CN107227177B - 兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法 - Google Patents
兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明主要干馏碎煤、末煤碾压、糅合，挤出的ø15‑30mm柱体颗粒为主，小粒煤为辅。将煤炭用筛口30mm破碎，分离出5‑30mm小粒块煤用于密闭强力破渣双段炉实现气化替代3‑5cm、3‑8cm块煤气化，扩大增加了气化煤的原料来源。而分离剩余5mm以下碎煤、末煤用碾压、糅合，挤出柱体颗粒投入兰炭干馏炉产出颗粒的兰炭。这种方法成品率高、碎粉少、洁净、水分低，产出的兰炭适应各种分散烟煤锅炉、烟煤炉、灶使用，从根源上解决烧烟煤的排出的污染。
Description
技术领域
本发明涉及干馏技术，是一种兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法
背景技术
申请人已申请发明专利《碎烟煤秸秆制备颗粒无氮热气干馏设备及方法》与其他各种形式兰炭炉相同之处是：利用自身干馏产生荒煤气或煤气燃烧释放550-850℃温度热能进入炉内对待干馏烟煤进行干馏。这种消耗燃气燃烧产生高温气体输入炉内干馏方式不足之处，燃烧后气体对干馏煤释放出气体混合被破坏，降低干馏煤释放出气体焦煤气使用价值，由原来热值≥4000kcal/m3优质无氮、低二氧化碳煤气降为≤1800kcal/m3，而且混有大量二氧化碳、氮气，采取分离成本高、目前只能用来烧锅炉。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法，其特征在于： 具体步骤如下：
① 采用双段煤气发生炉下段炉通过衬套孔7 的 550-850℃煤气，或无氮煤气 经高效保温除尘器11 后进入兰炭干馏炉燃烧室13；
②将① 进入兰炭干馏炉燃烧室13 的 550-850℃煤气或无氮煤气经多个原燃烧室射气孔14 分流均匀摄入干馏炉干馏膛15；
③ 根据② 进入干馏兰炭炉 550-850℃煤气或无氮煤气对炉膛内末烟煤棒或小粒煤干馏；
④根据③干馏后的煤在 650-850℃温度中释放出焦油、硫各种气体；
⑤ 根据③ 、④ 高温气体干馏后控制 90%以上流量经干馏煤气出口16 排出，排出后的干馏气体通过斜管17进入除尘后或焦油洗设备28 返回煤气管路***；
⑥用煤气、选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭 600-900m3
做为熄焦介质；
⑦ 将⑥ 煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛20对热碳进行冷却熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至 100-200℃时即可排出；
⑧ 将⑦ 冷却后煤气吸热温度已达到 200 或 300℃通过冷却煤气汇集室21冷却煤气导出管22借助风机23 冷却煤气上导管24按适当流量抽出压入兰炉上段干燥、预热筒25 对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤 气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
⑨ 将⑧ 干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口26导入斜管 17，形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或 只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
10 熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭 方式相同；
11 兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气是将纯氧气化炉底段及 底部与双段煤气发生炉上段联接一体；通过将高强耐温破渣炉箅3，高强耐温破渣炉箅3 下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成2联接通用部件氧气混合器1、通用部件排渣罐4 合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应 5-15mm、10-30mm 小粒煤、ø15-30mm 末煤棒替代现用 的 3-8cm 优质块煤作为气化原料。
步骤⑧所述熄焦的方法如下：
① 用煤气、选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭 600-900m3进行熄焦为佳；
② 将①煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛20对热碳进行冷却 熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至 100-200℃时即可排出；
