[发明专利]一种流化床煤焦粉余热利用方法

说明书

本发明涉及一种流化床煤焦粉余热利用方法，属于粉煤流化床热解干馏领域，使干馏后的高温煤焦粉冷却到安全的包装温度，并利用煤焦粉余热产生蒸汽。该流化床煤焦粉余热利用方法按煤焦粉温度等级采用多级串联方式，分成高温产汽、介质预热部分；对焦粉余热进行分级利用；高温煤焦粉依次流过产汽区和冷却介质预热区，在冷却介质预热区流出。

技术领域

本发明属于粉煤流化床热解干馏领域，特别涉及一种流化床煤焦粉余热利用方法。

背景技术

煤炭干馏是在惰性气氛下，通过加热的方式将煤炭转化为半焦、煤焦油和煤气三态产品。根据加热温度的不同，煤炭干馏可分为低温干馏、中温干馏和高温干馏。加热温度在500～600℃为低温干馏，700～900℃为中温干馏，900～1100℃位高温干馏。目前，煤炭干馏技术较多，在加热温度和加热方式等方面存在较大差异。煤碳干馏产品主要由煤焦油和半焦。半焦是一种高固定碳、高发热量、低馏分、低挥发分的产品，粒度组成较复杂，10～8mm左右的粒煤，粒度较小的粉煤。干馏焦冷却也会因焦粉不同有不同的方法，粒度对粉煤冷却的影响主要通过传热和传质实现，煤粒大小直接影响煤的比表面积、密度、孔隙结构等，对煤粒的传热会产生很大的影响，因此流化床干馏仅适用于粒径较小的煤粉。但煤粉与大多数气固反应的催化剂颗粒相差甚远，这是因为无论是材料比重(密度)、颗粒形状，还是颗粒分布，和普通催化剂完全不一样，煤粉冷却不能按照常规的流态化进行。

粉煤热解之后的煤焦粉(也称粉焦)温度较高，低温干馏温度500～600℃，但是煤焦粉可直接装袋的要求温度小于60℃，经济性的利用好焦粉的余热同时实现焦粉的深度冷却，对冷却系统的设计提出了较大的挑战。另外，干馏后的煤焦粉通常含有焦油，低温后煤焦粉容易结团，影响输送和换热。所以，煤焦粉的冷却无论是传热方面还是温度方面都比常规化工过程的换热困难的多。

发明内容

本发明旨在提供一种流化床焦粉余热利用方法，并使干馏后的高温煤焦粉冷却到安全的包装温度，并实现煤焦粉余热的利用。

本发明的目的在于提供一种流化床煤焦粉余热利用方法，该煤焦粉余热利用方法采用多级串联方式，分成高温产汽、冷却介质预热部分，在冷却器中进行煤焦粉冷却，冷却器设有产汽部分壳体、冷却介质预热部分壳体和底部封头；高温煤焦粉的热量分级利用，高温部分用来产生蒸汽，蒸汽在水汽分离器(又称水汽分离区)与水分离，产汽后的低温部分即低温煤焦粉用来加热循环水；高温煤焦粉先进入产汽部分(又称产汽区)，在产汽放热降低温度后，煤焦粉再进入冷却介质预热部分，在冷却介质预热部分冷却到要求的温度后流出；产汽部分内设置蒸发管，高温煤焦粉通过蒸发管把热量传递给蒸发管内的产汽部分供水，产生蒸汽；冷却介质预热部分设置循环水换热管，循环水在管内，煤焦粉在管外；产汽部分和冷却介质预热部分用流化介质流化控制煤焦粉的温度和产汽量。

本发明中，高温煤焦粉先进入产汽部分，产汽部分通过产汽流化介质使煤焦粉形成流态化条件实现煤焦粉向蒸发管的传热，该流化介质来自冷却介质预热部分或独立设置，或该流化介质来自冷却介质预热部分和产汽部分补充的流化介质；高温煤焦粉由产汽流化介质流化，使煤焦粉与产汽部分的蒸发管进行换热，产汽放热降低温度后煤焦粉进入冷却介质预热部分，煤焦粉冷却介质预热部分设置冷却流化介质，煤焦粉由冷却流化介质流化，使煤焦粉与冷却介质预热部分循环水换热管内的循环水进行换热继续降温，达到冷却要求后流出冷却介质预热部分。

所述高温并没有原则定义，可以根据具体产汽的温度要求调整。一般情况高温煤焦粉指温度高于200℃的情况。

所述的流化床煤焦粉余热利用方法，进一步地，产汽部分供水与产汽部分的高温煤焦粉换热后，产生蒸汽，在所述产汽部分上方直接进行水汽分离，水汽分离器与产汽部分用分体管板或隔板分开，蒸发管连接在该分体管板或隔板上，蒸发管采用套管形式，竖向设置，设有内管和蒸发管外管，蒸发管外管连接在该分体管板或隔板上，产汽部分供水从顶部入口进入内管，向下流动到蒸发管底部转向进入内管和外管的环隙，蒸汽在内管和蒸发管外管间的环隙向上流动进入水汽分离器,与水分离后产生蒸汽。