蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺技术方案

本发明专利技术提出一种蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺，所述系统包括：蓄热式旋转床干馏反应器，热送进料单元，块煤过热蒸汽干燥单元，型煤过热蒸汽干燥单元，荒煤气冷却单元，煤气净化单元，油水分离单元，油罐，水罐，净煤气熄焦单元，蒸汽熄焦单元，半焦收集单元，过热蒸汽发生单元，饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元。根据本发明专利技术实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，在采用两级熄焦方式充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程及蓄热式旋转床干馏过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。

【技术实现步骤摘要】
蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺
本专利技术涉及一种蓄热式旋转床低温干馏系统和工艺。
技术介绍
煤炭是我国的主要能源。根据第三次全国煤炭资源预测与评价，全国煤炭资源总量5.57万亿吨，是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。煤在隔绝空气的条件下进行加热，在不同的温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程称为煤的热解，也叫煤的干馏或热分解。煤的干馏是气化、燃烧等其它化学过程的第一步，是煤炭资源综合利用、清洁利用的基础过程。我国褐煤等年轻煤炭蕴藏量丰富，已探明的储量占全部煤炭资源的42%以上，是我国动力煤用量增加的主要来源。然而褐煤等低阶煤煤化程度低、水分高、挥发分高、热值低，严重影响了资源的有效利用，其中水分影响尤为严重。美国一家发电厂试烧干燥后的粉河盆地褐煤，统计表明，原料水分从37.5%降为31.4%，锅炉净效率提高了 2.6%，燃料消耗减少10.8%，烟气量降低4%。对褐煤等低阶煤进行干燥和低温干馏可以回收相当数量的焦油和煤气，使煤中富氢部分产物以优质的液态和气态的能源和化工原料产出。煤经过干馏提质后会产生大量的高温半焦。高温半焦的冷却工艺对后期半焦产品的使用又很大影响。目前，熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60~90s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2~4h。同湿法熄焦相比，干法熄焦避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高；干熄焦可回收利用红焦约83%的显热，可用于发电，湿煤干燥等；另外，湿熄焦产生大量酌酚、氰化合物和硫化合物等有害物质自由排放，严重腐蚀周围设备并污染大气，这些污染物占炼焦过程对外排放水污染物的三分之一。干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，并配备良好有效的除尘设施，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。因此，根据褐煤等低阶煤的特点，开发将低阶煤脱水干燥、低温干馏及干法熄焦等过程有效结合的工艺及装备，是解决我国低质煤炭有效利用的重要途径，使其发挥其应有的能源贡献，对支撑我国经济与社会发展具有重要意义。 中国专利CN102277185A公开了 “一种利用蓄热式旋转炉热解煤的方法”，该方法将一定量的原料经破碎、筛分、干燥后，通过布料装置布入旋转床，采用辐射的方式隔绝空气加热到400-700°C，保持30-120分钟。旋转炉顶部出来的干馏气经油气分离后，得焦油和荒煤气。旋转炉底部经出料装置排出的固体产物经冷却后得半焦。该专利技术尽管提到将热解原料破碎、筛分、烘干，但未考虑到如褐煤等低阶粉煤干燥、成型等处理方式，资源利用率仍有待提高；对于烘干过程未给出具体方法，如若采用系统外部热量或烟气干燥等，尽管可以满足达到入炉要求，但会造成系统能耗增大或操作安全性降低。虽然此方法工艺简单，不需气体或固体热载体，有效提高了干馏炉热效率及产品的品质，但该方法没有提及熄焦方法，未充分利用半焦废热，造成系统余热利用不足。 中国专利CN101691492A公开了 “一种煤干馏工艺”，其特征为采用的干馏炉为外燃内热式干馏炉，用燃烧产生的烟气将原料煤进行干燥处理，得到冷烟气；对经过干燥处理的煤进行干馏处理，形成干馏产品；用干燥产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理。该专利技术的干馏工艺充分利用了工艺过程中产生的冷烟气对干馏产品进行冷却处理，提高了整体干馏效率。然而由于干燥需在低温(150-220°C )下操作，高温烟气的利用率较低，热量损失严重。以高温烟气作为流化或换热介质，需要控制冷热烟气的配比，不但增加反应操作难度，而且在对褐煤等低阶煤进行干燥时，操作的危险性也会增加。该工艺利用烟气进行熄焦，为保证熄焦过程的安全性，须严格控制煤气与空气燃烧的充分性，增加了装置操作难度。该工艺采用外燃内热式干馏炉，利用煤气与高温烟气混合气体作为热载体，不但稀释煤气降低热值,而且增加后端设备负担和成本。 中国专利CN101885973A公开了一种“用于褐煤或高挥发分煤干馏的生产工艺”，其特征为高温干馏煤气作为热载体进入干馏炉内与炉内煤料接触传热，使煤料热解干馏变成半焦，干馏逸出的煤气汇入热载体煤气中一并出炉，出炉的煤气经降温净化后，相当于原热载体煤气量的一部分煤气经间壁加热至高温后作为热载体回干馏炉循环使用，其余量的煤气作外供使用。该专利技术采用间壁加热对干馏煤气加热产生高温干馏煤气作为热载体进入干馏炉内与炉内煤料接触传热，传热效率低，气体夹带粉尘严重给后端除尘带来很大负担。所用高温热源气体经间壁换热降温后，作为煤料的干燥热源使用，热量损失较多，系统热效率不高。熄焦方式采用熄焦段内存气体自循环冷却处理，自循环气体从熄焦段引出后，经间壁式换热器冷却至150°C以下再进入熄焦段循环使用，同样造成了能量损失。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。 为此，本专利技术的一个目的在于提出一种蓄热式旋转床低温干馏系统，在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程以及蓄热式旋转床干馏过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。 本专利技术的另一目的在于提出一种蓄热式旋转床低温干馏工艺。 