一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置，热载体加热炉的灰渣出口与连续排渣系统连通，热载体加热炉的烟气出口通过气固分离器组Ⅰ与换热组件连通，气固分离器组Ⅰ和Ⅱ的灰渣出口与低温干馏炉的灰渣进口连通，热载体加热炉的循环半焦粉进口通过流动式密封输料装置与低温干馏炉的循环半焦粉出口连通，低温干馏炉的进料口与粉煤输煤给料系统连通，低温干馏炉的烟气出口通过气固分离器组Ⅱ的干馏煤气出口与煤气处理单元连通，低温干馏炉的卸料口与半焦粉冷却系统连通。本实用新型专利技术具有加压产能大、设备紧凑、热效率高、产品煤气热值高，产品焦油产率高，且焦油成份好、设备运行安全可靠、综合能耗和投资低、环保性能好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤加工领域，涉及一种低阶粉煤热解提质加工技术，特别是涉及一种在加压、加氢等一系列工艺条件下，对低阶粉煤进行快速低温干馏装置。
技术介绍
低阶煤（褐煤）属于煤化程度最低的煤种，与其他煤种相比，具有低硫、高挥发、灰分和灰熔点变化大等特征；此外，由于低阶煤具有全水和内水含量高、氢氧含量高、易自燃、发热量低，直接利用效率低，不宜长途输送等特点，长期被视为劣质煤种，开发利用受到很大程度的限制，目前作为坑口电厂和坑口气化原料。通过低温干馏可以使品质差，利用价值低的低阶煤得到用途广泛的产品。通过在隔绝空气（非氧化氛围下）条件下将低阶煤加热，使煤发生轻度热解反应，最终使煤中富氢部分产物以优质液态和气态的能源或化工原料产出。半焦产品可用作高炉喷吹料、烧结粉焦和铁合金用焦粉，也可以加工成无烟燃料或作为合成气原料，由于自身发热量也大大提高，也可以燃烧发电；干馏气可作为城市煤气、工业燃料，可用于发电，也可用作工业原料，例如转化制氢等；低温干馏煤焦油可加工为发动机燃料、酚类和芳烃，酚用于生产塑料、合成纤维、医药等产品，蜡类可用于生产表面活性剂和洗涤剂的原料，可以满足不同用户的需要。低温干馏技术按照供热方式可分为外热式和内热式。外热式是指供给原料煤的热量是由设备外部传入，但由于原料煤的导热系数较小，导致靠近加热设备的煤料温度较高，离加热设备较远处煤料的温度较低，不均匀的煤料温度分布导致半焦产品质量不稳定；另外，过高的温度还将导致焦油、挥发份的二次热解，降低焦油的产率。内热式是指借助热载体把热量传递给原料煤，相比外热式干馏技术，具有以下优点：1.热载体直接加热原料煤，热效率高，消耗热量较低；2.加热过程均匀，消除局部过热情况，产品质量稳定；3.干馏设备内部相比较外热式结构简化。鉴于以上原因，近些年，依据外热式开发低温干馏技术的应用较少，内热式低温干馏方式应用较为广泛。内热式低温干馏技术按照热载体类型的不同，又可分为气体热载体和固体热载体两种：气体热载体式是指气体热载体直接进入干馏设备内，穿过干馏原料煤层，把热量传导到煤料层。通常气体热载体所用气体一般是燃烧后的高温烟气；固体热载体式是指热载体与干馏煤料相互混合，热载体将热量传导给煤料，将干馏煤料加热进行干馏过程，一般固体热载体选用热的半焦或者其它固体物料。相比较固体热载体，气体热载体方式具有以下缺点：1.由于气体热载体必须穿过干馏煤料层，要求煤料层要有足够的透气性，并要求气流分布均匀，所以要求干馏原料煤要有一定的块度，价格成本高于原煤，相对粉煤成本较高，对原料煤的适应较差；2.气体热载体与干馏物料直接接触，导致其稀释了低温干馏过程的气态产物，使得气体体积增大，增大了处理设备的容积和输送动力消耗。此外常规低温干馏工艺的不足之处还表现在：1.多采用常压条件下进行，一方面生产强度较低，处理能力、规模较小难以大型化，设备、管道尺寸和容积、动力输送消耗较大；另一方面产品焦油品质较差，半焦产品质量、强度不达标，干馏煤中有效组份含量较低，热值较低；2.产品半焦多采用水封冷却出焦方式，生产过程中产生大量的熄焦高温废水，同时向大气中发出大量有毒有害的气体，造成环境污染；半焦从水中捞出后，需要消耗大量煤气燃烧烘干半焦，再次造成资源浪费；湿法干焦致使产品半焦含水量较高；3.粉煤干燥、输送过程中，经常发生爆炸事故，装置安全性较差；4.工艺装置不能有效的实现本装置内部外排的尾气、副产的热量等工艺能量的综合合理回用，装置能耗较高，部分后续产品加工的原辅料不能实现自给供应，需要外购，增加了装置的运营成本；5.工艺装置操作不能根据产品的市场变化灵活调整各项产品的收率调整，操作弹性较小，市场适应性较差；6.工艺装置污染较为严重，不能实现煤炭的清洁，高效、合理利用加工。
