一種煤熱解提質一體化成套系統及工藝技術方案

本發明專利技術涉及一種煤熱解提質一體化系統，沿工藝路線依次連接設有所述干燥熱解單元、提質煤冷卻單元和增濕出料單元，通過設置所述干燥熱解單元中煤干燥和煤熱解反應在同一個回轉筒體內完成，有效減少設備投資，提高.工藝可靠性；通過設置所述提質煤冷卻單元中利用冷空氣對布料列管內的物料進行間接冷卻，設備簡單，安全性好，廢水廢氣產率低，換熱后獲得的熱空氣進行熱量回收再利用；通過設置所述增濕出料單元中在利用螺旋輸送機對提質煤進行輸送的過程中，采用所述噴淋器對提質煤進行噴水增濕，操作簡單可靠，且可根據工藝需要調節噴水量，產品質量好，工藝環保。

【技術實現步驟摘要】
一種煤熱解提質一體化成套系統及工藝
本專利技術涉及一種煤熱解提質一體化成套系統及工藝，屬于煤熱解提質的

技術介紹
我國是一個煤炭資源豐富、而石油及天然氣資源相對匱乏的國家，近年來隨著我國北方地區大氣環境的日益惡化，為減少煤炭直接燃燒對環境的影響，同時提高煤炭資源的利用率，國內外越來越多的機構及學者開始研究煤炭分質利用技術，即將原料煤進行中低溫熱解，得到高價值的煤氣、煤焦油和提質煤的一種煤炭利用方法。目前，國內所采用的煤炭熱解提質工藝，多采用三套獨立系統串聯來實現，即干燥爐、炭化反應爐和冷卻(熄焦)爐串聯形成熱解提質工藝核心部分。中國專利文獻CN102250633A公開了一種用外熱式回轉爐進行褐煤提質的方法，具體步驟包括；(1)將原料褐煤送入回轉干燥爐，使原料褐煤溫度在100～300℃的環境下進行干燥和脫吸20～40分鐘，除去褐煤中的水分以及吸附在煤的毛孔中的氣體；(2)干燥和脫吸后的煤進入回轉炭化爐熱解提質，在物料溫度450～700℃下熱裂解40min～120min，熱裂解提質后得到半焦和含有焦油的高溫粗煤氣，回轉炭化爐的操作壓力在微正壓與微負壓之間，具體數值為±500mmH2O；(3)通過熱解提質后產生的半焦由回轉炭化爐的爐尾排出，送入回轉冷卻爐熄焦冷卻，冷卻后的半焦再送入篩焦裝置篩分得到不同粒徑的成品半焦；(4)通過熱裂解提質后產生的含焦油的高溫粗煤氣由回轉炭化爐導氣管導出，進入焦油煤氣分離純化裝置，進行吸收和純化，得到高品質焦油成品和高熱值煤氣成品；其中一部分成品煤氣和空氣送入燃燒爐燃燒，燃燒后的熱煙氣送入回轉炭化反應爐夾套內作為物料自身熱裂解的熱源，加熱完物料后具有一定熱值的熱煙氣由高溫風機送到回轉干燥爐干燥原煤。然而，上述工藝流程中，回轉干燥爐與回轉炭化反應爐之間、回轉炭化反應爐與回轉冷卻爐之間均需要專門設置銜接裝置，且三套爐體系統之間需要嚴格密封，但對于高溫固體物料的密封始終是技術難點，因此，上述工藝存在設備數量多、裝置龐大、布置復雜、工藝可靠性低、能耗高等缺點，此外，由于原料煤中含有大量粉塵，極易造成設備管道堵塞，且后續油氣產品除塵工作量大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提出一種結構簡單、高效節能、環境友好的煤熱解提質一體化成套系統及工藝。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為：一種煤熱解提質一體化成套系統，其沿工藝路線依次連接設有干燥熱解單元、提質煤冷卻單元和增濕出料單元；所述干燥熱解單元，包括橫向設置的回轉筒體以及套設于所述回轉筒體側壁外側的外夾套，所述回轉筒體與所述外夾套之間形成煙氣通道；所述回轉筒體的前端設有進料口，所述回轉筒體的后端設有出料口；沿工藝路線方向所述回轉筒體依次包括干燥段、反應段和保溫段，在所述干燥段和反應段分界處設有料封區，所述料封區設有中心內筒和環設于所述中心內筒外側的螺旋，所述中心內筒與所述回轉筒體為同軸設置，沿豎直方向所述中心內筒的頂端高度低于所述回轉筒體內的物料高度；在所述反應段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20-56根反應段加熱管，所述反應段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述反應段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上，在所述保溫段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20-56根保溫段加熱管，所述保溫段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述保溫段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上，沿工藝路線方向所述外夾套上依次設有干燥煙氣出口、干燥煙氣進口、加熱煙氣出口、加熱煙氣進口和保溫煙氣出口；所述干燥煙氣進口與所述中