CN205974357U - 一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，包括依次连接的烟气炉、外热式回转窑、直立炭化炉，所述烟气炉产生的高温烟气通过外热式回转窑的烟气进口进入外热式回转窑内腔，所述外热式回转窑的煤气出口与直立炭化炉的煤气进口相连接，该***将外热式回转窑与传统的直立炭化炉结合在一起，利用直立炭化炉热解产生的煤气做热源，通过外热式回转窑实现了＜20mm煤炭的转化，热解产生的油气进入直立炭化炉，利用炉内的颗粒床层进行过滤，解决了粉煤热解产生的荒煤气与其夹带的粉尘气固分离难题。

Description

一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***

技术领域

本实用新型涉及煤炭分级分质转化领域的一种热解***，尤其涉及一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***。

背景技术

我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特点决定了今后很长时间仍然以煤炭占据能源消费的主导地位，但煤炭中含有较多的挥发分，直接燃烧不仅浪费了高附加值的挥发分，而且释放出大量的二氧化硫和氮氧化物，严重破坏生态环境。因此，对煤炭进行分级分质处理，是实现煤炭清洁高效利用，治理环境污染的有效途径。

直立炭化炉是应用较普遍的一种煤炭分级分质转化技术，它以自身热解产生的煤气做燃料，产生的高温烟气与煤炭逆向接触，使煤炭在500～800℃高温下发生热解，将煤炭中的挥发分转化为焦油和煤气，从顶部排出。该技术具有结构简单、焦油轻组分高等优点，但为了保证料层有足够的透气性，炭化炉须采用20mm以上的煤炭作为原料，剩余大量粉煤无法处理；同时，直立炭化炉热解产生的煤气量较大、热值较低，自身仅用40～50%，大量煤气过剩，能源浪费问题严重。

针对＜20mm的粉煤热解技术众多，如固体热载体法快速热解工艺、循环煤气介质-固体热载体流化床热解工艺等，但以上煤热解技术均未实现工业化应用，主要原因为：1、粉煤热解产生的荒煤气与其夹带的粉尘气固分离存在投资高、效率低等问题；2、粉煤热解所需高品质热量难以获取。

发明内容

为解决上述煤炭分级分质转化利用中存在的问题，本实用新型提出了一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***。该***将外热式回转窑与传统的直立炭化炉结合在一起，取长补短，利用直立炭化炉热解产生的煤气做热源，通过外热式回转窑实现了＜20mm煤炭的转化，热解产生的油气进入直立炭化炉，利用炉内的颗粒床层进行过滤，解决了粉煤热解产生的荒煤气与其夹带的粉尘气固分离难题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：包括依次连接的烟气炉、外热式回转窑、直立炭化炉，所述烟气炉产生的高温烟气通过外热式回转窑的烟气进口进入外热式回转窑内腔，所述外热式回转窑的煤气出口与直立炭化炉的煤气进口相连接。

进一步的，为了使粉煤与高温烟气间接接触，所述外热式回转窑内均布若干根干馏管，粉煤在该若干根干馏管内随外热式回转窑的转动向出料端移动。

进一步的，为了便于粉煤向前移动，所述干馏管内设置螺旋叶片。

进一步的，为了使进入外热式回转窑之前的粉煤升温脱水，并且便于输送进入外热式回转窑，所述外热式回转窑的进料端依次连接输送机和移动干燥床。

进一步的，为了便于粉煤输送进入外热式回转窑，所述输送机为螺旋输送机。

进一步的，为了便于经过外热式回转窑的烟气出来并且充分利用，所述外热式回转窑的烟气出口依次连接余热锅炉和烟气引风机。

进一步的，为了使直立炭化炉排出的荒煤气冷却降温，所述直立炭化炉的煤气出口连接循环洗涤塔，所述循环洗涤塔依次连接循环油冷器、循环油泵、循环油槽，循环洗涤塔的底端与循环油槽相连接。

进一步的，为了便于剩余煤气排出进行净化处理，所述循环洗涤塔上端连接煤气引风机。

本实用新型的有益效果是：

1.实用新型了一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解工艺，实现了煤炭的分级分质处理；

2.直立炭化炉解决了粉煤热解工艺存在的荒煤气粉尘含量过高问题。利用直立炭化炉内的颗粒床层，对高温荒煤气进行过滤，有效降低了荒煤气中的粉尘含量，提高了焦油和煤气的品质；