技术实现思路
为了解决上述低温干馏工艺方法中存在的各种问题，本技术公开了一种适用于高含水、高灰含量、高灰熔点的低阶粉煤（褐煤）的低阶粉煤加氢加压快速低温干馏工艺及装置，具有加压产能大、设备紧凑、热效率高、产品煤气热值高，有效气组份含量高，并能实现多用途利用、产品焦油产率高，且焦油成份好、产品结构调整灵活、设备运行安全可靠、综合能耗和投资低、环保性能好的特点。本技术通过热载体加热炉和低温干馏炉耦合的方式，将一部分预热干燥后的粉煤借助富氧空气/氧气的流化作用，在热载体加热炉内燃烧产生高温灰渣和高温富含CO2、N2的惰性烟气；另一部分预热干燥后的粉煤进入低温干馏炉进行干馏，产生半焦粉、高温灰渣和干馏煤气，产生的燃烧热值较高的半焦粉一部分作为产品进行销售，另一部分半焦粉因燃烧热值较高进入到热载体加热炉，既可以作为循环物料、固体热载体，又可以作为炉膛燃料，强化热载体加热炉的流化、传质、传热效果，热载体加热炉和低温干馏炉内的高温灰渣作为固体热载体经回收进入低温干馏炉中与原料粉煤混合加热；热载体加热炉中产生的高温富含CO2、N2的惰性烟气不与干馏物料直接接触，而是通过多次热交换的方式回收热量，分别用于原、辅料预热、干燥、副产蒸汽、煤仓冲压、输送载气等用途，进而降低能耗；低温干馏炉中产生的干馏煤气分别通过冷却分离器，焦油捕集器分离煤气中的产品焦油；脱除焦油后的煤气通过变换，脱硫、脱碳净化后，提取氢气后，可以作为本装置的低温干馏过程中的原料氢气，还可以作为产品焦油加氢精制和加氢改质用氢，提氢后的干馏煤气可用于民用煤气，或者化工产品加工原料使用。低温干馏过程通过本技术的工艺和装置能够实现快速热解，通过降低气固返混可以解决由于二次热解而导致液体产品减少的问题，干馏过程中通入本技术工艺和装置自给的氢气，可以提高产品焦油品质。干馏产生的煤气产品提取焦油后，一部分可以作为低温干馏炉反应温度的控制手段配入低温干馏炉，另一部分煤气进一步净化后提氢后，一部分氢气可以用来满足本技术工艺和装置的氢气用量；另一部分氢气可以用做本技术中的干馏产品焦油后续加氢精制和加氢改质加工使用，生产轻质燃料油产品。另外，本技术的工艺和装置针对低温干馏过程在固固传热、干燥预热、气固冷却、固渣可控性连续密封输送等方面都进行了优化和加强。本技术的技术方案是这样实现的：一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置，包括：粉煤预热干燥器、粉煤输煤给料系统、热载体加热炉、低温干馏炉、连续排渣系统、半焦粉冷却系统、流动式密封输料装置、气固分离器组Ⅰ和Ⅱ；在粉煤预热干燥器上设有粉煤进口、烟气出口和灰渣出口，粉煤预热干燥器的灰渣出口通过粉煤输煤给料系统与热载体加热炉的粉煤进口连通，热载体加热炉上还设有进气口、烟气出口、循环半焦粉进口、灰渣出口，热载体加热炉的灰渣出口与连续排渣系统连通，热载体加热炉的烟气出口与气固分离器组Ⅰ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅰ的烟气出口与换热组件连通，气固分离器组Ⅰ底部的灰渣出口与低温干馏炉的第一灰渣进口连通，热载体加热炉的循环半焦粉进口通过流动式密封输料装置与低温干馏炉的循环半焦粉出口连通，低温干馏炉上还设有进料口、第二灰渣进口、烟气出口、氢气进口和卸料口，低温干馏炉的进料口与粉煤输煤给料系统连通，低温干馏炉的烟气出口与气固分离器组Ⅱ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅱ的干馏煤气出口与煤气处理单元连通，气固分离器组Ⅱ的灰渣出口与低温干馏炉的第二灰渣进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