[发明专利]一种石灰石煅烧与煤气化及干馏联产的方法

说明书

本发明公开了一种石灰石煅烧与煤气化及干馏联产的方法，将煅烧窑内石灰石煅烧产生的煅烧窑尾气引入煤干馏炉内，煤干馏炉内的煤料通过引入的煅烧窑尾气进行加热干馏和煤气化反应，生成CO，生成的CO与煤干馏炉内的煤干馏气混合形成混合气体，煤料通过混合气体对煤料进行干馏；煤干馏炉内产生的混合气体进行石灰石的煅烧或其它物料的加热热源。本发明能够将石灰石煅烧过程产生的高温高CO₂含量的废气中的热量及CO₂充分的利用，减少温室气体排放，同时减少煤气化、干馏的热耗，使煤得到充分热解，同时得到半焦、高CO浓度的混合煤气，提高了混合煤气的热值。

技术领域

本发明属于煤炭气化、干馏及石灰石的煅烧技术领域，具体涉及一种石灰石煅烧与煤气化及干馏联产的方法。

背景技术

煤干馏是煤化工的重要过程之一，指煤在隔绝空气或控制空气量的条件下加热，分解，生成焦炭/半焦(兰炭)、煤焦油、粗苯和煤气等产物的过程。按加热终温的不同，可分为三种：900℃～1100℃为高温干馏，即焦化；700℃～900℃为中温干馏；500℃～700℃为低温干馏。

煤干馏过程主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象)；至400℃～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450℃～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦(兰炭)；高于550℃，半焦(兰炭)继续分解，析出余下的挥发物(主要成分是氢气和甲烷等)，半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃，半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭/半焦或兰炭等。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物(焦炉煤气和其它炼焦化学产品)。

目前煤的干馏方法分为外热法和内热法，外热法是利用炭化室外侧炉墙对煤料传热，虽然产生的煤气质量稳定，但传热不均匀，热解时间较长，生产效率相对较低；内热法利用热载体直接对煤料传热，具有传热均匀的优点，但产生的煤气会被稀释，增加煤气量，降低了煤气的有效成分含量，对煤气的进一步综合利用不利，而且煤的热解速度低，热解时间长。

石灰是电厂湿式脱硫、电石生产及冶金过程的重要原料，石灰石在1050℃左右煅烧生成CaO，煅烧石灰石的设备主要有回转窑、立窑等形式，这两种煅烧设备的加热方式均为：将燃料(煤、重油、煤气等)和空气送入炉(窑)内，利用空气与燃料之间的放热反应来加热石灰石温度升至1050-1200℃，使石灰石受热分解，炉(窑)煅烧石灰石后会产生大量高CO₂的高温废气，通常废气温度在1000℃，目前对石灰石煅烧炉(窑)排出的废气只做余热利用，而未对其中的CO₂进行回收利用，CO₂属于温室气体，会给环境造成大的破坏，因此需要将石灰石煅烧过程中产生的高温、高CO₂含量的尾气进行尽可能的利用。

碳与二氧化碳在900℃以上时会发生如下反应：

CO₂+C＝2CO

该反应称作布多尔反应或C的气化反应，可以利用碳与二氧化碳的反应将CO₂转变为可燃的CO，因此可以使CO₂达到减排和利用，兰炭、无烟煤由于其中挥发分较少，在与CO₂接触时主要发生的是C的气化反应，而干馏反应将会很少，低变质煤在于高温CO₂接触时，高温区发生C的气化反应，在低温区将发生低变质煤的干馏反应。

发明内容