一種適用于煤粉爐的煤熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型是關于煤的多聯(lián)產(chǎn)工藝領域，特別涉及一種適用于煤粉爐的煤熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置。
【背景技術】
[0002]我國的能源結構特點為富煤、少氣、貧油，天然氣和石油資源極度匱乏和緊缺，而我國煤炭80%以單一生產(chǎn)過程的直接燃燒為主，不但利用效率極低而且污染嚴重，因此尋求一種清潔高效、同時能解決天然氣緊缺問題的煤炭資源綜合利用方式勢在必行。煤的多聯(lián)產(chǎn)技術是把煤炭中容易熱解氣化的部分轉化為煤氣和焦油，煤氣通過后續(xù)加工制成天然氣，供工業(yè)、化工及民用，焦油可作為燃料使用或進行深加工制取高附加值的燃料油；把不易氣化的半焦送入爐膛中作為鍋爐燃料直接燃燒，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電、供熱等，同時將煤中的硫、氮元素轉入煤氣中處理，燃燒過程中所產(chǎn)生的煙氣污染物將大大降低。該技術集燃燒、熱解、煤氣凈化、甲烷化、精油提取及煙氣污染物減排工藝于一體，是我國煤炭資源綜合利用的有效方式之一。由于煤的多聯(lián)產(chǎn)技術是把煤的多個生產(chǎn)工藝聯(lián)合為一個系統(tǒng)來考慮，從整體利用效率的角度來提高煤炭資源利用率，因此可以更好地解決能源與環(huán)境問題。
[0003]目前我國主要采用以煤熱解為基礎的熱、電、氣多聯(lián)產(chǎn)技術，該技術主要用于循環(huán)流化床，其主要工藝特點是將循環(huán)流化床鍋爐和熱解爐聯(lián)用，利用循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)熱灰或半焦作為煤熱解、部分氣化的熱源，其優(yōu)點在于循環(huán)流化床的燃料適應性廣、物料能夠充分混合、床內(nèi)溫度分布均勻，能夠為煤的熱解提供良好的反應條件。但循環(huán)流化床作為熱解反應器，需要大量的流化氣體，因此造成系統(tǒng)的熱損失很大，而且流化床的熱解氣中帶出物(如細灰等)含量較多，增加了尾部凈化系統(tǒng)的復雜性。
[0004]我國以煤為燃料的鍋爐型式主要以煤粉爐為主，而循環(huán)流化床鍋爐尚處在發(fā)展階段，數(shù)量遠不及煤粉爐，目前針對數(shù)量眾多的煤粉爐尚無聯(lián)合多聯(lián)產(chǎn)高效利用相關工藝的研究。因此在當下環(huán)境污染日益嚴重、節(jié)能減排迫在眉睫的時刻，迫切需要找到一種潔凈、節(jié)能的煤多聯(lián)產(chǎn)工藝，以滿足我國數(shù)量眾多、急需改造的煤粉爐，最終實現(xiàn)煤資源的高效清潔利用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種能解決現(xiàn)有煤炭直接燃燒帶來的能源有效利用率低、污染重等問題的適用于煤粉爐的煤熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝及裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是:
[0006]提供一種適用于煤粉爐的煤熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置，包括熱解裝置、氣體分離裝置、氣體凈化裝置；
[0007]所述熱解裝置分別內(nèi)外兩部分；熱解裝置的內(nèi)部為(金屬材料制成的)蛇型(薄壁)圓管，蛇型圓管螺旋向下排列(管徑及截距根據(jù)熱解裝置的具體尺寸確定)，蛇型圓管的頂部通過煤粉管路與煤粉倉連通，蛇型圓管的上部通過荒煤氣總管與氣體凈化裝置連通，蛇型圓管的下部通過二氧化碳管路與氣體分離裝置連通，蛇型圓管的下部還通過流化介質管路與荒煤氣總管連通，蛇型圓管的底部通過半焦管路與總管路連通；其中，總管路的一端為半焦管路和剩余煙氣管路的匯合口，另一端與煤粉爐爐膛連通；
[0008]熱解裝置的外部為(金屬或耐溫材料制成的)密閉筒形容器(尺寸根據(jù)具體要求確定)，筒形容器的下部通過高溫煙氣管路與煤粉爐爐膛連通，筒形容器的上部通過煙氣管路與氣體分離裝置連通；