3.高温多管回转窑将直立炭化炉热解出的过量低热值煤气用于粉煤热解，实现了能量的充分利用；

4.高温多管回转窑采用内置多根干馏管，换热面积更大，单位容积换热强度更高，单位体积处理量更大。

本实用新型提供的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***的工作原理如下：

1）将粉煤输送入干燥移动床，进行升温和脱水；

2）经步骤1）干燥后的粉煤经螺旋输送机进入外热式回转窑，并均布在多根干馏管内，在干馏管内螺旋叶片和自身重力作用下随外热式回转窑转动向前移动；

3）同时，烟气炉燃烧煤气产生的高温烟气进入外热式回转窑，高温烟气与外热式回转窑内干馏管内部的粉煤间接接触；

4）干燥后的粉煤经步骤3）热解产生的荒煤气进入直立炭化炉，半焦从外热式回转窑尾部排出；

5）块煤从直立炭化炉顶部进入炉内部，向下移动过程中与荒煤气及烟气直接接触，传热传质，发生热解反应，产生的荒煤气从直立炭化炉的煤气出口离开，半焦从直立炭化炉7底部排出；

6）经直立炭化炉内的颗粒床层过滤后的荒煤气，从直立炭化炉煤气出口离开进入循环洗涤塔，与循环油直接接触、降温，荒煤气中的焦油冷却并进入循环油中，剩余煤气从循环洗涤塔顶部离开经煤气引风机进入后续净化处理***。

所述步骤1）中粉煤升温脱水后温度在50～150℃之间。

所述步骤2）干馏管直径在100～1000mm之间。

所述步骤3）中烟气炉燃烧产生的高温烟气温度在600～1000℃之间。

所述步骤4）荒煤气进入直立炭化炉温度在450～700℃之间。

所述步骤4）半焦排出温度在450～700℃之间。

所述步骤5）半焦排出温度在500～800℃之间。

所述步骤6）循环油与荒煤气的质量比在1：1和5:1之间，从洗涤塔顶部离开的煤气温度在30～50℃之间。

所述步骤6）荒煤气从直立炭化炉煤气出口离开温度在80～150℃之间，荒煤气粉尘含量＜100mg/m³。

所述的粉煤直径＜20mm，块煤直径＞20mm。

附图说明

图1是本实用新型提供的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***的示意图；

其中1.烟气炉；2.移动干燥床；3.输送机；4.外热式回转窑；5.余热锅炉；6.烟气引风机；7.直立炭化炉；8.循环洗涤塔；9.循环油冷器；10.循环油泵；11.循环油槽；12.煤气引风机；13.煤气；14.粉煤；15.半焦；16.半焦；17.块煤；18.高温烟气；19.荒煤气；20.荒煤气。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

参见说明书附图1，本实用新型提供的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，结合了外热式回转窑与传统的直立炭化炉***。

一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，依次连接的烟气炉1、外热式回转窑4、直立炭化炉7，烟气炉1产生的高温烟气通过外热式回转窑4的烟气进口进入外热式回转窑4内腔，外热式回转窑4的煤气出口与直立炭化炉7的煤气进口相连接，一般外热式回转窑4的煤气出口通过管道连接在直立炭化炉7的的下半部分。

所述外热式回转窑4左侧为进料端，右侧为出料端，进料端的煤粉进口用于接收输送机3输送过来的煤粉，出料端下部用于排出热解后的半焦15、上部用于排出热解产生的荒煤气19。外热式回转窑4内腔均布多根干馏管，外热式回转窑4的烟气进口连接烟气炉1，外热式回转窑4进料端的粉煤进口依次连接输送机3和移动干燥床2；净化后的煤气13进入烟气炉1燃烧产生高温烟气18进入外热式回转窑4内腔；直径小于20mm的粉煤14进入移动干燥床2进行升温脱水，然后经输送机3输送进入外热式回转窑4的干馏管内，在干馏管内螺旋叶片和自身重力作用下随外热式回转窑转动向前移动；这样高温烟气与干燥后的粉煤间接接触。