根据本专利技术实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，包括:蓄热式旋转床干馏反应器，所述蓄热式旋转床干馏反应器具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口 ；热送进料单元，所述热送进料单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的进料口相连；块煤过热蒸汽干燥单元，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；型煤过热蒸汽干燥单元，所述型煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；荒煤气冷却单元，所述荒煤气冷却单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口相连；煤气净化单元，所述煤气净化单元与所述荒煤气冷却单元相连；油水分离单元，所述油水分离单元与所述荒煤气冷却单元相连；油罐，所述油罐与所述油水分离单元相连；水罐，所述水罐与所述油水分离单元相连；净煤气熄焦单元和净煤气除尘单元，所述净煤气熄焦单元分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的出焦口和净煤气除尘单元进口相连且所述净煤气熄焦单元与所述煤气净化单元相连，所述净煤气除尘单元还分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的燃料进口、过热蒸汽发生单元和饱和蒸汽发生单元相连；蒸汽熄焦单元，所述蒸汽熄焦单元与所述净煤气熄焦单元相连；半焦收集单元，所述半焦收集单元与所述蒸汽熄焦单元相连；过热蒸汽发生单元，所述过热蒸汽发生单元分别与所述蒸汽熄焦单元、所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连；饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元，所述饱和蒸汽发生单元与所述蒸汽熄焦单元相连和冷凝水处理单元相连，所述冷凝水处理单元还分别与所述块煤过热蒸汽干燥单元、所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述水罐相连。 根据本专利技术实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统，在充分回收半焦余热的同时，减少了块煤和型煤蒸汽干燥过程所需的能量消耗，而且利用自身水循环系统大大降低了水耗，使得整个系统的热利用率及能源转化效率都得到了提高。 另外，根据本专利技术上述实施例的蓄热式旋转床低温干馏系统还可以具有如下附加的技术特征: 根据本专利技术的一个示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，包括：蓄热式旋转床干馏反应器，所述蓄热式旋转床干馏反应器具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口；热送进料单元，所述热送进料单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的进料口相连；块煤过热蒸汽干燥单元，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；型煤过热蒸汽干燥单元，所述型煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连；荒煤气冷却单元，所述荒煤气冷却单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口相连；煤气净化单元，所述煤气净化单元与所述荒煤气冷却单元相连；油水分离单元，所述油水分离单元与所述荒煤气冷却单元相连；油罐，所述油罐与所述油水分离单元相连；水罐，所述水罐与所述油水分离单元相连；净煤气熄焦单元和净煤气除尘单元，所述净煤气熄焦单元分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的出焦口和净煤气除尘单元进口相连且所述净煤气熄焦单元与所述煤气净化单元相连，所述净煤气除尘单元还分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的燃料进口、过热蒸汽发生单元和饱和蒸汽发生单元相连；蒸汽熄焦单元，所述蒸汽熄焦单元与所述净煤气熄焦单元相连；半焦收集单元，所述半焦收集单元与所述蒸汽熄焦单元相连；过热蒸汽发生单元，所述过热蒸汽发生单元分别与所述蒸汽熄焦单元、所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连；饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元，所述饱和蒸汽发生单元与所述蒸汽熄焦单元相连和冷凝水处理单元相连，所述冷凝水处理单元还分别与所述块煤过热蒸汽干燥单元、所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述水罐相连。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，包括: 蓄热式旋转床干馏反应器，所述蓄热式旋转床干馏反应器具有进料口、出焦口、油气出口和燃料进口； 热送进料单元，所述热送进料单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的进料口相连； 块煤过热蒸汽干燥单元，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连； 型煤过热蒸汽干燥单元，所述型煤过热蒸汽干燥单元与所述热送进料单元相连； 荒煤气冷却单元，所述荒煤气冷却单元与所述蓄热式旋转床干馏反应器的油气出口相连； 煤气净化单元，所述煤气净化单元与所述荒煤气冷却单元相连； 油水分离单元，所述油水分离单元与所述荒煤气冷却单元相连； 油罐，所述油罐与所述油水分离单元相连； 水罐，所述水罐与所述油水分离单元相连； 净煤气熄焦单元和净煤气除尘单元，所述净煤气熄焦单元分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的出焦口和净煤气除尘单元进口相连且所述净煤气熄焦单元与所述煤气净化单元相连，所述净煤气除尘单元还分别与所述蓄热式旋转床干馏反应器的燃料进口、过热蒸汽发生单元和饱和蒸汽发 生单元相连； 蒸汽熄焦单元，所述蒸汽熄焦单元与所述净煤气熄焦单元相连； 半焦收集单元，所述半焦收集单元与所述蒸汽熄焦单元相连； 过热蒸汽发生单元，所述过热蒸汽发生单元分别与所述蒸汽熄焦单元、所述块煤过热蒸汽干燥单元和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连； 饱和蒸汽发生单元和冷凝水处理单元，所述饱和蒸汽发生单元与所述蒸汽熄焦单元相连和冷凝水处理单元相连，所述冷凝水处理单元还分别与所述块煤过热蒸汽干燥单元、所述型煤过热蒸汽干燥单元和所述水罐相连。2.根据权利要求1所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特征在于，还包括原煤破碎筛分单元和粉煤成型单元，其中，所述原煤破碎筛分单元具有块煤出口和粉煤出口，所述块煤过热蒸汽干燥单元与所述块煤出口相连，所述粉煤成型单元分别与所述粉煤出口和所述型煤过热蒸汽干燥单元相连。3.根据权利要求1或2所述的蓄热式旋转床低温干馏系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，裴培，王其成，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11