心內筒通過一個連接管連通設置；所述反應段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣出口和所述加熱煙氣進口連通；所述保溫段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣進口和所述保溫煙氣出口連通；所述提質煤冷卻單元，包括縱向設置的筒體以及位于所述筒體內部的沿豎直方向平行設置的若干個布料列管，所述筒體的頂部與所述干燥熱解單元的出料口連通設置，所述筒體的上部設有熱空氣出口，下部設有冷空氣進口和水蒸氣排出口；所述增濕出料單元，與所述筒體的底部連通設置，所述增濕出料單元包括螺旋輸送機和噴淋器，所述噴淋器位于所述螺旋輸送機的上方以對所述螺旋輸送機的輸送物料進行噴淋處理。在所述加熱煙氣進口處、位于所述外夾套的內側設置兩個煙氣分流器，所述煙氣分流器為人字形分流板。與所述回轉筒體的進料口連通設置進料器，所述進料器為溜管或螺旋進料器。與所述回轉筒體的前端連通設有排灰箱，所述排灰箱的底部設有排灰口，所述排灰箱的側壁上設有氣體出口；與所述回轉筒體的后端連通設有出料箱，所述出料箱的底部設有出料口，所述出料箱的頂部設有導氣口。沿所述回轉筒體的中心軸向，所述干燥段、反應段和保溫段的長度占回轉筒體總長的百分比依次為40％～45％、40％～45％、10％～20％。沿所述回轉筒體的中心軸向，所述反應段加熱管的長度小于或等于所述反應段長度，所述保溫段加熱管的長度小于或等于所述保溫段的長度。沿豎直方向，所述回轉筒體內的物料高度比所述中心內筒的底端高出100～200mm。在所述筒體內部且位于所述布料列管的上方設有物料分布器。所述布料列管的直徑為DN200～DN400，所述布料列管的長度與所述筒體的長度之比為0.8:1～1:1。與所述提質煤冷卻單元還連接設置重量感應裝置或者料位感應裝置。本專利技術所述的煤熱解提質一體化成套系統，工藝流程如下：(1)原料煤進入所述干燥熱解單元，先在所述干燥段利用熱煙氣對原料煤通過間接加熱和直接加熱的組合方式進行干燥處理，將原料煤的含水量降至到0.5％以下得到干燥煤；在對原料煤進行干燥的同時，與原料煤直接接觸的煙氣將原料煤中細微煤粉帶走并除去；之后，在所述反應段利用熱煙氣對所述干燥煤進行逆流式間接加熱，所述干燥煤被加熱到350～600℃進行熱解反應，反應生成焦油氣、煤氣和提質煤，所述提質煤進入所述保溫段后利用熱煙氣進行并流式加熱，保溫一段時間使所述提質煤中的揮發分析出；并將所述焦油氣和煤氣導出，得到高溫提質煤進入所述提質煤冷卻單元；(2)在所述提質煤冷卻單元，利用冷空氣對所述高溫提質煤進行間接換熱冷卻，將所述高溫提質煤的溫度降低至200℃以內，換熱后獲得的熱空氣進行熱量回收；(3)冷卻降溫后的提質煤進入所述增濕出料單元，在出料的過程中利用噴淋器對所述提質煤進行噴水增濕，同時對提質煤進行進一步降溫，所述提質煤從出料口排出時，即為具有一定含水量且溫度為70℃左右的提質煤成品。本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：(1)本專利技術所述的煤熱解提質一體化成套系統，沿工藝路線依次連接設有所述干燥熱解單元、提質煤冷卻單元和增濕出料單元，首先，通過設置所述干燥熱解單元中煤干燥和煤熱解反應在同一個回轉筒體內完成，避免現有技術中由于需在干燥設備與熱解反應設備之間專門設置銜接設備，導致系統密封性差的問題，同時還能有效減少設備投資，提高了工藝可靠性，且本專利技術在進行原料煤干燥處理時，能夠同時除去細微煤粉，有利于后續工藝操作，確保煤熱解反應能夠長期穩定運行，有效解決現有技術中煤熱解工藝中粉塵易造成設備管道堵塞且后續油氣產品除塵工作量大的問題；其次，通過設置所述提質煤冷卻單元中利用冷空氣對布料列管內的物料進行間接冷卻，設備簡單，安全性好，廢水廢氣產率低，換熱后獲得的熱空氣進行熱量回收再本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤熱解提質一體化成套系統，其特征在于，沿工藝路線依次至少連接設有干燥熱解單元、提質煤冷卻單元和增濕出料單元；所述干燥熱解單元，包括橫向設置的回轉筒體以及套設于所述回轉筒體側壁外側的外夾套，所述回轉筒體與所述外夾套之間形成煙氣通道；所述回轉筒體的前端設有進料口，所述回轉筒體的后端設有出料口；沿工藝路線方向所述回轉筒體依次包括干燥段、反應段和保溫段，在所述干燥段和反應段分界處設有料封區，所述料封區設有中心內筒和環設于所述中心內筒外側的螺旋，所述中心內筒與所述回轉筒體為同軸設置，沿豎直方向所述中心內筒的頂端高度低于所述回轉筒體內的物料高度；在所述反應段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20?56根反應段加