置，其特征在于，包括：粉煤预热干燥器、粉煤输煤给料系统、热载体加热炉、低温干馏炉、连续排渣系统、半焦粉冷却系统、流动式密封输料装置、气固分离器组Ⅰ和Ⅱ；在粉煤预热干燥器上设有粉煤进口、烟气出口和灰渣出口，粉煤预热干燥器的灰渣出口通过粉煤输煤给料系统与热载体加热炉的粉煤进口连通，热载体加热炉上还设有进气口、烟气出口、循环半焦粉进口、灰渣出口，热载体加热炉的灰渣出口与连续排渣系统连通，热载体加热炉的烟气出口与气固分离器组Ⅰ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅰ的烟气出口与换热组件连通，气固分离器组Ⅰ底部的灰渣出口与低温干馏炉的第一灰渣进口连通，热载体加热炉的循环半焦粉进口通过流动式密封输料装置与低温干馏炉的循环半焦粉出口连通，低温干馏炉上还设有进料口、第二灰渣进口、烟气出口、氢气进口和卸料口，低温干馏炉的进料口与粉煤输煤给料系统连通，低温干馏炉的烟气出口与气固分离器组Ⅱ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅱ的干馏煤气出口与煤气处理单元连通，气固分离器组Ⅱ的灰渣出口与低温干馏炉的第二灰渣进口连通，低温干馏炉的卸料口与半焦粉冷却系统连通。

【技术特征摘要】
1.一种低阶粉煤加氢加压快速低温干馏装置，其特征在于，包括：粉煤预热干燥器、粉煤输煤给料系统、热载体加热炉、低温干馏炉、连续排渣系统、半焦粉冷却系统、流动式密封输料装置、气固分离器组Ⅰ和Ⅱ；在粉煤预热干燥器上设有粉煤进口、烟气出口和灰渣出口，粉煤预热干燥器的灰渣出口通过粉煤输煤给料系统与热载体加热炉的粉煤进口连通，热载体加热炉上还设有进气口、烟气出口、循环半焦粉进口、灰渣出口，热载体加热炉的灰渣出口与连续排渣系统连通，热载体加热炉的烟气出口与气固分离器组Ⅰ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅰ的烟气出口与换热组件连通，气固分离器组Ⅰ底部的灰渣出口与低温干馏炉的第一灰渣进口连通，热载体加热炉的循环半焦粉进口通过流动式密封输料装置与低温干馏炉的循环半焦粉出口连通，低温干馏炉上还设有进料口、第二灰渣进口、烟气出口、氢气进口和卸料口，低温干馏炉的进料口与粉煤输煤给料系统连通，低温干馏炉的烟气出口与气固分离器组Ⅱ的烟气进口连通，气固分离器组Ⅱ的干馏煤气出口与煤气处理单元连通，气固分离器组Ⅱ的灰渣出口与低温干馏炉的第二灰渣进口连通，低温干馏炉的卸料口与半焦粉冷却系统连通。2.如权利要求1所述的加氢加压快速低温干馏装置，其特征在于：热载体加热炉底部设有布风板，在热载体加热炉侧壁上设有上下两个进气口，两个进气口分别位于布风板的上下两侧，热载体加热炉上的粉煤进口位于两个进气口的上方；低温干馏炉上对称设有第一进料口和第二进料口，低温干馏炉自上而下由粉煤热载体混合加热段、低温干馏段和产品收集段三部分组成，第一灰渣进口、第二灰渣进口、第一进料口和第二进料口位于粉煤热载体混合加热段，且粉煤热载体混合加热段内设有用于分散、混合物料的挡板，第一灰渣进口和第二灰渣进口位于第一进料口和第二进料口的上方，氢气进口位于低温干馏段，低温干馏炉的循环半焦粉出口位于产品收集段。3.如权利要求1所述的加氢加压快速低温干馏装置，其特征在于：热载体加热炉上的循环半焦粉进口位于低温干馏炉的循环半焦粉出口的上方，流动式密封输料装置与水平面的夹角为30-60°，并在流动式密封输料装置上设有氧气分析仪表联锁紧急关闭装置。4.如权利要求1所述的加氢加压快速低温干馏装置，其特征在于：所述粉煤输煤给料系统是由依次连通的粉煤储仓、粉煤变压仓和粉煤给料仓组成的，粉煤预热干燥器的灰渣出口与粉煤储仓的灰渣进口连通，粉煤给料仓的出料口与热载体加热炉的粉煤进口连通。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建冬，刘畅，荆宏健，丁明公，刘金亮，王轶君，牛国明，王涛，
申请(专利权)人：天脊煤化工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14