一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)及其熱解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤熱解技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)及其熱解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，煤炭資源分質(zhì)利用越來(lái)越成為煤炭能源行業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，受到普遍的關(guān)注，但是目前的煤炭熱解技術(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中始終存在以下一些技術(shù)問(wèn)題:(I)能源轉(zhuǎn)化效率低；(2)熱解氣中水蒸氣含量高，導(dǎo)致焦油回收階段能耗大，能量損失大，且分離技術(shù)難度大；(3)濕法熄焦過(guò)程能量損耗大，且易造成水污染及半焦浸水等問(wèn)題；(4)熱解組分含量少，品質(zhì)差，對(duì)熱解工藝經(jīng)濟(jì)造成較大影響。為此，需要一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)及其熱解方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，使其能耗低、能源轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境污染小、熱解產(chǎn)物附加值高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)及其熱解方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，使其能耗低、能源轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境污染小、熱解產(chǎn)物附加值高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)，包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過(guò)半焦儲(chǔ)罐與換熱器相連接。
[0005]在以上方案中優(yōu)選的是，焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接。
[0006]還可以優(yōu)選的是，熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。
[0007]本發(fā)明另一方面提供一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，將煤經(jīng)過(guò)干燥磨煤裝置，進(jìn)行預(yù)干燥、破碎磨制成一定的顆粒度，進(jìn)入加壓裝置，提高煤的環(huán)境壓力，使其進(jìn)入換熱器與高溫半焦進(jìn)行換熱，半焦溫度降低后作為產(chǎn)品輸出，煤顆粒被加熱后輸送至熱解/燃燒器，與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱并發(fā)生熱解，產(chǎn)生混合物。
[0008]在以上方案中優(yōu)選的是，混合物進(jìn)入氣固分離裝置，分離出固態(tài)的高溫半焦輸送至半焦儲(chǔ)罐。
[0009]還可以優(yōu)選的是，氣固分離剩余的氣體包括甲烷、一氧化碳、氫氣、氣態(tài)焦油組分、
水蒸氣。
[0010]還可以優(yōu)選的是，氣固分離剩余的氣體的一部分作為燃料氣作為燃料進(jìn)入熱解/燃燒器與氧化劑如氧氣進(jìn)行燃燒，與原料煤換熱后的煙氣尾氣進(jìn)入廢熱鍋爐進(jìn)行余熱利用。
[0011]還可以優(yōu)選的是，氣固分離剩余的氣體的另一部分作為粗產(chǎn)品氣進(jìn)行產(chǎn)物分離，首先進(jìn)入焦油回收裝置，分離出焦油產(chǎn)品，剩余產(chǎn)品氣體進(jìn)入深冷分離裝置，分離出甲烷產(chǎn)品，剩余的產(chǎn)品氣體組分為一氧化碳、氫氣、水蒸氣，該氣體進(jìn)行變換/凈化/合成裝置產(chǎn)出化學(xué)品。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]本發(fā)明提供了一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)及其熱解方法，其具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)有效利用末煤資源，對(duì)煤炭資源進(jìn)行分質(zhì)利用，提高轉(zhuǎn)化效率；(2)利用熱解產(chǎn)生的煤氣作為熱解熱源；(3)熱解器與燃料燃燒器合一，避免高溫?zé)煔獾膫鬏斉c保溫，實(shí)現(xiàn)較高的換熱效率；(4)熱解過(guò)程產(chǎn)生高熱值的甲烷、焦油等產(chǎn)品；(5)熱解氣中水蒸汽含量少，焦油回收階段能耗低。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，I為干燥磨煤裝置，2為加壓裝置，3為換熱器，4為熱解/燃燒器，5為氣固分離裝置，6為半焦儲(chǔ)罐，7為廢熱鍋爐，8為焦油回收裝置，9為深冷分離裝置，10為變換/
凈化/合成裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明。但是，顯然可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行不同的變型和改型而不超出后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明更寬的精神和范圍。因此，以下實(shí)施例具有例示性的而沒(méi)有限制的含義。
[0017]實(shí)施例1:
