[发明专利]煤矸石热解气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矸石热解气化的技术，特别是煤矸石热解气化装置。

背景技术

煤矸石——从原煤中选出的石头，是选煤厂的废渣，不好处理，中国每年有上亿吨的煤矸石不能利用，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，造成严重的环境污染。

由于亿万年的煤化作用，煤矸石中含有20-30％的碳、油、气物质，其中油气占11-15％、碳占7-15％。把煤矸石热解气化，得到油气产品和70-80％的固体产物(成份为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、五氧化二磷、氧化锰、三氧化硫等组成，是硅铝质耐火材料的熟料)，有经济价值，更有社会效益。

本发明人长期对煤矸石的物理特性和高温煤热解气化工艺的研究，创新一套全新的煤矸石高温热解气化综合工艺及装置。

发明内容

本发明提供煤矸石热解气化方法，该方法利用煤矸石热解气化过程中产生的荒煤气回收净化后的净煤气进行燃烧，给煤矸石热解气化提供所需要的热量和温度，又利用自煤矸石热解气化后的固体产物的余热产生水蒸汽，再利用水蒸汽与固体产物直接接触产生过热水蒸汽，促进水煤气反应能够连续、充分进行，同时节省能耗，降低固体产物温度，便利固体产物的排料。

实现上述目的所采取的技术方案是：

煤矸石热解气化方法，该方法主要涉及的设备包煤矸石热解装置和水煤气反应装置，所述的煤矸石热解装置设置在炉体中部，主要包括热解气化室、外燃气加热装置、内燃气加热装置、气体换向装置，所述的热解气化室由耐火导热材料内、外环墙构成一个环状空间，围绕在热解气化室外墙环外周为外燃气加热装置，热解气化室内环墙环内为内燃气加热装置，所述的外燃气加热装置主要为若干组结构相同关联第一燃气加热器、第二燃气加热器构成，所述的内燃气加热装置主要由若干组结构相同的关联第三燃气加热器、第四燃气加热器，其结构与关联第一燃烧加热器、第二燃烧加热器组成几乎完全相同；所述的水煤气反应装置包括热解气化室、物料降温装置、蒸汽产生装置，具体实现步骤是：

(1)、通过煤矸石热解装置的外燃气加热装置、内燃气加热装置的两组燃气加热器交替燃烧和两组蓄热换热器的蓄热换热对净化后煤气燃烧给热解气化室提供热源，煤矸石在热解气化室中高温环境下进行热解；

(2)、通过水煤气反应装置从热解气化室下部通入高温水蒸汽，并与热解气化室的高温炙热的煤矸石热解物料接触，煤矸石热解后的固体产物中的炭与过热水蒸汽相遇进行水煤气反应生成水煤气；

(3)、煤矸石热解气化后的固体产物从热解气化室中落入物料降温装置的高温降温室和低温降温室中，对经过低温降温室和高温降温室向上进入热解气化室的水蒸汽再次加热成为过热的高温水蒸汽，同时又对煤矸石热解气化后的固体产物进行降温，再利用低温降温室中固体产物余热给蒸汽产生装置中的水加热形成水蒸汽；

(4)、将蒸汽产生装置中的水加热形成水蒸汽再通向物料降温装置的低温降温室，使得水煤气反应能够连续不间断进行。

所述的第(1)步具体细化为：

(1)、气体换向装置的旋转换向电机带动上盘在下盘上转动，空气主管与第一燃气加热器的第一空气分管接通，空气主管与第二燃气加热器的第二空气分管处于切断状态；同时，煤气主管与第一燃气加热器的第一煤气分管亦相接通，煤气主管与第二燃气加热器的第二煤气分管处于切断状态；与此同时，燃烧废气主管与第一燃气加热器的第一燃烧废气分管亦相切断，而相应燃烧废气主管与第二燃气加热器的第二燃烧废气分管处于相接通状态；

(2)气体换向装置的空气风机将空气鼓入空气主管、空气依次进入第一燃气加热器的第一蓄热腔，利用第一蓄热体释放的热量对空气进行加热后进入第一燃烧室中；同时，煤气风机将荒煤气经过化产回收净化后得到净煤气鼓入煤气主，净煤气进入第一燃烧室中进行燃烧，与此同时，因为燃烧废气主管与第一燃烧废气分管处于相切断状态，而相应燃烧废气主管和第二燃烧废气分管处于相接通状态，所以第一燃烧室中煤气燃烧后的废气只能通过燃烧室通孔进入到第二燃烧室中，再经过第二蓄热腔中，经第二蓄热腔中的第二蓄热进行吸热降温后从通过废气风机排出；