[发明专利]一种自热式热解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤的转化方法，特别是一种煤热解及气化制取半焦和煤气的方法。

背景技术

我国能源现状是“多煤、少油、缺气”，煤直接燃烧生产热、电以及蒸汽，能耗高、对环境污染大。通过热化学转化方法将煤转化为高价值的气态、液态和固态产品，开发能够富产气体燃料、固体半焦及其它加工产品的煤炭高价值梯级转化和利用工艺，对提高煤炭资源利用效率、减少环境污染具有重要意义。

目前，对于煤的热解，主要采用的热源有气体热载体、固体热载体或电加热，以便达到加热煤的同时，不带入氧气的目的。

中国专利申请200810104399.2公开了一种褐煤干燥提质装置及工艺方法，包括褐煤分室干燥装置、流化床热解装置、热解气体燃烧装置以及其他辅助装置；将干燥、热解与燃烧结合，采用燃烧烟气与蒸汽用作干燥和热解的热源。中国专利申请200910215125.5公开了一种新型流化床半焦生产系统及其工艺，包括干燥系统和干馏系统，干燥与干馏结合，配备燃烧炉，干燥系统为流化床干燥机，过热蒸汽作流化介质，热量来自于燃烧炉烟气，干燥系统尾气净化后一部分在干燥装置循环，另一部分回收利用。中国专利申请200910235333.1公开了一种煤气-焦油-半焦联产方法，将热解与燃烧结合，固体热载体为热解提供热量，烟气进入余热锅炉补燃，利用烟气显热和补燃释放的热量对热解前粉煤干燥。

煤热解所产出的半焦温度很高，如果不能完全冷却，将可能在储存或运输中发生自燃，引发危险。目前半焦的冷却常采用通入水或水蒸气的方式，如中国专利申请201010587830.0公开的一种由煤制取半焦、焦油和煤气的方法，向半焦中直接通入水或水蒸气，使半焦出炉温度在100～180℃，但这种方式会产生难以处理的废水。

发明内容

为解决现有技术中问题的至少一个方面，提出本发明。本发明的目的在于提供一种自热式热解方法，该热解方法可以利用末煤生产半焦、可燃气或合成气产品。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种自热式热解方法，包括如下步骤：将煤送入流化床式热解炉中；在热解炉的底部通入流化气体，所述流化气体中含有氧气，所述氧气的量仅供部分煤燃烧，部分煤在热解炉中燃烧而消耗掉氧气且同时释放出可将煤加热至热解温度的热量，煤的热解产生半焦和煤气。

可选地，半焦中粒径较小的细粉随煤气从热解炉顶部排出，进入气固分离器进行气固分离，分离出的半焦细粉部分返回热解炉；未随煤气排出的粒状半焦从热解炉的下部排出。

可选地，所述煤为粒径分布于0～20mm之间的末煤。

可选地，所述流化气体为空气、空气与蒸汽的混合气体、富氧空气与蒸汽的混合气体、或纯氧与蒸汽的混合气体。

可选地，所述的流化气体在热解炉中的空塔流化速度为1.2～4.0m/s。

可选地，流化气体中所含的氧气为：每公斤煤0.05～0.35Nm³的氧气。

可选地，所述的煤中的挥发分60～95％在热解炉中析出。

可选地，当以半焦及煤气、焦油为目标产品时，所述热解炉内的反应温度为700-850℃。

可选地，当以半焦和煤气为目标产品时，所述热解炉内的反应温度为850-1050℃。

可选地，通过调节为每公斤煤所供给的氧气的量，调节热解炉内的反应温度。

可选地，所述的从热解炉底部排出的半焦进入深度热解炉中进行深度热解，半焦中残余的挥发分继续析出；经过深度热解的半焦从深度热解炉的底部排出。

可选地，所述的半焦深度热解，所产生的煤气通入热解炉或直接作为产品气输出。

可选地，所述的从深度热解炉底部排出的半焦进入间接冷却式的半焦冷却段进行冷却，使半焦被冷却至400℃以下。

可选地，所述的半焦冷却段中的半焦放出的热量被用于煤的干燥，这些热量在干燥器中释放；将煤送入热解炉中进行热解之前，先送入所述的干燥器进行干燥。

可选地，所述的从深度热解炉底部排出的半焦，在进入半焦冷却段之前，还经过一空气预热器；所述的空气预热器用于预热通入热解炉的空气、富氧空气或纯氧。

可选地，所述从气固分离器中分离出来的半焦细粉，除返回热解炉的部分外，其余被排出。

可选地，所述方法包括步骤：通过调节返回热解炉的半焦细粉的量与被排出的半焦细粉的量之间的比例，调节热解炉沿高度方向的温度分布。