[发明专利]一种粉煤低温静态热解提取油气的装置及方法

说明书

一种粉煤低温静态热解提取油气的装置及方法，热解箱顶部设有预热煤斗、挥发物排出管，与预热煤斗相对的另一端热解箱底部设有半焦排出与余热回收机构，热解箱内顶部均匀分布有撞击棒、中部设有螺旋输送器，螺旋输送器的结构为中空螺杆上缠绕有螺旋叶片，中空螺杆一端通过传动机构与电机相连，且该端端部与烧嘴的一端相连通，烧嘴的另一端通过管道与热解箱相连通，中空螺杆另一端通过烟气排出管与风机相连通，风机通过管道与设有原煤料斗的回转加料器相连通，回转加料器通过管道与旋风分离器相连通，旋风分离器位于预热煤斗的正上方。本发明具有所产焦油含尘率低、占地面积小、安全系数高、节能减排效果好的优点。

技术领域

本发明属于石油、煤气及炼焦工业技术领域，具体涉及到一种粉煤低温静态热解提取油气的装置及方法。

背景技术

我国“多煤、缺油、少气”的能源禀赋特点决定了目前以煤炭为主的能源消费结构，加之煤炭单位热值的价格远低于石油和天然气等其他能源，使煤炭在我国的消费比例始终高于60％，并且在未来50年内煤炭仍然是我国的重要基础能源，短期内难以被全面替代。然而，对煤炭的粗放式利用也带来了严重的环境污染问题，譬如雾霾形成、酸雨、温室效应以及土壤水体污染。因此，煤炭不论是以能源亦或是资源使用，开发洁净高效的加工利用技术是我国能源技术革命的必由之路，也是优化我国能源结构、促进能源生产和消费革命的关键环节，对于保障能源安全和治理雾霾具有重要意义。

煤炭洁净高效利用技术主要包括热解、气化、直接液化和燃烧等，相比之下煤炭热解技术具有投资省、能源转化效率高、无三废排放和过程简单等诸多优势。然而，目前较为成熟的煤炭热解方法都是以块煤原料的固定床热解工艺，存在生产效率低、油气品质差和污染等问题。目前大规模粉煤热解技术还未工业化，尚处在开发阶段，主要原因是粉煤热解过程中油气含尘问题不能有效解决，导致生产过程堵塞管路而不能长周期运行。油气中夹杂的惰性尘粒主要为残炭、半焦细颗粒和煤中的矿物质，其中残炭是热解挥发物间缩聚形成的物质，含量较少；半焦细颗粒和煤中的矿物质在热解过程会随挥发物油气组分一起夹带出反应系统，因其在为固态组分容易与挥发物中的重质组成发结合而沉积在管道中或带入焦油中。因此，如何控制半焦细颗粒和煤中矿物质在热解过程中夹带进入挥发物中是解决粉煤热解技术所面临难题的关键。

控制粉煤热解焦油中半焦细颗粒和煤中矿物质的含量有两条途径，其一为在热解过程控制使其夹带量减少，其二为在反应后从高温热解挥发物中除去惰性尘粒。由于目前缺乏有效的高温除尘方法，使挥发物后除尘的效率极低，不能有效降低热解油气中的杂质。因此，在热解反应过程控制半焦细颗粒和煤中的矿物质进入热解油气中是比较可行的策略。目前处在研发阶段的粉煤热解技术按照反应方式主要有气流床热解反应技术、流化床热解反应技术、下行床固体热载体热解反应技术、回转炉热解技术以及蓄热式旋转床热解技术等。前四种粉煤热解过程中煤颗粒之间的相对运动都较为强烈，致使半焦细颗粒和煤中的矿物质容易被热解挥发物夹带而出；蓄热式旋转床热解技术虽然可确保煤颗粒之间基本不发生相对运动，但其辐射传热方式使热解的热效率较低，生产规模难以增加。此外，处在研发阶段的以气体为热源的热解技术还因稀释作用使热解所得燃气的热值降低、品质变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有粉煤热解装置的缺点，提供一种设计合理、工作效率高、所产焦油含尘率低、热解气热值高的粉煤低温静态热解提取油气的装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案为：热解箱顶部设置有预热煤斗、挥发物排出管，与预热煤斗相对的另一端热解箱的底部设置有半焦排出与余热回收机构，热解箱内顶部均匀分布有撞击棒、中部设置有螺旋输送器，螺旋输送器与热解箱内侧壁的间隙为5～10mm，螺旋输送器的结构为中空螺杆上缠绕有螺旋叶片，中空螺杆一端通过传动机构与电机相连，且该端端部通过密封转接头与烧嘴的一端相连通，烧嘴的另一端通过管道与热解箱相连通，中空螺杆另一端通过烟气排出管与风机的进风口相连通，风机的出风口通过管道与设有原煤料斗的回转加料器相连通，回转加料器通过管道与旋风分离器的进风口相连通，旋风分离器位于预热煤斗的正上方。