③ 将②冷却后煤气吸热温度已达到 200 或 300℃通过冷却煤气汇集室21冷却煤气导出管22借助风机23 冷却煤气上导管24按适当流量抽出压入兰炭炉上段干燥、预热筒 25 对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤 气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
④ 将③干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口26导入斜管 17，形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或 只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
⑤ 熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭 方式相同。
用 550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却 膛 18底部冷却煤气进口19不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套的冷却膛20，进行熄焦至冷却膛20底部的热兰炭温度低于 100-200℃即可，冷却煤气继续向 上流吸热经冷却煤气汇集室21 吸入冷却煤气导出管22由风机23 抽入冷却煤气流向冷却煤气上导管24导入干馏炉上部干燥、预热筒 25，而后从冷却煤气出口26排入斜管17 与双段炉上段炉焦煤气出口及导管27经焦油洗设备28、电捕焦29、煤气冷却、脱酚、脱硫***30，冷却后 100-200℃后兰炭炉排兰炭总成31与氮 气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
末烟煤棒、小粒煤双段纯氧连续气化炉、集双段煤气发 生炉上段干馏与纯氧气化炉下段和底部密闭破渣、排渣结构组合一体，与双段煤气发生炉相同的是上段炉干馏、下段炉气化，采用纯氧气化炉下段用耐温钢板制 作带有夹水套6 的下段炉膛5、底部是纯氧气化炉高强耐温破渣炉箅3；高强耐温破渣炉箅3下底为通用部件密闭式驱动总成2，联接通用部件氧气混合器1，通用部件排渣罐4合成的装置适应小粒烟煤、末烟煤棒替代 3-5、3-8 块煤气化，基于夹水套6 和高强耐温破渣炉箅3、密闭式驱动总成2，气化温度可控制在 1050-1350℃，气化压力 900-3000mm 水柱，加上投入的小粒煤、煤棒与纯氧气化构成的双 段煤气发生炉气化效果更佳；纯氧气化气体下段炉产出煤气成分 CO+H2≥82%，灰 渣残炭量≤4%，气化产生的煤气在下段炉膛5 顶部通过上段炉耐火砖堆砌成衬套孔7夹有几十个作为输气孔，将气化温度提高到 1050-1350℃时使输出煤气在经衬套孔7 的温度达到 550-850℃，到达下段炉高温煤气输气孔8，经高温煤气导管10、高效保温除尘器11，再经高温煤气导管12吹入干馏炉燃烧室13，经干馏炉燃烧室13 內几十个燃烧室射气孔14分布均匀射入干馏炉干馏膛15，550-850℃温度高温煤气进入干馏炉干馏膛15 后连续进行对末烟煤棒或小粒煤进行干馏与干馏煤释放的粗热焦煤混合成荒煤气在干馏煤气出口16 排入斜管17，与斜管17 进入***进行除尘，电捕焦或洗焦油各种的净化及煤气降温脱硫， 用 550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却膛18.底部冷却煤气进口19不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套的冷却膛20，进行熄焦至冷却膛20底部的热兰炭温度低于 100-200℃即可，冷却煤气向上流经冷却煤气汇集室21吸入冷却煤气导出管22由风机23 抽入冷却煤气继续流向冷却煤气上导管24导入干馏炉上部干燥、预热筒 25，而后从冷煤气出口26排出与双段炉上段炉焦煤气出口及导管27 经焦油洗设备28、电捕焦29、煤气冷却、脱酚、脱硫***30，冷却后 100-200℃后兰炭炉排兰炭总成31与通用的氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
选用煤棒 ø18mm，ø20mm，ø22mm，ø30mm，小粒煤 5-10mm，10-15mm，15-20mm，10-25mm 在干馏后可投入由氧气混合器1、密闭式驱动总成2、高强耐温破渣炉箅3、排渣罐4、下段炉膛5 或干馏炉干馏膛15 夹水套6合成的下段炉纯氧连续气化炉通过部件 1-6 的结构合成，气化压力可提高到 900-3000mm 水柱，气化过程煤棒或小粒煤被气化剂吹得悬浮翻滚沸腾状态达到 以下目的：
① 利用穿透力或沸腾借机将气化温度控制在 1050-1350℃；
② 1050-1350℃温度气化后剩余灰分发生融化、结硫，在气化剂 900-3000mm 水柱压力形成沸腾的小粒煤颗粒均匀被充分烧尽逐步下降至底部与外吹入低温 气化剂交换降温成为蜂窝状炉渣；
③ 蜂窝炉渣是在连续气化沸腾小粒煤氧化后逐步下沉遇冷构成，构成蜂窝炉 渣利于气化和炉箅破渣、排渣；
④ 根据① 、② 、③ 气化温度达到 1050-1350℃时，气化压力吹起小粒煤沸腾作用使其碳粒烧尽，在气化温度 1050-1350℃温度产生煤气成分二氧化碳含量显 著降低、一氧化碳升高，煤气有效成分达到 80%以上而且使炉渣残碳量≤4%。
