粉煤油頁巖粉低溫?zé)峤夥椒巴鉄嶝Q式下行低溫?zé)峤鉅t的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤熱解方法，特別是涉及一種粉煤油頁巖粉低溫?zé)峤夥椒巴鉄嶝Q式下行低溫?zé)峤鉅t。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油資源量的逐漸減少，以及天然石油的勘探開發(fā)日益向復(fù)雜地層、邊遠(yuǎn)地區(qū)和沿海大陸架發(fā)展，所需投資增加，未來國際石油價(jià)格總體上將呈上升趨勢。國家對能源的綜合開發(fā)利用和持續(xù)發(fā)展的要求越來越高，隨著人們對煤熱解工藝的研究開發(fā)重新重視，陸續(xù)開發(fā)出一些新工藝。這些新工藝與煤直接燃燒相比，可生產(chǎn)氣、液、固三種不同形態(tài)的產(chǎn)品，實(shí)際上是對煤中不同成分進(jìn)行分質(zhì)利用。熱解產(chǎn)物中:焦油加氫可生產(chǎn)汽油、柴油、渣油等石油代用品和石油焦；煤氣可作為清潔燃料和制化工合成氣的原料氣；半焦是優(yōu)質(zhì)無煙燃料，可作為民用燃料及電石、鐵合金、煉鐵高爐噴吹料，也是優(yōu)質(zhì)的氣化用原料、吸附材料。因此煤的熱解干餾是煤潔凈高效綜合利用的有效方法，既可減少燃煤造成的環(huán)境污染，又能提高低階煤資源綜合利用的附加值，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。
[0003]我國20世紀(jì)50年代開始進(jìn)行煤熱解工藝的開發(fā)的研究工作。北京石油學(xué)院、大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院山西煤化所、北京煤化所、陜西煤業(yè)化工集團(tuán)等單位，先后發(fā)明了不同的煤熱解技術(shù)，建立大型工業(yè)裝置，并獲得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效果。目前國內(nèi)外存在著二十多種低溫?zé)峤饧夹g(shù)，各種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)有裝置及工藝都存在主要是只能處理0.6cm以上的塊煤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能處理直徑0.6cm以下粉煤或油頁巖粉的粉煤油頁巖粉低溫?zé)峤夥椒?，本發(fā)明目的還在于提供用于實(shí)現(xiàn)該方法的外熱豎式下行低溫?zé)峤鉅t。其屬于煤或油頁巖粉的低溫?zé)峤猓瑢?shí)現(xiàn)粉煤或油頁巖粉提質(zhì)處理的低溫?zé)峤夥椒?，可用于提取焦油、半焦炭、煤氣，屬于煤化工領(lǐng)域。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明粉煤油頁巖粉低溫?zé)峤夥椒ㄊ窍壤酶稍锵到y(tǒng)將直徑0.6cm以下的粉煤或油頁巖粉干燥預(yù)熱至200°C;再利用清潔煤氣為燃料的加熱熱解系統(tǒng)對前述干燥預(yù)熱的粉煤或油頁巖粉進(jìn)行間接加熱至550-600°C，分解分離出半焦炭、油氣和熱煤氣；再利用除塵系統(tǒng)除去油氣和熱煤氣中的粉塵；后利用油氣分離系統(tǒng)分離出清潔煤氣與煤焦油；最后利用干燥系統(tǒng)產(chǎn)生的惰性氣體和熄焦系統(tǒng)對加熱熱解系統(tǒng)產(chǎn)出的半焦炭進(jìn)行熄焦處理。其由前置加配的干燥系統(tǒng)、作為熱解爐主體的加熱熱解系統(tǒng)、排塵室為主的除塵系統(tǒng)、電捕焦為主的油氣分離系統(tǒng)、后置加配的熄焦系統(tǒng)組成；其可實(shí)現(xiàn)粉煤或油頁巖粉低溫?zé)峒庸み^程，常壓生產(chǎn)即可產(chǎn)出焦油、煤氣和半焦。與煤的直接液化、間接液化相比，過程相對簡單，投資少。豎式粉煤或油頁巖粉下行低溫外熱式熱解技術(shù)使用粉狀原料(直徑小于0.6cm)，適合于各種類型粉煤或油頁巖粉。提供了新的低溫?zé)峤庋b置，使用該裝置能使粉煤或油頁巖粉、粉狀油頁巖得到充分利用，且能提高焦油回收率、降低半焦含水量、改善半焦品質(zhì)，同時(shí)具有安全性能高、能效比好、產(chǎn)氣量品質(zhì)好、單套裝置生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)成本低等技術(shù)優(yōu)勢。
