤进行分级分质转化，得到高热值煤气和块焦，同时副产蒸汽和焦油。

为解决上述技术问题，本发明的一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法，包括如下步骤：

步骤一，原煤干燥，将原料煤样送至干燥装置干燥，至原料煤样水分含量为2～3％，干燥后的烟气夹带水汽排出；

步骤二，热解制气，将干燥后的原料煤样送入热解装置，与来自换热装置的800～1200℃的高温净煤气混合后发生热解，热解温度为550～800℃，产生热解半焦和热解荒煤气；

步骤三，半焦筛选直冷，步骤二所得的热解半焦在半焦筛选直冷装置内进行热态筛选，得到400～700℃粉焦和400～700℃块焦：粉焦送入燃烧装置进行燃烧，燃烧高温烟气进入换热装置；通入低温烟气对400～700℃块焦进行混合换热，冷却后的100～150℃块焦作为产品外送；

步骤四，步骤二中热解所得的荒煤气经过换热后，送入煤气净化装置，生成净煤气。进一步地，步骤一选用的原料煤样为收到基水分在5～60％；

或，所述原料煤样经过破碎处理；

或，所述步骤一中通入干燥装置干燥所述原料煤样的是步骤三中半焦直冷筛选装置换热后生成的200-300℃热烟气。

进一步地，包括粉焦燃烧步骤，所述步骤三生成的400～700℃粉焦送入燃烧装置燃烧；或，400～700℃粉焦燃烧生成的1000～1500℃烟气送入换热装置。

进一步地，粉焦燃烧步骤生成的1000～1500℃烟气送入换热装置，与通入换热装置的净煤气进行换热，换热后生成800～1200℃的高温净煤气，所述高温净煤气送入热解装置进行步骤二热解制气；