双段气化炉将高强耐温破渣炉箅3，高强耐温破渣炉箅3 下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成2联接通用部件氧气混合器1、通用部件排渣罐4 合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应 5-15mm、10-30mm 小粒煤、ø15-30mm 末煤棒替代现用的 3-8cm 优质块煤作为气化原料。
末烟煤柱体颗粒保持切圆堆垒积干馏层达到 850℃温度 时，切圆堆垒、加上直径单一规格和适度直径，如粘性煤柱体颗粒直径大于 ø20mm、ø30mm、ø40mm、ø50mm、ø60mm，长度为直径两倍以上规格和尺寸中选择 为最佳，可避免过度粘连接，也就是说切圆与切圆点接触面小，同时间隙均匀、 充分，逐步升温不间断吹动低压气流先把碳内释放焦油、气体带走，实现碎、末 烟煤柱体颗粒干馏避免粘性粘结。
碎末烟煤在转兰炭矿井年产量达到几十万吨时，干馏设 备采用旋转炉或螺旋多体组合炉借助双段气化炉下段产出煤气以 550-850℃温 度导入旋转炉或螺旋炉下端，碎末烟煤在炉内上端往下翻滚，粉煤受热显现粘性， 附着于较大颗粒，或自身翻滚聚合成一定粒度颗粒，低温到高温碳粒释放气体与 吹入下段炉煤气最终在上端充分混合成荒煤气通过导管进入旋离除尘、废热回 收、焦油洗、深度煤气净化成为洁净煤气，碎末煤被干馏成碎兰炭在通过煤气熄焦换热将兰炭降低到 150℃排出，其烟煤转兰炭产量大，成本更低。
采用密闭强力破渣主要是提高气化温度1050℃-1300℃，适应低、劣质煤，在2013年用热值4700-5700kcal/kg动力煤做成末煤棒用液氧、蒸汽试运行104天，检测115次，其中末煤棒掺入30-50%炉渣或再掺入3-6%石粉，一直进行高温结硫破渣，104天运行中大部分炉渣为结硫体，带有夹水套气化炉气化炉膛未出现挂渣、高强度炉箅破渣顺利，产出煤气热值达到11.57MJ/m3，因此确定本发明能较好使用低、劣质煤烟煤称中性煤或动力煤才能有效通过气化或干馏实现清洁利用的有效途径。
附图说明
附图1是本发明煤棒、小粒煤双段纯氧气化炉示意图，附图2是本发明煤棒、小粒煤干馏炉示意图，附图3是附图1和附图2组合成兰炭干馏炉联结双段煤气发生炉高温煤气替代助燃气装置示意图，附图4是结硫蜂窝炉渣。
1、氧气混合器 2、密闭式驱动总成 3、高强耐温破渣炉箅
4、排渣罐 5、下段炉膛 6、夹水套
7、衬套孔 8.下段炉高温煤气输气孔 9、上段炉高温煤气出口
10、高温煤气导管 11、高效保温除尘器 12、煤气导管
13、干馏炉燃烧室 14、燃烧室射气孔 15、干馏炉干馏膛
16、干馏煤气出口 17、斜管 18、待冷却膛
19、冷却煤气进口 20、冷却膛 21、冷却煤气汇集室
22、冷却煤气导出管 23、风机 24、冷却煤气上导管
25、干燥、预热筒 26、冷却煤气出口
27、双段炉上段炉焦煤气出口及导管 28、焦油洗设备
29、电捕焦 30、煤气冷却、脱酚、脱硫*** 31、兰炭炉排兰炭总成
具体实施方式
根据附图对本发明作进一步说明。
兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法，具体步骤如下：
1采用双段煤气发生炉下段炉通过衬套孔7的550-850℃煤气，或无氮煤气经高效保温除尘器11后进入兰炭干馏炉燃烧室13；
2将1进入兰炭干馏炉燃烧室13的 550-850℃煤气或无氮煤气经多个原燃烧室射气孔14分流均匀摄入干馏炉干馏膛15；
3根据2进入干馏兰炭炉550-850℃煤气或无氮煤气对炉膛内末烟煤棒或小粒煤干馏；
4根据3干馏后的煤在650-850℃温度中释放出焦油、硫各种气体；
5根据3、4高温气体干馏后控制90%以上流量经干馏煤气出口16排出，排出后的干馏气体通过斜管17进入除尘后或焦油洗设备28返回煤气管路***；
6用煤气、优先选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭600-900m3做为熄焦介质；
7将6煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛20对热碳进行冷却熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至100-200℃时即可排出；
8将7冷却后煤气吸热温度已达到200或300℃左右通过冷却煤气汇集室21冷却煤气导出管22借助风机23冷却煤气上导管24按适当流量抽出压入兰炭炉上段干燥、预热筒25对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
9将8干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口26导入斜管17，形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
10熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭方式相同；
11兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气是将纯氧气化炉底段及底部与双段煤气发生炉上段联接一体；通过将高强耐温破渣炉箅3，高强耐温破渣炉箅3下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成2联接通用部件氧气混合器1、通用部件排渣罐4合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应5-15mm、10-30mm小粒煤、ø15-30mm末煤棒替代现用的3-8cm优质块煤作为气化原料。
兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏；其特征结合《碎烟煤秸秆制备颗粒无氮热气干馏设备及方法》申请号：201510410401.9已申报发明专利，增加补充采用双段煤气发生炉下段烟煤气化通过衬套孔7流上550-650℃煤气基础，采用适当缩短下段、加大气化量提高下段炉气化温度在1050-1350℃时使得通过的衬套孔7排出煤气或无氮煤气温度达到550-850℃，经高效保温除尘器11后导入干馏炉干馏膛15内替代燃后气体带温干馏。它可以提高进入气化剂压力达到900-3000毫米水柱压力，900-3000毫米水柱加压气化剂实现呈沸腾强穿氧化层、还原层、干馏层，保持气化剂均匀形成紊乱气流对小粒煤、末煤棒布层的自然间隙气化中时刻形成留有蜂窝通道间隙，利用所造成的有利条件提高气化温度1050-1350℃，将煤充分气化。在1050-1350℃温度氧化层优先采用二氧化碳替代蒸汽与氧气混合作为气化剂进入还原层还原一氧化碳效率≥75%，既减少了二氧化碳的排放加以回炉还原成一氧化碳，节省煤炭150kg/km³以上，同时使产出的煤气：空气气化CO2≤4%、CO+H2≥40%，氧气气化CO2≤17%,、实测CO2≥9%、CO+H2≥82%，利用造成有利条件高温、沸腾高效气化使排出炉渣残碳含量≤4%，实现小粒煤碎煤、末煤使用于单段煤气发生炉、双段煤气发生炉既简易、又高效、低成本气化，将烟煤走上洁净化适应面广的一条途径。
本发明步骤⑧所述熄焦的方法如下：
1用煤气、优先选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭600-900m3进行熄焦为佳；
2将1煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛20对热碳进行冷却熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至100-200℃时即可排出；
3将2冷却后煤气吸热温度已达到200或300℃左右通过冷却煤气汇集室21冷却煤气导出管22借助风机23冷却煤气上导管24按适当流量抽出压入兰炭炉上段干燥、预热筒25对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
4将3干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口26导入斜管17，形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
5熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭方式相同。
本发明进一步的方案是：用550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却膛18底部冷却煤气进口19不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套冷却膛20，进行熄焦至冷却膛20底部的热兰炭温度低于100-200℃即可，冷却煤气继续向上流吸热经冷却煤气汇集室21吸入冷却煤气导出管22由风机23抽入冷却煤气流向冷却煤气上导管24导入干馏炉上部干燥、预热筒25，而后从冷却煤气出口26排入斜管17与双段炉上段炉焦煤气出口及导管27经焦油洗设备28、电捕焦29、煤气冷却、脱酚、脱硫***30，冷却后100-200℃后兰炭炉排兰炭总成31与氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
本发明更进一步的方案是：将纯氧气化炉底段及底部与双段煤气发生炉上段联接一体；实现煤炭经30mm筛口粉碎后分离出5-30mm小粒块煤替代3-5cm、3-8cm块煤气化原料，剩余5mm以下碎煤、末烟煤经《阶梯凹槽模盘塔式同步滚轮颗粒机》发明专利技术、设备掺入15-25%水分，碾压、糅合，挤出15-30mm柱体颗粒当作小粒块煤直接投入干馏炉或双段煤气发生炉气化，这样从根源上将大量烟煤资源充足实现气化和消化烟煤转为清洁利用，双段煤气发生炉通过1050-1350℃氧化温度充分气化，二氧化碳含量≤17%，炉渣残碳量2-5%，1050-1350℃氧化温度易结硫关键是利用纯氧气化炉高强力度破渣，高压力气化及穿越氧化层充分碳化，密闭干式排渣较好、稳定，而且保证夹水套炉壁不挂硫渣，末烟煤棒、小粒煤双段纯氧连续气化炉是集双段煤气发生炉上段干馏与纯氧气化炉下段和底部密闭破渣、排渣结构组合一体，与双段煤气发生炉相同的是上段炉干馏、下段炉气化，采用纯氧气化炉下段用耐温钢板制作带有夹水套6的下端炉膛5、底部是纯氧气化炉高强耐温破渣炉箅3；高强耐温破渣炉箅3下底借用类似水