CN216550293U - 一种直立方形炉煤气热载体热解*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直立方形炉煤气热载体热解***，包括热解炉、余热回收机构、净化***、预处理装置、提氢装置、以及加热炉；热解炉设置有集气伞、预热段、热解段、以及冷却段；冷却段设置有余热回收机构；集气伞与净化***连接，净化***一路与预处理装置连接，净化***另一路与加热炉连接，加热炉的热气出口伸入热解段；预处理装置与提氢装置连接；加热炉与加热装置连接，加热装置的出气口与脱硫装置的进气口连接。本申请解决了传统热解工艺副产50%的煤气作为热解燃料烧掉，而造成煤气利用率低的难题；同时，通过提氢后解吸气加热煤气作为热载体实现煤的热解，降低了煤气中氮含量，提高了煤气品质，为下游煤气加工利用降低了处理成本。

Description

一种直立方形炉煤气热载体热解***

技术领域

本申请属于煤热解技术领域，具体涉及一种直立方形炉煤气热载体热解***。

背景技术

我国富煤缺油少气的资源禀赋，决定了煤炭在今后较长时期内仍是主导能源。煤炭清洁分质利用已成为国家能源战略的重点领域和主攻方向，中低温热解技术作为煤炭分质利用、清洁高效转化的重要方式。随着煤炭综采技术发展，开采的原煤中70%～80%属于粉煤，难以得到有效转化利用。煤的清洁转化主要方式是煤热解，煤热解以主要分为内热式和外热式，直立方型炉最为成熟，但热解工艺副产的50%煤气作为燃料进行直接或间接为煤热解提供热源，造成副产煤气利用率低的问题；且内燃式在空气助燃过程中因为氮气含量高，造成煤气有效成分含量低，为后续煤气分离提纯增加了能耗和成本。

发明内容

本申请实施例通过提供一种直立方形炉煤气热载体热解***，解决了现有技术中热解工艺副产的煤气存在利用率低的问题，本申请采用间接加热的方式，降低了煤气中的氮含量，提高了煤气的品质。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种直立方形炉煤气热载体热解***，包括热解炉、余热回收机构、净化***、预处理装置、提氢装置、以及加热炉；

所述热解炉从上至下依次设置有集气伞、预热段、热解段、以及冷却段；所述冷却段设置有所述余热回收机构；

所述集气伞的出气口与所述净化***的废气入口连接，所述净化***的清洁气出口一路与所述预处理装置的进气口连接，所述净化***的清洁气出口另一路与所述加热炉的热气进口连接，所述加热炉的热气出口伸入所述热解段；

所述预处理装置的出气口与所述提氢装置的进气口连接；

所述加热炉的烟气出口与设置于所述预热段的加热装置的进气口连接，所述加热装置用于加热所述预热段的原料，所述加热装置的出气口与脱硫装置的进气口连接。

在一种可能的实现方式中，所述余热回收机构包括设置于所述冷却段的换热盘管，所述换热盘管的一端伸出所述冷却段后连接于脱盐水装置，所述换热盘管的另一端输出蒸汽。

在一种可能的实现方式中，所述净化***输出的废液连接于沉渣池的进液口，所述沉渣池的出液口连接于分离池的进液口，所述分离池的出液口连接于焦油深度脱水***的进液口，焦油深度脱水***的出液口连接于焦油储罐。

