[发明专利]一种半焦热量的回收利用系统以及回收利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种半焦热量回收利用系统以及其工艺，尤其涉及一种利用半焦换热的热量提供干馏能量且可与煤粉混合提供优质发电燃料的系统和工艺。

背景技术

中国具有富煤、贫油、少气的特点，因此中国的能源消费主要以煤炭为主，是世界上燃煤污染最严重的国家之一。我国低阶煤蕴藏量占煤炭储量的50％左右，产量占目前总量的30％，低阶煤由于高水分、高挥发份、低热值且极易自燃的特点，从而不适于长期存储和长距离运输，长期被视作一种劣质煤炭资源，目前仅用做坑口电厂燃料和坑口气化原料，限制了褐煤资源的合理开发利用半径。

因低阶煤产区多为水资源缺乏、生态环境脆弱、经济总量较小的地区，采用发电和发展大型煤化工的方式就地转化，容易受到水资源瓶颈和环境容量瓶颈两个因素的制约；低阶煤直接用于电厂锅炉燃烧时，存在热效率低、制粉工艺选型庞大、厂用电高、设备投资高、发电厂净效率低、烟气尾部排水量大等诸多问题；低阶煤经简单的干燥后，由于干燥煤中挥发份成份高，直接用于电厂锅炉燃烧时，存在制粉系统爆炸问题，同时锅炉炉膛温℃不高，从而煤燃烧不充分的现象；同时低阶煤中含有大量的煤焦油，不加以利用率，则浪费了大量煤焦油。

因此，褐煤提质方面的技术应用而生，但是随之而来的便是如何针对低阶煤干馏后产生高温半焦炭的显热及煤粉综合回收利用，如何解决能量的回收及资源的利用问题。

现有技术中对于褐煤干馏的技术方法繁多，工艺类型不外乎以下几种型式的组合：按加热方式分有外热式、内热式和内外热结合式；按煤料的形态分有块煤、型煤与粉煤三种；按供热介质不同又有气体热载体和固体热载体二种；按煤的运动状态又分为固定床、移动床、流化床和气流床等。从目前主要技术应用情况来分析，内热式气体热载体干馏技术比较成熟，操作比较灵活且安全，但内热式气体热载体干流技术对煤种的颗粒℃有要求，一般都要求在3mm以上，所以在破碎筛分过程中产生了大量的煤粉，如不加以利用，将是巨大的浪费。

现有技术中的熄焦方法有干法熄焦及湿法熄焦两种：

第一种，干法熄焦是用低温惰性气体冷却红焦的一种熄焦方法：干熄焦在节能、改善焦炭质量方面优于湿熄焦，但其占地面积大，设备结构复杂、制造难℃大、维修费用高、投资大，且焦炭烧损严重。对于独立型焦化企业而言，所吸收的热量自身不易平衡，因此干熄焦在独立型焦化企业难以推广。

第二种，湿法熄焦是用水喷淋红焦(包括低水分熄焦、稳定熄焦等)，将红焦降至100℃以下，产生的蒸汽直接排放到大气：其特点为工艺简单，投资省，操作、维护简便；缺点为：约占整个焦炉耗热量30～35％的红焦显热没有有效利用；水资源消耗多；红焦急剧冷却，降低焦炭质量；熄焦产生的蒸汽夹带有污染、腐蚀性介质以及粉尘，直接排入大气，不仅造成环境污染，而且还是一种资源浪费。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种半焦热量回收利用系统以及回收利用工艺，该系统以及工艺中半焦热量先与含氧的水蒸气进行氧化还原反应，同时进行换热后形成的高温可燃气可为热风炉提供部分燃烧能量；换热后形成的低温半焦与原料煤粉混合后提供优质的发电燃料，有效的利用了半焦的换热热量以及显热热量，且达到了利用废弃煤粉的作用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种半焦热量回收利用系统，包括干燥装置，用来干燥煤炭，干燥装置的煤炭出口连接热解装置，干燥装置的蒸汽出口连接热交换反应器；热解装置，用来将干燥装置中干燥后的煤炭热解形成高温半焦，热解装置的半焦出口连接热交换反应器；热交换反应器，用来将干燥装置中低温含氧蒸汽与热解装置中热解后的高温半焦进行热交换反应，以形成可回收利用的高温可燃气体以及低温半焦。

作为本发明的进一步优化，热交换反应器的气体出口连接热风炉，高温可燃气通入到热风炉中燃烧回收；热交换反应器的半焦出口连接混合回转器，混合回转器中通入煤粉，煤粉与热交换反应器中形成的低温半焦在混合回转器中混合发生水合氧化反应产生可供发电的燃料。

作为本发明的进一步优化，混合回转器连接水力除尘装置，以将混合回转器中产生的气体除尘，水利除尘装置连接负压排风机，以将除尘后的气体通过负压排风机排空；混合回转器还连接成型装置，以将混合回转器中形成的燃料进一步钝化供发电。