[发明专利]一种利用内热式直立炉热解粒煤的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及到粒煤热解制取煤焦油、活性半焦、煤气的一种装置及方法。

背景技术

多年来，国内外对煤热解制半焦、煤焦油和煤气进行了一系列的研究。到目前为止，已进行中试或工业性实验或工业化生产的煤热解炉型主要有：内热式直立炉、转盘炉、回转炉、带式炉、搅拌床炉、流化床炉、气流床炉等。由于以块煤（块径20～80mm）为原料的内热式直立炉具有结构简单、投资低、易操作等特点，现已在我国煤热解制半焦、煤焦油和煤气的生产中得到广泛的应用。但由于内热式直立炉所用原料为块煤，并用50%的自产煤气与助燃空气燃烧作为热载体，送入炉内对煤进行热解，致使所产煤气中氮气含量高达47%左右，其热值仅为7100～8300kJ/m3，使其利用受到限制。而煤炭机采过程中，块煤（块径20～80mm）占20%～30%，粒煤（粒径6～20mm）占20%，因块煤市场供应不足、且价高，提高了企业的生产成本。专利CN 101724416 B提供的倒阶梯型直立内热空腹炭化炉，是采用粒煤（粒径6～20mm）为原料进行热解生产半焦、煤焦油和煤气，并实现了工业化生产。由于粒煤（粒径6～20mm）来源充足、且价低，不仅提高了企业的经济效益，重要的是扩大了煤热解原料煤的来源。但在该专利中，仍然采用50%的自产煤气与助燃空气燃烧作为热载体，同样所产煤气中因氮气含量高达47%左右，使其利用受到限制。专利CN 101691493 B提供的一种外燃内热式煤干馏炉，也是采用50%的自产煤气与助燃空气燃烧作为热载体，送入炉内对煤进行热解，所生产煤气中氮气含量仍高达47%左右。

为了解决内热式直立炉所产煤气中氮气含量高、热值低的不足，急需提供一种既能显著降低煤气中氮气含量，又能生产高热值煤气的新炉型。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种热效率高、环境友好、半焦质量好、能显著降低煤气中氮气含量、生产出热值高煤气、装置可大型化的利用内热式直立炉热解粒煤的装置。

本发明的目的之二是提供一种以大量的粉煤中含有的粒径3～30mm的粒煤为原料，热效率高、环境友好、半焦质量好，能显著降低煤气中氮气含量且生产的煤气热值高、可回收利用的利用内热式直立炉热解粒煤的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该装置包括内热式直立炉，该内热式直立炉自上而下依次设置有进料斗、干燥段、第一过渡段、热解一段、热解二段、第二过渡段、冷却段、排料阀以及出料斗；

所述干燥段通过管道分别与干燥蒸汽循环风机和高温蒸汽循环风机连通，干燥蒸汽循环风机的出口通过管道与冷却段连通，热解一段通过管道分别与煤气换热器的煤气出口以及微旋风除尘器的进气口连通，微旋风除尘器的出气口通过管道与急冷器的进气口连通，急冷器的出气口通过管道与荒煤气换热器的进气口连通，荒煤气换热器的煤气出口通过管道与煤气换热器的煤气入口连通、荒煤气出口通过管道与横管冷却器的进气口连通，横管冷却器的出气口与电补焦油器的入口连通，热解二段烟气入口通过管道分别与燃烧炉的烟气出口连通以及热解二段煤气出口与微旋风除尘器的进气口连通，燃烧炉的另一个烟气出口与煤气换热器的烟气入口连通。

上述系统还包括布袋除尘器，布袋除尘器的进气口分别与煤气换热器的烟气出口以及干燥蒸汽循环风机的出口连通。

上述进料斗为两端对称的拉瓦尔管形状。

上述干燥段是在干燥腔室的外围设置有干燥蒸汽进气室和干燥蒸汽出气室，在干燥腔室内设置有4～7排干燥蒸汽导出槽和3～6排干燥蒸汽导入槽，干燥蒸汽导出槽与干燥蒸汽导入槽上下交错排布，干燥腔室通过干燥蒸汽导入槽与干燥蒸汽进气室连通、通过干燥蒸汽导出槽与干燥蒸汽出气室连通，在干燥蒸汽进气室的外壁上加工有干燥蒸汽入口，在干燥蒸汽出气室的外壁上加工有干燥蒸汽出口；

所述热解一段是在热解腔一室的外围设置有热解煤气进气室以及热解荒煤气出气一室，在热解腔一室内设置有5～9排热解煤气导出槽和4～8排热解煤气导入槽，热解煤气导出槽与热解煤气导入槽上下交错排布，热解腔一室通过热解煤气导入槽与热解煤气进气室连通、通过热解煤气导出槽与热解荒煤气出气一室连通，在热解煤气进气室的外壁上加工有热解煤气入口，热解荒煤气出气一室的外壁上加工有热解荒煤气出口；