[发明专利]粉煤制焦设备及制焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将煤炭制焦技术领域，特别涉及一种粉煤制焦设备及制焦方法。

背景技术

半焦又称兰炭，是由原煤低温干馏所得的可燃固体产物。原煤在快速热解过程中脱除热解水、焦油、部分的硫和煤气。原煤制半焦的产率约为原料煤质量的50％-70％。

半焦色黑多孔，主要成分是碳、灰分和挥发分。其灰分含量取决于原料煤质，挥发分含量约5％-20％(质量)。与焦炭相比，挥发分含量高，孔隙率大而机械强度低。与一氧化碳、蒸汽或氧相比，具有较强的反应活性。半焦是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料，也用于合成气、电石生产等，少量用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂，此外也用作炼焦配煤。

半焦含有比煤体较高的热值。半焦的可磨性、反应性及燃烧性都比煤好，因此，半焦可代替无烟煤用作钢铁厂和电厂高炉理想的喷吹燃料，以及钢铁厂的烧结用料。

现有的煤半焦热解炉，无论是内热式还是外热式，对使用的原煤的粒度都要求在20mm-80mm之间，而20mm以下粉煤，由于间隙小、透气性差、火焰穿透力不足、或热能传导不畅等原因，用于制焦会导致同一煤层不同部位的温度不均衡，热解不均匀，造成部分产品过烧、部分产品欠烧，质量不稳定；同时，热解后的煤气也无法顺利排出。另外，煤气夹带粉尘溢出，导致焦油和粉尘无法脱离，影响焦油品质。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种粉煤制焦方法，以便对粒径在20mm以下的粉煤进行制焦，并且可以实现粉煤热交换均衡，从而产生粉状半焦、煤气和煤焦油。

本发明的另一目的是提供一种实现上述粉煤制焦方法的粉煤制焦设备。

根据本发明第一方面，提供了一种粉煤制焦方法，包括以下步骤：

在用于粉煤制焦的炭化室内逐层安装向下倾斜的粉煤承载板；

利用所述多个粉煤承载板构成相互连通的多层热交换单元，其每层热交换单元均具有基于粉煤承载板上的粉煤堆积区域和气体流动区域，以便形成粉煤和气体可流动的粉煤制焦环境；

将粉煤从上至下布入各层热交换单元中，使得每层热交换单元的粉煤堆积区域上分别堆积斜向分布的粉煤层；

利用各层的气体流动区域将通过燃烧或者加热产生的热载体气体从下向上流动到各层热交换单元，使热载体气体分别与各个热交换单元从上而下流动的粉煤层进行热交换。

优选地，当所述炭化室为内热式结构时，炭化室分为预热干燥区、热解干馏区、燃烧焦化区和半焦冷却区；其中：

预热干燥区包含位于炭化室上部的若干个热交换单元，用于粉煤预热和干燥；

热解干馏区包含位于炭化室中上部的若干个热交换单元，用于对预热和干燥后的粉煤进行低温热解，干馏出粉煤中挥发份；

燃烧焦化区包含位于炭化室中下部的若干个热交换单元，用于产生热载体气体，并对经热解干馏区热解的粉煤进行进一步中温热解，干馏出粉煤中残留的挥发份，生产出粉状半焦；

半焦冷却区包含位于炭化室下部的若干个热交换单元和曲线式半焦出料通道，用于利用高温半焦对外部进入的空气和煤气进行预热，并对半焦进行冷却，排出低温半焦。

优选地，当所述炭化室为外热式结构，炭化室分为预热干燥区、热解干馏区和半焦冷却区；其中：

预热干燥区包含位于炭化室上部的若干个热交换单元，用于粉煤预热和干燥；

热解干馏区包含位于炭化室中部和下部的若干个热交换单元，用于对预热和干燥后的粉煤进行热解，干馏出粉煤中挥发份，生产出粉状半焦；

半焦冷却区包含位于炭化室下部的若干个热交换单元和曲线式半焦出料通道，用于利用高温半焦对外部进入的空气和煤气进行预热，并对半焦进行冷却，排出低温半焦。

优选地，所述的逐层安装向下倾斜的粉煤承载板的步骤包括：在炭化室内逐层安装多个带有通气气隙的三角形或弧形等形状的粉煤承载板；其中，布入粉煤时，在所述粉煤承载板的作用下粉煤下行，在每层热交换单元的粉煤承载板上堆积倾斜粉煤层，并由此形成位于倾斜粉煤层之上的气体流动区域；其中，所述粉煤承载板上开有多个用于从下方对粉煤承载板上的粉煤层进行粉煤加热热解的通气气隙，其作用在于，粉煤在下行过程中不能通过所述气隙下行，而从下向上流动的热载体气体可以穿过所述气隙上行。