熱管，所述反應段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述反應段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上，在所述保溫段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20?56根保溫段加熱管，所述保溫段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述保溫段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上；沿工藝路線方向所述外夾套上依次設有干燥煙氣出口、干燥煙氣進口、加熱煙氣出口、加熱煙氣進口和保溫煙氣出口；所述干燥煙氣進口與所述中心內筒通過一個連接管連通設置；所述反應段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣出口和所述加熱煙氣進口連通；所述保溫段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣進口和所述保溫煙氣出口連通；所述提質煤冷卻單元，包括縱向設置的筒體以及位于所述筒體內部的沿豎直方向平行設置的若干個布料列管，所述筒體的頂部與所述干燥熱解單元的出料口連通設置，所述筒體的上部設有熱空氣出口，下部設有冷空氣進口和水蒸氣排出口；所述增濕出料單元，與所述筒體的底部連通設置，所述增濕出料單元包括螺旋輸送機和噴淋器，所述噴淋器位于所述螺旋輸送機的上方以對所述螺旋輸送機的輸送物料進行噴淋處理。...

【技術特征摘要】
1.一種煤熱解提質一體化成套系統，其特征在于，沿工藝路線依次至少連接設有干燥熱解單元、提質煤冷卻單元和增濕出料單元；所述干燥熱解單元，包括橫向設置的回轉筒體以及套設于所述回轉筒體側壁外側的外夾套，所述回轉筒體與所述外夾套之間形成煙氣通道；所述回轉筒體的前端設有進料口，所述回轉筒體的后端設有出料口；沿工藝路線方向所述回轉筒體依次包括干燥段、反應段和保溫段，在所述干燥段和反應段分界處設有料封區，所述料封區設有中心內筒和環設于所述中心內筒外側的螺旋，所述中心內筒與所述回轉筒體為同軸設置，沿豎直方向所述中心內筒的頂端高度低于所述回轉筒體內的物料高度；在所述反應段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20-56根反應段加熱管，所述反應段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述反應段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上，在所述保溫段的內部且沿所述回轉筒體的軸向設有20-56根保溫段加熱管，所述保溫段加熱管沿所述回轉筒體的內壁圓周均勻分布且所述保溫段加熱管的兩端固定于所述回轉筒體上；沿工藝路線方向所述外夾套上依次設有干燥煙氣出口、干燥煙氣進口、加熱煙氣出口、加熱煙氣進口和保溫煙氣出口；所述干燥煙氣進口與所述中心內筒通過一個連接管連通設置；所述反應段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣出口和所述加熱煙氣進口連通；所述保溫段加熱管的兩端分別與所述加熱煙氣進口和所述保溫煙氣出口連通；所述提質煤冷卻單元，包括縱向設置的筒體以及位于所述筒體內部的沿豎直方向平行設置的若干個布料列管，所述筒體的頂部與所述干燥熱解單元的出料口連通設置，所述筒體的上部設有熱空氣出口，下部設有冷空氣進口和水蒸氣排出口；所述增濕出料單元，與所述筒體的底部連通設置，所述增濕出料單元包括螺旋輸送機和噴淋器，所述噴淋器位于所述螺旋輸送機的上方以對所述螺旋輸送機的輸送物料進行噴淋處理。2.根據權利要求1所述的煤熱解提質一體化成套系統，其特征在于，在所述加熱煙氣進口處、位于所述外夾套的內側設置兩個煙氣分流器，所述煙氣分流器為人字形分流板。3.根據權利要求1或2所述的煤熱解提質一體化成套系統，其特征在于，與所述回轉筒體的進料口連通設置進料器，所述進料器為溜管或螺旋進料器。4.根據權利要求1或2所述的煤熱解提質一體化成套系統，其特征在于，與所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李萬善，王守峰，山秀麗，常景泉，賀鑫平，劉新，何戰柱，吳法明，謝文，王淑巖，
申請(專利權)人：陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，華陸工程科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61