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成2，联接氧气混合器1通用部件，排渣罐4通用部件合成的装置适应小粒烟煤、末烟煤棒替代3-5cm、3-8cm块煤气化，基于夹水套6和高强耐温破渣炉箅3、密闭式驱动总成2，气化温度可控制在1050-1350℃，气化压力900-3000mm水柱，加上投入的小粒煤、煤棒与纯氧气化构成的双段煤气发生炉气化效果更佳；纯氧气化气体下段炉产出煤气成分CO+H2≥82%，实测灰渣残炭量≤4%，气化产生的煤气在下段炉膛5顶部通过上段炉耐火砖堆砌成衬套孔7夹有几十个作为输气孔经下段炉高温煤气输出孔8排出，将气化温度提高到1050-1350℃使输出煤气温度达到550-850℃，到达下段炉高温煤气出口8，经高温煤气导管10、高效保温除尘器11，成为双段小粒煤、煤棒气化炉。
本发明所述的末烟煤棒、小粒煤双段纯氧连续气化炉、集双段煤气发生炉上段干馏与纯氧气化炉下段和底部密闭破渣、排渣结构组合一体，与双段煤气发生炉相同的是上段炉干馏、下段炉气化，采用纯氧气化炉下段用耐温钢板制作带有夹水套6的下端炉膛5、底部是纯氧气化炉高强耐温破渣炉箅3；高强耐温破渣炉箅3下底为通用部件密闭式驱动总成2，联接通用部件氧气混合器1，通用部件排渣罐4合成的装置适应小粒烟煤、末烟煤棒替代3-5、3-8块煤气化，基于夹水套6和高强耐温破渣炉箅3、密闭式驱动总成2，气化温度可控制在1050-1350℃，气化压力900-3000mm水柱，加上投入的小粒煤、煤棒与纯氧气化构成的双段煤气发生炉气化效果更佳；纯氧气化气体下段炉产出煤气成分CO+H2≥82%，灰渣残炭量≤3%，气化产生的煤气在下段炉膛5顶部通过上段炉耐火砖堆砌成衬套孔7夹有几十个作为输气孔，将气化温度提高到1050-1350℃时使输出煤气在经衬套孔7的温度达到550-850℃，到达下段炉高温煤气输气孔8，经高温煤气导管10、高效保温除尘器11，再经高温煤气导管12吹入干馏炉燃烧室13，经干馏炉燃烧室13內几十个燃烧室射气孔14分布均匀射入干馏炉干馏膛15，550-850℃温度高温煤气进入干馏炉干馏膛15后连续进行对末烟煤棒或小粒煤进行干馏与干馏煤释放的粗热焦煤混合成荒煤气在干馏煤气出口16排入斜管17，与斜管17进入***进行除尘，电捕焦或洗焦油等各种的净化及煤气降温脱硫，用550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却膛18底部冷却煤气进口19不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套冷却膛20，进行熄焦至冷却膛20底部的热兰炭温度低于100-200℃即可，冷却煤气向上流经冷却煤气汇集室21吸入冷却煤气导出管22由风机23抽入冷却煤气继续流向冷却煤气上导管24导入干馏炉上部干燥、预热筒25，而后从冷却煤气出口26排出与双段炉上段炉焦煤气出口及导管27经焦油洗设备28、电捕焦29、煤气冷却、脱酚、脱硫***30，冷却后100-200℃后兰炭炉排兰炭总成31与通用的氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
本发明优先选用煤棒ø18mm，ø20mm，ø22mm，ø30mm，小粒煤5-10mm，10-15mm，15-20mm，10-25mm在干馏后可投入由氧气混合器1、密闭式驱动总成2、高强耐温破渣炉箅3、排渣罐4、下段炉膛5或干馏炉干馏膛15夹水套6合成的下段炉纯氧连续气化炉通过部件1-6的结构合成，气化压力可提高到900-3000mm水柱，气化过程煤棒或小粒煤被气化剂吹得悬浮翻滚沸腾状态达到以下目的：
1利用穿透力或沸腾借机将气化温度控制在1050-1350℃；
21050-1350℃温度气化后剩余灰分发生融化、结硫，在气化剂900-3000mm水柱压力形成沸腾的小粒煤颗粒均匀被充分烧尽逐步下降至底部与外吹入低温气化剂交换降温成为蜂窝状炉渣；
3蜂窝炉渣是在连续气化沸腾小粒煤氧化后逐步下沉遇冷构成，构成蜂窝炉渣利于气化和炉箅破渣、排渣；
4根据1、2、3气化温度达到1050-1350℃时，气化压力吹起小粒煤沸腾作用使其碳粒烧尽，在气化温度1050-1350℃温度产生煤气成分二氧化碳含量显著降低、一氧化碳升高，煤气有效成分≤82%而且使炉渣残碳量≤4%。
本发明所述的双段气化炉将高强耐温破渣炉箅3，高强耐温破渣炉箅3下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成2联接通用部件氧气混合器1、通用部件排渣罐4合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应5-15mm、10-30mm小粒煤、ø15-30mm末煤棒替代现用的3-8cm优质块煤作为气化原料。它可以提高进入气化剂压力达到900-3000毫米水柱压力，900-3000毫米水柱加压气化剂实现呈沸腾强穿氧化层、还原层、干馏层，保持气化剂均匀形成紊乱气流对小粒煤、末煤棒布层的自然间隙气化中时刻形成留有蜂窝通道间隙，利用所造成的有利条件提高气化温度1050-1350℃，将煤充分气化。在1050-1350℃温度氧化层优先采用二氧化碳替代蒸汽与氧气混合作为气化剂进入还原层还原一氧化碳效率≥75%，既减少了二氧化碳的排放加以回炉还原成一氧化碳，节省煤炭150kg/km³以上，同时使产出的煤气：空气气化CO2≤4%、CO+H2≥40%，氧气气化CO2≤17%,、实测CO2≥9%、CO+H2≥82%，利用有利条件高温、沸腾高效气化使排出炉渣残碳含量≤4%，实现小粒煤碎煤、末煤使用于单段煤气发生炉、双段煤气发生炉既简易、又高效、低成本气化，将烟煤走上洁净化适应面广的一条途径。