[0006]作為優(yōu)化，所述干燥系統(tǒng)對粉煤或油頁巖粉的備選接收、篩分，將直徑0.6cm以下的粉煤或油頁巖粉送進(jìn)干燥器，利用加熱熱解系統(tǒng)所排出的尾氣進(jìn)行干燥，提出水分，產(chǎn)出惰性氣體和干燥的200°C粉煤或油頁巖粉；
[0007]加熱熱解系統(tǒng)將干燥好的200°C粉煤或油頁巖粉用提升機(jī)提升至下煤斗，下行至加熱裝置加熱，燃燒室利用清潔煤氣對加熱室間的粉煤或油頁巖粉進(jìn)行間接加熱，粉煤或油頁巖粉通過燃燒室對加熱室的導(dǎo)熱被加熱成550-600°C，并熱解成半焦炭、油氣與熱煤氣;
[0008]所述除塵系統(tǒng)將粉煤或油頁巖粉在550-600°C下分解產(chǎn)生的油氣隨熱煤氣，從熱解爐內(nèi)煤氣支通道進(jìn)入煤氣主通道的外套夾層除塵，經(jīng)過初步除塵后的熱煤氣進(jìn)入塵降斗中再次除塵；
[0009]所述熄焦系統(tǒng)將熱解爐熱解成的半焦炭送入螺旋出料機(jī)，螺旋出料機(jī)利用所述干燥系統(tǒng)所產(chǎn)出的惰性氣體進(jìn)行熄焦；
[0010]所述油氣分離系統(tǒng)是來自所述除塵系統(tǒng)的油氣和熱煤氣進(jìn)入噴淋裝置，再進(jìn)入初冷裝置進(jìn)行二次降溫，再進(jìn)入電捕焦裝置，電捕焦裝置利用電捕焦油器將焦油與煤氣分離，焦油流入貯油室，煤氣通過氣體導(dǎo)出泵輸入貯氣室。
[0011]作為優(yōu)化，所述熱解是被加熱成200°C的粉煤或油頁巖粉通過下煤斗均布在熱解爐內(nèi)，均布的粉煤或油頁巖粉通過加熱室和粉煤或油頁巖粉熱解料層，經(jīng)過多層熱解，多層加熱，進(jìn)而分解出半焦炭、油氣與熱煤氣；
[0012]已經(jīng)被熱解出煤氣的半焦炭經(jīng)過多層熱解后繼續(xù)下沉到進(jìn)一步連接螺旋出料機(jī)的半焦出料口；
[0013]熱解產(chǎn)生的粉塵通過排煙口分離下沉經(jīng)過排塵室收集到貯塵水封池。
[0014]作為優(yōu)化，下煤斗下出口與底部出料口之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為間接加熱與熱解空間，加熱熱解空間裝有多層垂直的煤氣支通道或多層交叉的煤氣支通道，煤氣支通道通過除塵片聯(lián)通煤氣主通道、排塵室；
[0015]所述煤氣主通道內(nèi)側(cè)壁制有向上銜接所述煤氣支通道，由內(nèi)至外下斜的上位下斜除塵片，煤氣主通道外側(cè)壁制有向上承接所述上位下斜除塵片的由內(nèi)至外下斜的下位下斜排塵片。
[0016]作為優(yōu)化，所述煤氣主通道出口依次連接排塵室、降塵斗、溫水噴淋降溫裝置、初冷降溫裝置和電捕焦油器，分離出潔凈焦油和清潔煤氣；
[0017]頂部下煤斗的進(jìn)料口通過預(yù)熱干燥粉煤或油頁巖粉輸送機(jī)構(gòu)連接干燥系統(tǒng)；所述間接加熱的熱尾氣出口通過熱尾氣輸送管連接所述干燥系統(tǒng)的熱尾氣進(jìn)口 ；
[0018]底部出料口進(jìn)一步連接螺旋出料機(jī)，所述干燥系統(tǒng)的水蒸汽和惰性氣體出口通過干燥尾氣輸送管連通所述螺旋料出機(jī)。
[0019]作為優(yōu)化，所述下煤斗下出口下方配置有間隔分布的有豎向加熱壁的頂置燃燒室，燃燒室之間和燃燒室下方設(shè)置有垂直間隔分布或交叉間隔分布的熱解層，燃燒室之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為加熱室，每個(gè)熱解層下的煤氣支通道聯(lián)通外周的煤氣主通道，煤氣主通道聯(lián)通外周的排塵室；