[0018]—種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過(guò)半焦儲(chǔ)罐與換熱器相連接；焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接；熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，如圖1所示，煤SI經(jīng)過(guò)干燥磨煤裝置1，進(jìn)行預(yù)干燥、破碎磨制成一定的顆粒度，進(jìn)入加壓裝置2，提高煤的環(huán)境壓力，進(jìn)入換熱器3與高溫半焦S7進(jìn)行換熱，半焦溫度降低后作為產(chǎn)品S8輸出，煤顆粒被加熱后輸送至熱解/燃燒器4，與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱并發(fā)生熱解，產(chǎn)生混合物S5，混合物進(jìn)入氣固分離裝置5，分離出固態(tài)的高溫半焦S6輸送至半焦儲(chǔ)罐6，氣固分離剩余的氣體主要包括甲烷、一氧化碳、氫氣、氣態(tài)焦油組分、水蒸氣等，一部分作為燃料氣S9作為燃料進(jìn)入熱解/燃燒器4與氧化劑S15如氧氣進(jìn)行燃燒，與原料煤換熱后的煙氣尾氣Sll進(jìn)入廢熱鍋爐7進(jìn)行余熱利用；另一部分作為粗產(chǎn)品氣SlO進(jìn)行產(chǎn)物分離，首先進(jìn)入焦油回收裝置8，分離出焦油產(chǎn)品S16，剩余產(chǎn)品氣體進(jìn)入深冷分離裝置9，分離出甲烷產(chǎn)品S14，剩余的產(chǎn)品氣體組分主要為一氧化碳、氫氣、水蒸氣，該氣體進(jìn)行變換/凈化/合成裝置10產(chǎn)出化學(xué)品S17，可以是甲醇、合成氨等。
[0021]本發(fā)明熱解器/燃燒器4的相關(guān)功能在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)，這樣避免的原料氣燃燒后的高溫?zé)煔廨斔团c保溫相關(guān)技術(shù)問(wèn)題；在熱解/燃燒器4內(nèi)，原料煤與高溫?zé)煔膺M(jìn)行間接換熱，原料煤在管程，高溫?zé)煔庠跉こ?，原料煤在管?nèi)實(shí)現(xiàn)氣力輸送高速運(yùn)動(dòng)，提高了換熱效率，同時(shí)也提高了產(chǎn)能；整個(gè)工藝流程使用系統(tǒng)自身產(chǎn)出的燃料作為熱源；煤在破碎后進(jìn)行熱解反應(yīng)，具有煤顆粒比表面積大，熱解時(shí)間短，換熱效率高、熱解充分等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)；煤在熱解前與高溫半焦進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)半焦的降溫與原料煤的升溫，節(jié)省大量的熱量；煤在加壓后進(jìn)行熱解反應(yīng)，具有產(chǎn)物中甲烷含量、氫氣含量高等優(yōu)點(diǎn)；熱解產(chǎn)物中一部分氣體作為燃料氣進(jìn)行燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，熱解產(chǎn)物溫度高，不需要降溫過(guò)程直接燃燒，其燃燒溫度高，氧耗量??；使用廢熱鍋爐7回收熱量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)，包括依次連接的干燥磨煤裝置(I)、加壓裝置(2)、換熱器(3)、熱解/燃燒器(4)、氣固分離裝置(5)、焦油回收裝置(8)、深冷分離裝置(9)和變換/凈化/合成裝置(10);其特征在于:氣固分離裝置(5)還通過(guò)半焦儲(chǔ)罐(6)與換熱器(3)相連接。2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)，其特征在于:焦油回收裝置(8)還與熱解/燃燒器(4)相連接。3.如權(quán)利要求2所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)，其特征在于:熱解/燃燒器(4)還與廢熱鍋爐(7)相連接。4.一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，將煤經(jīng)過(guò)干燥磨煤裝置(I)，進(jìn)行預(yù)干燥、破碎磨制成一定的顆粒度，進(jìn)入加壓裝置(2)，提高煤的環(huán)境壓力，使其進(jìn)入換熱器(3)與高溫半焦進(jìn)行換熱，半焦溫度降低后作為產(chǎn)品輸出，煤顆粒被加熱后輸送至熱解/燃燒器(4)，與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱并發(fā)生熱解，產(chǎn)生混合物。5.如權(quán)利要求4所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，其特征在于:混合物進(jìn)入氣固分離裝置(5)，分離出固態(tài)的高溫半焦輸送至半焦儲(chǔ)罐(6)。6.如權(quán)利要求5所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，其特征在于:氣固分離剩余的氣體包括甲烷、一氧化碳、氫氣、氣態(tài)焦油組分、水蒸氣。7.如權(quán)利要求6所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，其特征在于:氣固分離剩余的氣體的一部分作為燃料氣作為燃料進(jìn)入熱解/燃燒器(4)與氧化劑如氧氣進(jìn)行燃燒，與原料煤換熱后的煙氣尾氣進(jìn)入廢熱鍋爐(7)進(jìn)行余熱利用。8.如權(quán)利要求7所述的循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng)的熱解方法，其特征在于:氣固分離剩余的氣體的另一部分作為粗產(chǎn)品氣進(jìn)行產(chǎn)物分離，首先進(jìn)入焦油回收裝置(8)，分離出焦油產(chǎn)品，剩余產(chǎn)品氣體進(jìn)入深冷分離裝置，分離出甲烷產(chǎn)品，剩余的產(chǎn)品氣體組分為一氧化碳、氫氣、水蒸氣，該氣體進(jìn)行變換/凈化/合成裝置(10)產(chǎn)出化學(xué)品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種循環(huán)式氣體熱載體煤熱解系統(tǒng),該熱解系統(tǒng)包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過(guò)半焦儲(chǔ)罐與換熱器相連接；焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接；熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。其能耗低、能源轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境污染小、熱解產(chǎn)物附加值高。
【IPC分類】C10B53/04, C10B57/00, C10B51/00, C10B47/18, C10B49/04, C10B57/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105199763
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510691456
【發(fā)明人】章剛, 林東杰, 劉春雷
【申請(qǐng)人】航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日