本发明所述的末烟煤柱体颗粒保持切圆堆垒积干馏层达到850℃温度时，切圆堆垒、加上直径单一规格和适度直径，如粘性煤柱体颗粒直径大于ø20mm、ø30mm、ø40mm、ø50mm、ø60mm，长度为直径两倍以上规格和尺寸中选择为最佳，可避免过度粘连接，也就是说切圆与切圆点接触面小，同时间隙均匀、充分，逐步升温不间断吹动低压气流先把碳内释放焦油、气体带走，实现碎、末烟煤柱体颗粒干馏避免粘性粘结。
本发明所述的碎末烟煤在转兰炭矿井年产量达到几十万吨时，干馏设备采用旋转炉或螺旋多体组合炉借助双段气化炉下段产出煤气以550-850℃温度导入旋转炉或螺旋炉下端，碎末烟煤在炉内上端往下翻滚，粉煤受热显现粘性，附着于较大颗粒，或自身翻滚聚合成一定粒度颗粒，低温到高温碳粒释放气体与吹入下段炉煤气最终在上端充分混合成荒煤气通过导管进入旋离除尘、废热回收、焦油洗设备、深度煤气净化成为洁净煤气，碎末煤被干馏成碎兰炭在通过煤气熄焦换热将兰炭降低到150℃排出，其烟煤转兰炭产量大，成本更低。
本发明主要以干馏碎煤、末煤碾压、糅合，挤出的ø15-30mm、ø30-60mm柱体颗粒为主，小粒煤为辅。本发明技术方案是：将煤炭用筛口30mm破碎，分离出5-30mm小粒块煤用于密闭强力破渣双段炉实现气化替代3-5cm、3-8cm块煤气化，因此扩大增加了气化煤的原料来源。而分离剩余5mm以下碎煤、末煤再次用筛口≤10mm机械破碎掺入10-25%水分通过本发明人的专利《阶梯凹槽模盘塔式同步滚轮颗粒机》专利号：201410275507.8塔式滚压机碾压、糅合，挤出柱体颗粒投入兰炭干馏炉产出柱体颗粒的兰炭。这种方法成品率高、碎粉少、形状均匀、洁净、水分低，由于ø15-30mm、ø30-60mm柱体颗粒均匀呈蜂窝层摆放干馏时容易充分释放煤中挥发分，颗粒之间切圆接触粘连性低。产出的规格弱粘性煤优先选用ø15-20mm适应各种分散烟煤锅炉、烟煤炉、灶使用，强粘性煤优先选用规格ø30-60mm适应大中型气化炉用煤棒。从根源上解决烧烟煤的排出的污染。根据需要也可寻用熔粘性适宜的5-20mm小粒煤干馏，但粘性煤最好用于密闭式强力破渣双段煤气发生炉，本身就可干馏加气化集于一体。
用碎煤、末煤、低劣煤、褐煤、生物质、污泥、高硫煤、油页岩碾压、糅合，挤出φ15-30mm柱体颗粒来自本发明人《阶梯凹槽模盘塔式同步滚轮颗粒机》专利号：201410275507.8技术和产品，它主要解决低、劣质煤、高硫煤。这些煤夹灰固体强度高，通过粉碎将夹灰成为末灰在与原有煤成分渗透15%-25%水分或污水，也可各自加入石粉、粘土3-6%。加有水分的原料呈泥状在模孔挤压时起着润滑作用而连续不断的高效生产柱体颗粒。挤出的含有一定量水分颗粒投入气化炉、或在干馏炉时先进入干燥、预热水分被蒸发、水分被蒸发后颗粒呈有畅通蜂窝，在干馏段时煤释放气体无阻碍，蜂窝颗粒进入气化段时更有利于氧化。同时蜂窝状柱体颗粒在气化段已构成均匀堆布的蜂窝层，在气化炉采用较高气化剂压力强力穿透。柱体颗粒经干燥、干馏体积缩小，强力气化剂连续不断穿透保持着柱体颗粒构成蜂窝间隙层。从而实现提温到1050-1350℃时即使高温软化出现粘性、融化强力气化剂能顺利通过到达氧与煤的接触面大、颗粒小被气化滞留期间而提高转化效率。氧化层逐步下沉入炉渣降温层，呈柱体熔结蜂窝炉渣即使出现融化结成硫渣，但强度因蜂窝结构明显降低利于破渣、排渣，而且是在这种状况的颗粒中煤粉全部被气化，所以残炭量低于5%。为了提高煤气温度用于干馏、降低二氧化碳含量低于空气气化3%、氧气气化13%，充分气化率高，灰渣残碳低于3-6%，将氧化层温度达到1050-1350℃，把灰盆、水封，固定床组合体2，3炉箅改成纯氧气化炉密闭干式排渣。将氧化层温度控制在1050-1350℃充分使碳气化，气化压力≥900-3000mm水柱。在1050-1350℃氧化温度下提高还原二氧化碳效率，使产出的煤气二氧化碳含量比：，空气气化≤3%、氧气气化≤17%，实测≤9%，炉渣残炭量≤4%，将进入衬套孔7煤气温度保持在550-850℃时。煤气CO+H2成分：空气气化CO+H2≥40%，氧气气化CO+H2≥82%，特别提出的是≥82%的CO和H2经变换产出极其廉价的氢气意义重大。
Claims (8)
1. 兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法，其特征在于： 具体步骤如下：
① 采用双段煤气发生炉下段炉通过衬套孔（7） 的 550-850℃煤气，或无氮煤气 经高效保温除尘器（11 ）后进入兰炭干馏炉燃烧室（13）；
②将① 进入兰炭干馏炉燃烧室（13） 的 550-850℃煤气或无氮煤气经多个原燃烧室射气孔（14） 分流均匀摄入干馏炉干馏膛（15）；
③ 根据② 进入干馏兰炭炉 550-850℃煤气或无氮煤气对炉膛内末烟煤棒或小 粒煤干馏；
④根据③干馏后的煤在 650-850℃温度中释放出焦油、硫各种气体；