移动干燥床2进行升温脱水时，输入低压蒸汽，排出冷凝水。

为了便于粉煤输送进入外热式回转窑，常用的输送机3为螺旋输送机。

为了便于经过外热式回转窑4的烟气出来并且充分利用，所述外热式回转窑4的烟气出口依次连接余热锅炉5和烟气引风机6。

更进一步的，所述直立炭化炉7的顶端具有块煤进口，块煤17直径大于20mm，所述直立炭化炉7的煤气出口连接循环洗涤塔8，所述循环洗涤塔8的上半部依次连接循环油冷器9、循环油泵10、循环油槽11，循环洗涤塔8的底端与循环油槽11相连接，循环洗涤塔8顶部连接煤气引风机12。这样，进入循环洗涤塔8的荒煤气由下往上运动，与循环油直接接触、降温，荒煤气中的焦油冷却并进入循环油中，剩余煤气从循环洗涤塔8顶部离开经煤气引风机12进入后续净化处理***，净化后的煤气可作为热源用于外热式回转窑4内粉煤热解，实现了能量的充分利用。

具体的，将粉煤14输送进入干燥移动床2，粉煤14在干燥移动床2内进行升温和脱水，使粉煤升温脱水后温度在50～150℃之间；将粉煤输送进入干燥移动床的设备可以采用现有技术的常规设备，如螺旋给料机、螺旋输送机。

干燥后的粉煤由移动干燥床2排出，经输送机3输送进入外热式回转窑4，外热式回转窑4具有多根干馏管，干燥后的粉煤均布在多根干馏管内，粉煤在干馏管内螺旋叶片和自身重力作用下随回转窑转动向前移动，干馏管直径在100～1000mm之间；

同时，净化后的煤气13进入烟气炉1，经烟气炉1燃烧煤气产生的高温烟气18进入外热式回转窑4，与外热式回转窑4内干馏管内部的粉煤间接接触，并且，烟气炉1燃烧煤气13产生的高温烟气18温度在600～1000℃之间。高温烟气18经外热式回转窑4循环后由外热式回转窑4的烟气出口排出进入余热锅炉5，余热锅炉5连接烟气引风机6。

粉煤在外热式回转窑4内热解产生的荒煤气19经外热式回转窑4的出料端上部煤气出口排出，之后进入直立炭化炉7，荒煤气进入直立炭化炉7温度在450～700℃之间，产生的半焦15从外热式回转窑7出料端下部排出，半焦15排出温度在450～700℃之间。

同时，块煤17从直立炭化炉7顶部的块煤进口进入炉内部，向下移动过程中与荒煤气及烟气直接接触，传热传质，发生热解反应，荒煤气20从直立炭化炉7煤气出口离开进入循环洗涤塔8，半焦16从直立炭化炉7底部排出，半焦16排出温度在500～800℃之间。

所述的从直立炭化炉7顶部离开的荒煤气20经直立炭化炉内的颗粒床层过滤后进入循环洗涤塔8，与循环油直接接触、降温，荒煤气中的焦油冷却并进入循环油中，剩余煤气从洗涤塔顶部离开经煤气引风机12进入后续净化处理***，净化后的煤气可作为热源用于外热式回转窑4内粉煤热解；荒煤气20从直立炭化炉7顶部离开温度在80～150℃之间，荒煤气粉尘含量＜100mg/m³；循环油与荒煤气的质量比在1：1和5:1之间，从洗涤塔顶部离开的煤气温度在30～50℃之间。所述循环洗涤塔8连接循环油冷器9、循环油泵10和循环油槽11。

以上所述的粉煤14直径＜20mm，块煤17直径＞20mm。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：包括依次连接的烟气炉（1）、外热式回转窑（4）、直立炭化炉（7），所述烟气炉（1）产生的高温烟气通过外热式回转窑（4）的烟气进口进入外热式回转窑（4）内腔，所述外热式回转窑（4）的煤气出口与直立炭化炉（7）的煤气进口相连接。

2.根据权利要求1所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述外热式回转窑（4）内均布若干根干馏管，粉煤在该若干根干馏管内随外热式回转窑（4）的转动向出料端移动。

3.根据权利要求2所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述干馏管内设置螺旋叶片。

4.根据权利要求3所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述外热式回转窑（4）的进料端依次连接输送机（3）和移动干燥床（2）。

5.根据权利要求4所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述输送机（3）为螺旋输送机。

6.根据权利要求5所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述外热式回转窑（4）的烟气出口依次连接余热锅炉（5）和烟气引风机（6）。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述直立炭化炉（7）的煤气出口连接循环洗涤塔（8），所述循环洗涤塔（8）依次连接循环油冷器（9）、循环油泵（10）、循环油槽（11），循环洗涤塔（8）的底端与循环油槽（11）相连接。

8.根据权利要求7所述的高温多管回转耦合直立炭化炉热解***，其特征在于：所述循环洗涤塔（8）上端连接煤气引风机（12）。