本發(fā)明屬于低階煤熱解工藝技術(shù)領域，尤其是涉及一種低階煤熱解過程中水蒸汽與荒煤氣的分離方法。
背景技術(shù)：
煤炭是中國最主要的化石能源之一，我國以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)在未來較長的一段時期內(nèi)不會改變。低階煤包括褐煤和低變質(zhì)程度的煙煤（長焰煤、不粘煤和弱粘煤），其探明儲量約占全國煤炭資源儲量的57%左右，已經(jīng)成為了能源生產(chǎn)和供應的重要組成部分。低階煤水分含量較高，一般在20%以上，在熱解過程中，會產(chǎn)生大量的熱解水，熱解水含有大量的酚、氨、氰、油等組分，成分極為復雜，cod、bod值相當高，若不經(jīng)處理，會對環(huán)境造成嚴重污染。但是，熱解廢水因成分復雜，不僅處理工藝復雜，而且處理成本很高；同時熱解水變成水蒸氣后，在熱解過程中會吸收大量的熱量，增加系統(tǒng)能耗。為解決這一難題，目前常用的方法是將低階煤干燥脫水后再送入熱解爐進行熱解反應，但該方法需要增加額外的干燥及其他設備，不僅增加了系統(tǒng)投資成本，也使工藝變得更為復雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種低階煤熱解過程中水蒸汽與荒煤氣的分離方法，其能夠?qū)⒌碗A煤熱解前期脫除的水蒸汽抽出回轉(zhuǎn)熱解窯，從而可以避免水蒸汽進入回轉(zhuǎn)熱解窯高溫段吸收大量熱量、以及對后續(xù)荒煤氣分質(zhì)系統(tǒng)的設備選型造成困難。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種低階煤熱解過程中水蒸汽與荒煤氣的分離方法，其包括以下步驟：
步驟1、粒徑小于40mm的細粉狀原料煤通過進料裝置被送入回轉(zhuǎn)熱解窯進行熱解，熱解方式采用多管回轉(zhuǎn)間接加熱式，原料煤通過和高溫氣體熱載體換熱吸收熱量，原料煤在回轉(zhuǎn)熱解窯內(nèi)停留時間為30～90min，熱解終溫為450～650℃，在回轉(zhuǎn)熱解窯的窯尾設置有引風機，通過引風機將回轉(zhuǎn)熱解窯的窯尾段原料煤受熱脫出的水蒸汽抽出，水蒸汽溫度為100~150℃，壓力為-300~-100pa，水蒸汽為原料煤中自由水的70～90％；
步驟2、被抽出的水蒸汽中的大部分送入速冷池，使大部分水蒸汽溫度降低至50~80℃并發(fā)生冷凝，同時使水蒸汽夾帶的粉塵在速冷池內(nèi)沉淀，速冷池內(nèi)的水溫維持在30~50℃，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷卻器進一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入熱風爐，作為助燃劑使用；
步驟3、窯頭段原料煤發(fā)生熱解產(chǎn)生的荒煤氣出回轉(zhuǎn)熱解窯后，進入高溫除塵器進行除塵，除塵后荒煤氣粉塵含量由50~100g/nm3降低至20~100mg/nm3，高溫除塵器的工作溫度為300～500℃，除塵后的高溫荒煤氣再進入冷鼓工段，對荒煤氣進行凈化處理。
進一步地，上述的步驟1中的進料裝置為內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，原料煤經(jīng)由內(nèi)筒進入回轉(zhuǎn)熱解窯，蒸汽流經(jīng)外筒與內(nèi)筒之間的環(huán)隙，在外筒設置有抽蒸汽口，通過管道與窯尾引風機連通，通過窯尾引風機將回轉(zhuǎn)熱解窯內(nèi)的部分水蒸汽抽出。
進一步地，上述的步驟1中還設置有用于對抽蒸汽的管道進行吹掃的n2吹掃裝置。
進一步地，上述的步驟2中得到的蒸汽冷凝水，經(jīng)處理后可以作為現(xiàn)場工業(yè)用水。
進一步地，上述的步驟2中的熱風爐排出的熱風作為回轉(zhuǎn)熱解窯的高溫氣體熱載體。
進一步地，上述的回轉(zhuǎn)熱解窯的窯頭設置有引風機，通過調(diào)節(jié)窯頭引風機和窯尾引風機，控制窯頭、窯尾的壓差，并實現(xiàn)窯尾水蒸汽與窯頭荒煤氣的分離。
進一步地，上述的低階煤為褐煤、長焰煤、不黏煤中的至少一種。
由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：