⑤ 根据③ 、④ 高温气体干馏后控制 90%以上流量经干馏煤气出口（16） 排出，排出后的干馏气体通过斜管（17）进入除尘后或焦油洗设备（28） 返回煤气管路***；
⑥用煤气、选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭 600-900m3
做为熄焦介质；
⑦ 将⑥ 煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛（20）对热碳进行冷却熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至 100-200℃时即可排出；
⑧ 将⑦ 冷却后煤气吸热温度已达到 200 或 300℃通过冷却煤气汇集室（21）冷却煤气导出管（22）借助风机（23） 冷却煤气上导管（24）按适当流量抽出压入兰炉上段干燥、预热筒 （25） 对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤 气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
⑨ 将⑧ 干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口（26）导入斜管 （17），形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或 只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
10 熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭 方式相同；
11 兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气是将纯氧气化炉底段及 底部与双段煤气发生炉上段联接一体；通过将高强耐温破渣炉箅（3），高强耐温破渣炉箅（3） 下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成（2）联接通用部件氧气混合器（1）、通用部件排渣罐（4） 合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应 5-15mm、10-30mm 小粒煤、ø15-30mm 末煤棒替代现用 的 3-8cm 优质块煤作为气化原料。
2.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气 干馏方法，其特征在于：步骤⑧所述熄焦的方法如下：
① 用煤气、选用无氮煤气，温度≤80℃，气体流量每吨兰炭 600-900m3进行熄焦为佳；
② 将①煤气或无氮煤气经兰炭炉底部输入兰炭炉冷却膛（20）对热碳进行冷却 熄焦，使最底部兰炭最佳温度降至 100-200℃时即可排出；
③ 将②冷却后煤气吸热温度已达到 200 或 300℃通过冷却煤气汇集室（21）冷却煤气导出管（22）借助风机（23） 冷却煤气上导管（24）按适当流量抽出压入兰炭炉上段干燥、预热筒 （25） 对投入的末煤棒、小粒煤进行干燥、预热，实现熄焦后热煤 气含热量再次利用，既干燥、预热煤炭后、又降低干馏耗能量；
④ 将③干燥、预热后的煤气由冷却煤气出口（26）导入斜管 （17），形成闭路循环无废气泄漏，同时，熄焦、干燥、预热后煤气没损害气体成份，或 只能增加微量提高热值的成份，二氧化碳还原、甲烷发生；
⑤ 熄焦后兰炭排出方式、结构与通用氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦后排出兰炭 方式相同。
3.根据权利要求 1 所述兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干 馏方法，其特征在于；用 550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却 膛 （18）底部冷却煤气进口（19）不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套的冷却膛（20），进行熄焦至冷却膛（20）底部的热兰炭温度低于 100-200℃即可，冷却煤气继续向 上流吸热经冷却煤气汇集室（21） 吸入冷却煤气导出管（22）由风机（23） 抽入冷却煤气流向冷却煤气上导管（24）导入干馏炉上部干燥、预热筒 （25），而后从冷却煤气出口（26）排入斜管（17） 与双段炉上段炉焦煤气出口及导管（27）经焦油洗设备（28）、电捕焦（29）、煤气冷却、脱酚、脱硫***（30），冷却后 100-200℃后兰炭炉排兰炭总成（31）与氮 气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
