[实用新型]褐煤固体热载体快速热解分级利用系统

说明书

技术领域

本实用新型属于褐煤分级加工利用领域，具体为一种褐煤固体热载体快速热解分级利用系统。

背景技术

我国褐煤资源储量丰富，存储量2118亿吨以上，占全国煤炭总储量的12.69%，主要分布在内蒙古、新疆、云南等地区。褐煤成煤年代较短，具有高水分、高化学活性、高挥发分、高灰分、低热值、低燃点的特点，国内176个井田或勘探区统计资料，我国褐煤全水分高达20%~60%，收到基低位发热量一般为11.71~16.73MJ/kg，平均挥发分为42.1%，平均灰分为21.9%，目前开发率低，仅占全国煤炭产量的4~5%。

由于褐煤水分含量高、易风化自燃，不便于长途运输，目前90%用于就地坑口发电，直接燃烧发电浪费了褐煤中潜在可转化为高附加值的油、气和富氢富氧化学品的组分。褐煤活性好、挥发分高、H/C比高等独特性质使其极适合热解，并且热解相对气化和液化，反应条件温和，工艺简单、投资少，还能提高褐煤的利用质量，使用途范围窄的褐煤经过加工可得到焦油、煤气和半焦等用途广泛的高附加值产品。褐煤热解提质生成的焦油质量好，其中含有的芳烃、脂肪烃和酚类物质，可加工成燃料油和化学品；生成的中热值煤气，可用作工业燃料、居民煤气，也可作化工原料；热解半焦发热量在22MJ/kg以上，可用作吸附材料、过滤材料、高炉喷吹料、气化原料等。

褐煤固体热载体快速热解技术符合褐煤结构及其热转化特性，对其实施分级炼制，在相对温和条件下（常压、中低温、无氢气），以内热式快速为褐煤热解提供热量，煤中丰富的含氧官能团、C-C侧链迅速在较低温度下断裂，形成更多的煤气和焦油，煤焦油可进一步加工炼制高附加值化学品和生产液体燃料。但是，目前该技术还未大规模商业化，主要是由于细粉半焦与焦油发生粘结，容易导致气液分离单元堵塞和油尘分离困难，影响系统长期稳定的运行，且不利于焦油深加工利用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种在技术、材料和成本等方面都可行的固体热载体褐煤快速分级利用系统，该系统应用工艺选择“煤大热载体小”的特点，对褐煤进行热解，实现褐煤的分级、高效、清洁利用。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种褐煤固体热载体快速热解分级利用系统，包括磨煤机，所述磨煤机将原料煤用粉碎后送至粉煤仓，再经粉煤螺旋给料机送至热解反应器；同时，位于高温热载体储料仓内的循环固体热载体通过高温螺旋给料机送至热解反应器。

所述热解反应器的上部气液出口输出气液产物进入旋风分离器，所述旋风分离器的出口输出净化后的气液产物进入气液分离器，所述气液分离器的气体出口输出净煤气部分通过鼓风机进入燃烧反应器，剩下净煤气进入变化工段；所述气液分离器的液体出口输出粗焦油进入分离工段。

所述热解反应器的下部混合物出口输出固体产物进入回转分离器，所述回转分离器的底部出口输出小粒径半焦和固体热载体进入固体热载体提升管；所述回转分离器的中部出口输出大粒径半焦进入半焦冷却器。

所述固体热载体提升管将固体热载体运至固体热载体加热器；所述燃烧反应器输出高温烟气通过高温高压循环风机进入固体热载体加热器；所述固体热载体加热器输出高温热载体进入高温热载体储料仓。

工作时，应用于上述系统的固体热载体褐煤热解分级利用工艺，包括褐煤粉碎和干燥、粉煤和高温热载体混合热解、气液固产物分级提取、热载体回收加热，具体步骤如下，如图2所示：

1、褐煤破碎和干燥：用破碎机粉碎褐煤，粒度控制在3~10mm以内，储于粉煤仓。

2、粉煤和高温热载体混合热解：选择2mm以下的固体热载体加热500~850℃；高温热载体和粉煤分别经高温螺旋给料器和粉煤给料器进入热解炉（热解反应器），充分接触、混合，在450~750℃之间进行热解。

3、气液固产物分级提取：将热解煤气导出，经气液冷凝分离提取热解粗焦油和粗煤气；粗煤气继续净化，按系统所需，一部分进入热载体加热系统，其余部分进入变化工段，制取氢气；粗焦油通过分离制取粗酚，剩余部分加氢制取汽柴油；热解后的半焦和固体热载体从热解炉底部排出，通过回转筛分离大粒径半焦；大粒径半焦经深加工制成还原剂、炭质吸附剂或高炉喷吹燃料等高附加值产品；小颗粒半焦和热载体进入热载体加热系统，小颗粒半焦燃烧发热，提高热载体温度。

上述系统应用于干燥、热解、燃烧、余热回收、固体热载体循环再生工艺，适合于褐煤分级利用。