[0009]所述氣體分離裝置包括除塵降溫裝置、脫水劑、分子篩吸附塔、引風機、冷卻器、真空栗，用于作為將氧氣和二氧化碳從煙氣中分離出來的變壓吸附裝置；所述除塵降溫裝置用于對進入氣體分離裝置的熱煙氣進行除塵降溫；所述引風機用于進行煙氣輸送(包括將通過除塵降溫裝置的煙氣輸送到冷卻器)；所述冷卻器用于將經(jīng)過除塵降溫裝置的煙氣降到常溫；所述分子篩吸附塔能利用分子篩對不同氣體產(chǎn)生的吸附力和吸附速度不同，通過和引風機、真空栗配合(調(diào)節(jié)運行改變吸附塔中的壓力變化)，經(jīng)多級吸附解析過程，實現(xiàn)將氧氣、二氧化碳從經(jīng)過冷卻器降溫后的煙氣中分離出來；
[0010]氣體分離裝置分別通過二氧化碳管路、煙氣管路與熱解裝置連接；通過剩余煙氣管路與半焦管路匯合連接到總管路；通過氧氣管路與煤粉爐爐膛連通；
[0011]氣體分離裝置中的各裝置部件，本領域技術人員可根據(jù)本實用新型所述功能，對現(xiàn)有技術手段加以利用以實現(xiàn)相關功能，由于這些內(nèi)容并非本實用新型重點，故不再贅述。
[0012]所述氣體凈化裝置包括煤氣除塵裝置、冷卻和輸送裝置、酸性氣體(H2S、HCH等)脫除裝置、堿性氣體(冊13類)脫除裝置、焦油類回收裝置、酚水處理裝置及煤氣儲存裝置，用于對荒煤氣中進行凈化；
[0013]氣體凈化裝置中的各裝置部件，本領域技術人員可根據(jù)本實用新型所述功能，對現(xiàn)有技術手段加以利用以實現(xiàn)相關功能，由于這些內(nèi)容并非本實用新型重點，故不再贅述。
[0014]在本實用新型中，所述煤粉管路上設有調(diào)節(jié)閥，用于控制煤粉從煤粉倉進入熱解裝置的添加量；所述流化介質管路上設有調(diào)節(jié)閥，用于控制流化介質進入熱解裝置內(nèi)部管路的流量。
[0015]提供基于所述煤熱解多聯(lián)產(chǎn)裝置的煤熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝，包括煤的熱解、氣體分離、半焦燃燒、煤氣凈化，所述煤熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝具體包括下述步驟:
[0016](1)將從煤粉倉出來的煤粉通過煤粉管路送入熱解裝置，通過加熱載體之間的熱交換，使煤粉在700?900°C溫度下進行熱解，熱解后得到半焦、荒煤氣，以及作為加熱載體熱交換后的煙氣；
[0017](2)將步驟(1)中得到的半焦通過半焦管路、總管路送入煤粉爐爐膛參與燃燒；
[0018]將步驟(1)中得到的煙氣通過煙氣管路送入氣體分離裝置，分離成二氧化碳、氧氣和剩余煙氣；分離出的氧氣通過氧氣管路送入煤粉爐爐膛參與燃燒；分離出的二氧化碳作為流化介質通過二氧化碳管路送入熱解裝置的煤粉管道中，二氧化碳能在熱解裝置中與產(chǎn)生的半焦在700?900°C溫度下反應，反應生成一氧化碳，一氧化碳能夠與煤粉中揮發(fā)出的水反應生成氫氣，一氧化碳和氫氣即作為熱解后的一部分荒煤氣；分離出的剩余煙氣再通過剩余煙氣管路與半焦混合，送入煤粉爐爐膛參與燃燒；
[0019]煤粉爐爐膛中燃燒產(chǎn)生高溫煙氣、鍋爐蒸汽和灰渣，且高溫煙氣的溫度在900?1100°C之間，高溫煙氣從煤粉爐爐膛出口煙道側引出后，通過高溫煙氣管路送入熱解裝置中，用于作為步驟(1)中煤粉熱解的加熱載體；
[0020](3)將步驟⑴中得到的荒煤氣引一股依次通過荒煤氣總管、流化介質管路，進入熱解裝置內(nèi)部蛇型圓管底部作為流化介質，其余荒煤氣通過荒煤氣總管送入氣體凈化裝置進行凈化，凈化之后的荒煤氣用于加工成高附加值的煤氣產(chǎn)品。
[0021]在本實用新型中，所述步驟(2)中，產(chǎn)生的鍋爐蒸汽能用于發(fā)電、供熱或制冷；產(chǎn)生的灰渣能用于建材資源、化工原料及產(chǎn)品、提取稀有金屬、生產(chǎn)化肥。
[0022]在本實用新型中，所述步驟(3)中得到的煤氣產(chǎn)品能作為化工原料、工業(yè)用氣或民用煤氣。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0024]本實用新型的工藝能用于解決當前煤粉爐的煤炭資源直接燃燒、利用率低、污染嚴重等問題，將煤的熱解、氣化、燃燒綜合利用，提高了煤炭資源利用率，是有效解決我國能源利用與環(huán)境污染問題的重要措施之一。
[0025]本實用新