4.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气 干馏方法，其特征在于：末烟煤棒、小粒煤双段纯氧连续气化炉、集双段煤气发 生炉上段干馏与纯氧气化炉下段和底部密闭破渣、排渣结构组合一体，与双段煤气发生炉相同的是上段炉干馏、下段炉气化，采用纯氧气化炉下段用耐温钢板制 作带有夹水套（6） 的下段炉膛（5）、底部是纯氧气化炉高强耐温破渣炉箅（3）；高强耐温破渣炉箅（3）下底为通用部件密闭式驱动总成（2），联接通用部件氧气混合器（1），通用部件排渣罐（4）合成的装置适应小粒烟煤、末烟煤棒替代 3-5、3-8 块煤气化，基于夹水套（6） 和高强耐温破渣炉箅（3）、密闭式驱动总成（2），气化温度可控制在 1050-1350℃，气化压力 900-3000mm 水柱，加上投入的小粒煤、煤棒与纯氧气化构成的双 段煤气发生炉气化效果更佳；纯氧气化气体下段炉产出煤气成分 CO+H2≥82%，灰 渣残炭量≤4%，气化产生的煤气在下段炉膛（5） 顶部通过上段炉耐火砖堆砌成衬套孔（7）夹有几十个作为输气孔，将气化温度提高到 1050-1350℃时使输出煤气在经衬套孔（7） 的温度达到 550-850℃，到达下段炉高温煤气输气孔（8），经高温煤气导管（10）、高效保温除尘器（11），再经高温煤气导管（12）吹入干馏炉燃烧室（13），经干馏炉燃烧室（13） 內几十个燃烧室射气孔（14）分布均匀射入干馏炉干馏膛（15），550-850℃温度高温煤气进入干馏炉干馏膛（15） 后连续进行对末烟煤棒或小粒煤进行干馏与干馏煤释放的粗热焦煤混合成荒煤气在干馏煤气出口（16） 排入斜管（17），与斜管（17） 进入***进行除尘，电捕焦或洗焦油各种的净化及煤气降温脱硫， 用 550-850℃温度煤气干馏后成半焦兰炭逐步沉入待冷却膛（18）.底部冷却煤气进口（19）不断输入≤80℃的冷煤气进入带有夹水套的冷却膛（20），进行熄焦至冷却膛（20）底部的热兰炭温度低于 100-200℃即可，冷却煤气向上流经冷却煤气汇集室（21）吸入冷却煤气导出管（22）由风机（23） 抽入冷却煤气继续流向冷却煤气上导管（24）导入干馏炉上部干燥、预热筒 （25），而后从冷煤气出口（26）排出与双段炉上段炉焦煤气出口及导管（27） 经焦油洗设备（28）、电捕焦（29）、煤气冷却、脱酚、脱硫***（30），冷却后 100-200℃后兰炭炉排兰炭总成（31）与通用的氮气、二氧化碳、蒸汽熄焦排放方式、结构相同。
5.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气 干馏方法，其特征在于：选用煤棒 ø18mm，ø20mm，ø22mm，ø30mm，小粒煤 5-10mm，10-15mm，15-20mm，10-25mm 在干馏后可投入由氧气混合器（1）、密闭式驱动总成（2）、高强耐温破渣炉箅（3）、排渣罐（4）、下段炉膛（5） 或干馏炉干馏膛（15） 夹水套（6）合成的下段炉纯氧连续气化炉通过部件 1-6 的结构合成，气化压力可提高到 900-3000mm 水柱，气化过程煤棒或小粒煤被气化剂吹得悬浮翻滚沸腾状态达到 以下目的：
① 利用穿透力或沸腾借机将气化温度控制在 1050-1350℃；
② 1050-1350℃温度气化后剩余灰分发生融化、结硫，在气化剂 900-3000mm 水柱压力形成沸腾的小粒煤颗粒均匀被充分烧尽逐步下降至底部与外吹入低温 气化剂交换降温成为蜂窝状炉渣；
③ 蜂窝炉渣是在连续气化沸腾小粒煤氧化后逐步下沉遇冷构成，构成蜂窝炉 渣利于气化和炉箅破渣、排渣；
④ 根据① 、② 、③ 气化温度达到 1050-1350℃时，气化压力吹起小粒煤沸腾 作用使其碳粒烧尽，在气化温度 1050-1350℃温度产生煤气成分二氧化碳含量显 著降低、一氧化碳升高，煤气有效成分达到 80%以上而且使炉渣残碳量≤4%。
6.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气 干馏方法，其特征在于：双段气化炉将高强耐温破渣炉箅（3），高强耐温破渣炉箅（3） 下底为水煤气间歇炉通用的密闭式驱动总成（2）联接通用部件氧气混合器（1）、通用部件排渣罐（4） 合成后，替换单段煤气发生炉、双段煤气发生炉的底部灰盆排渣、灰盆内注水做水封结构，适应 5-15mm、10-30mm 小粒煤、ø15-30mm 末煤棒替代现用的 3-8cm 优质块煤作为气化原料。
7.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法，其特征在于：末烟煤柱体颗粒保持切圆堆垒积干馏层达到 850℃温度 时，切圆堆垒、加上直径单一规格和适度直径，如粘性煤柱体颗粒直径大于 ø20mm、ø30mm、ø40mm、ø50mm、ø60mm，长度为直径两倍以上规格和尺寸中选择 为最佳，可避免过度粘连接，也就是说切圆与切圆点接触面小，同时间隙均匀、 充分，逐步升温不间断吹动低压气流先把碳内释放焦油、气体带走，实现碎、末 烟煤柱体颗粒干馏避免粘性粘结。
8.根据权利要求 1 所述的兰炭干馏炉联接双段气化炉高温煤气替代助燃气干馏方法，其特征在于：碎末烟煤在转兰炭矿井年产量达到几十万吨时，干馏设 备采用旋转炉或螺旋多体组合炉借助双段气化炉下段产出煤气以 550-850℃温 度导入旋转炉或螺旋炉下端，碎末烟煤在炉内上端往下翻滚，粉煤受热显现粘性， 附着于较大颗粒，或自身翻滚聚合成一定粒度颗粒，低温到高温碳粒释放气体与 吹入下段炉煤气最终在上端充分混合成荒煤气通过导管进入旋离除尘、废热回 收、焦油洗、深度煤气净化成为洁净煤气，碎末煤被干馏成碎兰炭在通过煤气熄焦换热将兰炭降低到 150℃排出，其烟煤转兰炭产量大，成本更低。
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