[发明专利]一种用于煤热解制高热值煤气和高热值块焦的多级换热装置

说明书

一种用于煤热解制高热值煤气和高热值块焦的多级换热装置，所述多级换热装置设置在煤热解制高热值煤气和高热值块焦系统中，所述多级换热装置通入燃烧装置燃烧生成的高温烟气，并通入净煤气与高温烟气进行热交换，热交换后的高温净煤气送入热解装置，热交换后的烟气送入半焦筛选直冷装置，其余烟气通过烟气口排出；所述余热锅炉和煤气净化装置，所述热解装置生成的荒煤气送入余热锅炉换热并产生蒸汽外送，换热后的荒煤气送入煤气净化装置生成净煤气和焦油；所述多级换热装置中的高温烟气与所述净煤气逆向换热，生成高温净煤气和低温烟气。

技术领域

本发明属于煤热解应用技术领域，具体涉及一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法及装置。

背景技术

煤热解指煤炭在无氧条件下加热并发生一系列的物理变化和化学变化，得到煤气、焦油和半焦。煤炭热解技术作为煤炭加工利用重要技术之一，已有一百多年的历史，世界各国研究开发出多种煤热解工艺方法，这些热解工艺中煤热解所需要的热量一般来源于高温烟气和高温载体(高温瓷球或高温半焦)：煤直接与高温烟气接触换热，混合速度快，传热效率高，挥发分二次裂解概率低，但热解产生的煤气掺入了烟气，最终得到的煤气可燃气浓度偏低，热值偏低；煤直接与高温载体(高温瓷球或高温半焦)接触换热，固体与固体间换热速度较慢，且需要机械装置进行搅拌实现混合均匀，热解程度较低，所需热解时间长，此外，高温瓷球或高温半焦在多次循环使用过程中会不断磨损，导致产品品质降低。若采用煤热解产生的煤气对煤进行热解，具有传热快、炉内温度分布均匀稳定的特点，且得到的热解气热值高。

同时，中国专利CN101608126A公开了一种煤热解提质装置，煤热解的热源采用加热的高温半焦，操作灵活，能量利用效率较高，但煤与高温半焦的均匀混合通过回转窑实现，系统复杂性高。中国专利CN106753489A公开了一种基于煤粉炉的煤热解蒸汽、焦油和煤气联产系统及工艺，将盘管式热解器置于锅炉烟道内，高温烟气直接在热解器外部提供热量，但盘管式热解器换热面积有限，煤粉停留时间较短，此外还存在煤粉在热解器内部成团结焦的风险。

所以，若采用一种高温气体对煤进行热解，达到气固换热效率高的目的，但不能对热解煤气进行稀释，唯有煤自身热解产生的煤气，如何高效廉价地提高煤气的温度，关键在于如何对热解煤气进行升温加热。本发明提出一种用于煤热解系统的高温烟气与低温煤气多级换热装置，利用半焦燃烧生成的高温烟气对煤气进行多级间接换热，将烟气中的热量直接转移至煤气，获得高温煤气。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种装置紧凑、条件较温和、能量利用效率高、产品品质高的煤热解工艺方法和装置，通过热解-粉焦燃烧-多级换热-半焦筛选多级耦合工艺，将煤进行分级分质转化，得到高热值煤气和块焦，同时副产蒸汽和焦油，并提供一种用于煤热解系统的高温烟气与低温煤气多级换热装置，旨在将高温烟气的热量转移至煤气，获得高温煤气。

为解决上述技术问题，本发明的一种用于煤热解制高热值煤气和高热值块焦的多级换热装置，所述多级换热装置设置在煤热解制高热值煤气和高热值块焦系统中，所述煤热解制高热值煤气和高热值块焦系统包括干燥装置、热解装置、半焦筛选直冷装置、燃烧装置、多级换热装置、余热锅炉和煤气净化装置，

所述干燥装置为原料煤样的干燥装置，其连通半焦筛选直冷装置，选用半焦筛选直冷装置换热后生成的热烟气为干燥剂；

所述热解装置通入多级换热装置的高温净煤气对干燥后的原料煤样热解制气并生成热解半焦，热解后生成的荒煤气送至余热锅炉进行热交换；

所述半焦筛选直冷装置对热解半焦进行热态筛选，得到粉焦和块焦，并通入换热装置排出的低温烟气，对热块焦进行冷却，热粉焦送入燃烧装置；

所述燃烧装置通入粉焦燃烧生成高温烟气通入多级换热装置；

所述多级换热装置通入燃烧装置燃烧生成的高温烟气，并通入净煤气与高温烟气进行热交换，热交换后的高温净煤气送入热解装置，热交换后的部分烟气送入半焦筛选直冷装置，其余烟气通过烟气口排出；