該低階煤熱解過程中水蒸汽與荒煤氣的分離方法，其工藝流程簡單，操作簡便，通過將低階煤熱解前期脫除的水蒸汽抽出回轉(zhuǎn)熱解窯，從而可以避免水蒸汽進入回轉(zhuǎn)熱解窯高溫段吸收大量熱量，同時避免因水蒸汽量大導致設備龐大、焦油熱解水分離困難、熱解污水處理量大、生產(chǎn)成本高等造成后續(xù)荒煤氣分質(zhì)系統(tǒng)的設備選型困難的問題；無須增加低階煤預干燥裝置，從而大大降低了系統(tǒng)的設備投資；能夠有效降低系統(tǒng)能耗，同時將處理后的蒸汽冷凝水用作工業(yè)用水，緩解干旱地區(qū)的工廠用水問題；有效減少熱解過程產(chǎn)生的污水量，從而有效降低污水處理成本，將低階煤熱解過程中產(chǎn)生的水蒸汽用作熱風爐助燃劑，變廢為寶，節(jié)約資源。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
如圖1所示，該低階煤熱解過程中水蒸汽與荒煤氣的分離方法，其包括以下步驟：
步驟1、粒徑小于40mm的細粉狀原料煤通過進料裝置被送入回轉(zhuǎn)熱解窯進行熱解，熱解方式采用多管回轉(zhuǎn)間接加熱式，高溫氣體熱載體在換熱管內(nèi)，高溫氣體熱載體溫度為900～1000℃，原料煤在窯體內(nèi)前進，原料煤通過和高溫氣體熱載體換熱，吸收大量的熱量，原料煤在回轉(zhuǎn)熱解窯內(nèi)停留時間為30～90min，熱解終溫為450～650℃，在回轉(zhuǎn)熱解窯的窯尾設置有引風機，通過窯尾引風機將回轉(zhuǎn)熱解窯的窯尾段原料煤受熱脫出的水蒸汽抽出，水蒸汽溫度為100~150℃，壓力為-300~-100pa，水蒸汽為原料煤中自由水的70～90％（質(zhì)量分數(shù)）；
步驟2、被抽出的水蒸汽中的大部分送入速冷池，使大部分水蒸汽溫度降低至50~80℃并發(fā)生冷凝，同時使水蒸汽夾帶的粉塵在速冷池內(nèi)沉淀，速冷池內(nèi)的水溫維持在30~50℃，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷卻器進一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入熱風爐，作為助燃劑使用；
步驟3、窯頭段原料煤發(fā)生熱解產(chǎn)生的荒煤氣出回轉(zhuǎn)熱解窯后，進入高溫除塵器進行除塵，除塵后荒煤氣粉塵含量由50~100g/nm3降低至20~100mg/nm3，高溫除塵器的工作溫度為300～500℃，除塵后的高溫荒煤氣再進入冷鼓工段，對荒煤氣進行凈化處理。
上述的步驟1中的進料裝置為內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，原料煤經(jīng)由內(nèi)筒進入回轉(zhuǎn)熱解窯，蒸汽流經(jīng)外筒與內(nèi)筒之間的環(huán)隙，在外筒設置有抽蒸汽口，通過管道與窯尾引風機連通，通過窯尾引風機將回轉(zhuǎn)熱解窯內(nèi)的部分水蒸汽抽出。
上述的步驟1中還設置有n2吹掃裝置，定期對抽蒸汽的管道進行吹掃，防止在抽蒸汽過程中水蒸汽夾帶的粉塵將管道堵塞。
上述的步驟2中送入速冷池中的水蒸汽為被抽出的水蒸汽中的70～80％，作為優(yōu)選方案。
上述的步驟2中得到的蒸汽冷凝水，經(jīng)處理后可以作為現(xiàn)場工業(yè)用水。
上述的步驟2中的熱風爐排出的熱風作為回轉(zhuǎn)熱解窯的高溫氣體熱載體。
上述的回轉(zhuǎn)熱解窯的窯頭設置有引風機，通過調(diào)節(jié)窯頭引風機和窯尾引風機，控制窯頭、窯尾的壓差，并實現(xiàn)窯尾水蒸汽與窯頭荒煤氣的分離。
窯頭、窯尾壓差控制：回轉(zhuǎn)熱解窯的窯尾設置有co檢測設備，當檢測到co體積含量小于3%時，說明窯頭、窯尾壓力處于平衡狀態(tài)，只有很少量的煤氣流向窯尾端，當檢測到co體積含量大于3%時，說明窯頭、窯尾壓力處于不平衡狀態(tài)，有一定量的煤氣流向窯尾端，此時可以通過窯尾停止或減少抽水蒸汽，來實現(xiàn)窯頭、窯尾的壓力平衡。
上述的低階煤為褐煤、長焰煤、不黏煤中的至少一種。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，而非對本發(fā)明的限制，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。