[0020]或者所述下煤斗下出口與出料口之間配置有間隔分布的有豎向加熱壁的燃燒室，燃燒室之間的豎向狹縫設(shè)置有垂直分布的熱解層，燃燒室之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為加熱室；每個(gè)熱解層下的的煤氣支通道聯(lián)通外周的煤氣主通道，煤氣主通道聯(lián)通外周的排塵室。
[0021]作為優(yōu)化，所述熱解層為兩端連接熱解爐內(nèi)壁的倒V形粉煤或油頁巖粉導(dǎo)流板，所述熱解爐內(nèi)壁上制有與倒V形粉煤或油頁巖粉導(dǎo)流板下的煤氣支通道和所述熱解爐外壁的煤氣主通道聯(lián)通的煤氣通口 ；
[0022]頂置燃燒室間配置垂直間隔分布的多層熱解層，頂置燃燒室和所述垂直間隔分布的多層熱解層下方與出料口上方之間配置交叉間隔分布的多層熱解層，頂置燃燒室之間及熱解層之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為加熱室；
[0023]或者所述下煤斗下出口下方與所述出料口之間有一層頂置燃燒室和中置燃燒室，頂置燃燒室之間和中置燃燒室之間分別配置垂直間隔分布的多層熱解層，頂置燃燒室及其垂直間隔分布的多層熱解層與中置燃燒室及其垂直間隔分布的多層熱解層之間配置交叉間隔分布的多層熱解層，中置燃燒室及其垂直間隔分布的多層熱解層下方與出料口上方之間配置交叉間隔分布的多層熱解層；頂置燃燒室之間、中置燃燒室之間及熱解層之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為加熱室；
[0024]或者下煤斗下出口下方與所述出料口之間為橫向間隔分布的豎長型燃燒室，燃燒室之間為垂直間隔分布的多層熱解層，豎長型燃燒室之間及熱解層之間的粉煤或油頁巖粉下落空間為加熱室。
[0025]本發(fā)明粉煤油頁巖粉低溫?zé)峤夥椒ň哂羞m用于對各種物料的低溫?zé)峤鉄捰?，特別對0.6cm以下粉煤或油頁巖粉的熱解；豎式粉煤或油頁巖粉下行低溫外熱式熱解爐年處理能力在100萬噸以上，處理熱解迅速，油氣產(chǎn)率高等特點(diǎn)，熱解室采用多層熱解結(jié)構(gòu)，熱能利用率高、熱效率高、節(jié)能、環(huán)保，通過多系統(tǒng)凈化，焦油回收率高、品質(zhì)好，有利于獲得更多的優(yōu)質(zhì)焦油與煤氣；靈活性強(qiáng)、運(yùn)行安全可靠；對熱解煉油工業(yè)的大規(guī)模、工業(yè)化，降低單位礦量的設(shè)備投資、運(yùn)行管理成本具有重要意義。
[0026]其更具體還可以是豎式粉煤或油頁巖粉下行低溫?zé)峤庥筛稍锵到y(tǒng)、加熱熱解系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、熄焦系統(tǒng)組成；將0.6cm以下的粉煤或油頁巖粉送入干燥系統(tǒng)進(jìn)行干燥至200°C，用提升泵將干燥好的物料提升至下煤氣斗中；將物料均布在熱解爐加熱室，加熱至550-600°C后，送入熱解爐中；物料在熱解爐中通過下行熱解、多層加熱、多層提煤氣，熱解出煤氣、半焦炭；熱解出的半焦炭進(jìn)行熄焦處理，利用干燥系統(tǒng)產(chǎn)生的水蒸汽、惰性氣體，送入螺旋出料機(jī)熄焦；熱解出的煤氣送入除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)通過多次凈化除塵使煤氣清潔，除塵后的煤氣送入油氣分離系統(tǒng)噴淋裝置降溫、初冷裝置、電捕焦油器，分尚出潔凈焦油、清潔煤氣。
[0027]將0.6cm以下的粉煤或油頁巖粉送入干燥器，利用加熱熱解系統(tǒng)燃燒室所排出的尾氣將原料烘干成200度的物料，在烘干過程中產(chǎn)生的水蒸汽、惰性氣體用于后工序熄焦。
[0028]將干燥好的200度物料用提升機(jī)提升至下煤斗，通過布煤斗均布物料進(jìn)入加熱裝置，利用熱解出的清潔煤氣對燃燒室進(jìn)行加熱，通過燃燒室對加熱室導(dǎo)熱將200°C的物料，加熱成550-600°C的物料，物料在熱解爐內(nèi)豎式下行，在熱解層進(jìn)行熱解，并多層加熱，保持溫度在550-600 V