[发明专利]一种处理粉煤热解烧焦尾气的装置及方法

说明书

本发明提供了一种处理粉煤热解烧焦尾气的装置及方法，所述装置包括依次连接的燃烧器、第一换热器、烟气轮机与第二换热器；所述第一换热器与烟气轮机的连接管道上设置有压力调节器。本发明将粉煤热解烧焦尾气进行燃烧处理，使粉煤热解烧焦尾气中超过烟气轮机正常工作允许含量的粉焦转化为灰分，不仅使粉煤热解烧焦尾气中的含尘量≤100mg/Nm³，而且进一步降低了固体颗粒的平均直径，确保粉煤热解烧焦尾气可以作为烟气轮机的工作介质，充分利用热解烧焦尾气的压力势能，并对燃烧产生的热量进行梯级利用，提高了粉煤热解烧焦尾气的利用率。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，涉及一种处理尾气的装置及方法，尤其涉及一种处理粉煤热解烧焦尾气的装置及方法。

背景技术

煤炭在我国能源消费结构中长期占据重要地位，随着我国国民经济的快速发展，对清洁能源的需求和环境保护要求越来越高，将煤炭转化为高效清洁能源成为社会关注的重点。相对于煤制油、煤制气等现代煤化工技术，煤炭低温热解技术具有工艺方法简单、反应条件温和、投资较少、水耗低等特点，被认为是煤炭清洁高效利用的重要途径之一。

煤热解是把煤加热到450-650℃，然后将煤分解产生的挥发性物质从煤中提取出来加以利用的一种技术，热解过程不涉及催化剂。目前机械采煤中块煤产量仅占煤炭开采量的20％，其余为粉煤，由于粉煤价格远低于块煤，同时存在运输困难，粉尘污染等问题，造成粉煤长期大量堆积，因此，粉煤热解处理技术和相关设备的研发是目前煤化工领域研究热点之一。

低阶粉煤气固热载体双循环快速热解工艺(SM-SP)是由陕西煤业化工集团子公司胜帮科技股份有限公司开发的一种双热载体热解技术。该技术以小于200目的粉煤为原料与气固热载体混合，利用气、固体二种热载体在流化状态下进行传热、传质，在流化床反应器内秒级快速反应；粗煤气通过煤气急冷技术进行煤气和焦油的分离，减少焦油进一步聚合生焦，主要产品为煤气、焦油与半焦，还伴有含有粉焦的热解烧焦尾气。

CN 203370399 U公开了一种催化裂化三旋排气系统，包括第三级旋风分离器、三旋排料管、第四级旋风分离器、废剂罐、排气管、临界喷嘴、第四级旋风分离器位于废剂罐内，第四级旋风分离器包括四旋进气室、四旋预分离室和导叶式四旋单管，第三级旋风分离器通过三旋排料管与四旋进气室相连，四旋进气室位于四旋预分离室内，导叶式四旋单管底部伸入四旋预分离室内部，顶部通过排气管与临界喷嘴连接。

CN 203724896 U公开了一种用于催化裂化的四旋分离系统，包括三旋卸料管、卸料管分支管路、四旋、收料罐、收料罐排气管，三旋卸料管通过卸料管分支管路连接到四旋，四旋的输出端连接到收料罐，所述收料罐采用桶锥形结构，上部接椭圆形封头，封头的顶部连接收料罐排气管，收料罐的内腔设置有对烟气中的催化剂颗粒起到拦截作用的锥形档板和筒形档板。

上述用于催化裂化的三旋系统、四旋系统能够实现催化剂颗粒与尾气的分离，但热解过程中不涉及催化剂，催化裂化尾气与含有粉焦的热解烧焦尾气中的固体性质差异较大，使用催化裂化装置中的三旋+四旋装置对含有粉焦的热解烧焦尾气进行处理，无法将热解烧焦尾气中的含尘量控制在可以满足烟气轮机正常工作的范围内(目前该含尘量要求在100mg/Nm³以下)。

利用烟气的高温和压力在烟气轮机(简称“烟机”)中膨胀作功来回收能量的技术在国内外都取得了更大进展，进入烟机的烟气中含尘量对烟机的使用寿命具有重要的影响，成振武(再生烟气含尘量对烟机运转寿命的影响，石油化工设备，1986年，第10期，36-40页)的研究表明，烟机的运转寿命将随着烟气中含尘量的增加而缩短，当含尘量降低至100mg/Nm³以下时，烟机可运转三年以上而无需更换零部件。

热解烧焦尾气中的含尘量无法降低至100mg/Nm³以下，只能将热解烧焦尾气减压后进入余热锅炉，造成了热解烧焦尾气能量的浪费。因此，提供一种处理粉煤热解烧焦尾气的装置及方法，对于提高粉煤热解烧焦尾气的能量利用率，降低粉煤热解的能耗具有重要的意义。