在一种可能的实现方式中，所述提氢装置包括氢气提浓装置和氢气提纯装置；

所述预处理装置的出气口与所述氢气提浓装置的进气口连接，所述氢气提浓装置的出气口与所述氢气提纯装置的进气口连接，所述氢气提纯装置的出气口与氢气储罐的进气口连接；

所述预处理装置的解析气出口、所述氢气提纯装置的解析气出口、所述氢气提浓装置的一个解析气出口均连接于解析气储罐的进气口；

所述氢气提浓装置的另一个解析气出口与所述加热炉的燃气进口连接。

在一种可能的实现方式中，所述预处理装置采用变温吸附塔，所述氢气提浓装置和所述氢气提纯装置均采用变压吸附塔。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例提供了一种直立方形炉煤气热载体热解***，该***在工作时，余热回收机构对冷却段的余热进行回收，通过回收冷却过程的热量，实现了资源的再次利用。净化后的煤气经加热炉加热后输送至热解段进行煤热解，经加热炉加热后的煤气作为方形炉的热解热源，解决了空气助燃造成煤气中氮气含量高、以及煤气品质相对差的难题；同时提高了煤气的利用率。加热炉输出的热烟气通过加热装置对预热段的原料进行加热，从而提高预热段的预热温度，从而降低了方形炉能耗。余热回收机构对冷却段的余热进行回收，通过回收冷却过程的热量，实现了资源的再次利用。换热盘管吸收冷却段的热量，使除氧水加热至蒸汽状态，形成的工业蒸汽可再次被回收利用，因此进一步节约了资源。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的直立方形炉煤气热载体热解***的结构示意图。

附图标记：1-加热炉；2-热解炉；21-集气伞；22-预热段；23-热解段；24-燃烧段；25-冷却段；3-净化***；4-预处理装置；5-氢气提浓装置；6-氢气提纯装置；7-脱硫装置；8-脱盐水装置；9-换热盘管；10-沉渣池；11-分离池；12-焦油储罐，13-加热装置，14-焦油深度脱水***。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供的直立方形炉煤气热载体热解***，包括热解炉2、余热回收机构、净化***3、预处理装置4、提氢装置、以及加热炉1。

热解炉2从上至下依次设置有集气伞21、预热段22、热解段23、燃烧段24、以及冷却段25。冷却段25设置有余热回收机构。

集气伞21的出气口与净化***3的废气入口连接，净化***3的清洁气出口一路与预处理装置4的进气口连接，净化***3的清洁气出口另一路与加热炉1的热气进口连接，加热炉1的热气出口伸入热解段23。

预处理装置4的出气口与提氢装置的进气口连接。

加热炉1的烟气出口与设置于预热段22的加热装置的进气口连接，加热装置用于加热预热段22的原料，加热装置的出气口与脱硫装置7的进气口连接。

需要说明的是，余热回收机构对冷却段25的余热进行回收，通过回收冷却过程的热量，实现了资源的再次利用。

净化***3包括旋风除尘机构、水汽喷淋机构、活性炭吸附机构、以及气液分离机构等模块，净化***3清洁气出口输出净化后的煤气。净化后的煤气经加热炉1加热后输送至热解段23进行煤热解，经加热炉1加热后的煤气作为方形炉的热解热源，解决了空气助燃造成煤气中氮气含量增加，有效期气体成分减少的问题。同时提高了煤气的利用率。

净化后多余的煤气通过另一路输送至预处理装置4预处理，预处理后的气体通过提氢装置制氢回收利用。

加热炉1输出的热烟气通过加热装置对预热段22的原料进行加热，从而提高预热段22的预热温度，从而降低了方形炉能耗。加热装置输出换热后的烟气，换热后的烟气经脱硫装置7脱硫后排放。

本实施例中，余热回收机构包括设置于冷却段25的换热盘管9，换热盘管9的一端伸出冷却段25后连接于脱盐水装置8，换热盘管9的另一端输出蒸汽。

需要说明的是，脱盐水装置8输出除氧水至换热盘管9内部，换热盘管9吸收冷却段25的热量，使除氧水加热至蒸汽状态，形成的工业蒸汽可再次被回收利用，因此进一步节约了资源。

本实施例中，净化***3输出的废液连接于沉渣池10的进液口，沉渣池10的出液口连接于分离池11的进液口，分离池11的出液口连接于焦油深度脱水***14的进液口，焦油深度脱水***14的出液口连接于焦油储罐12。

需要说明的是，废液经沉渣池10沉渣，再通过分离池11后能够得到焦油，焦油经焦油深度脱水***14脱水后通过焦油储罐进行回收。

本实施例中，提氢装置包括氢气提浓装置5和氢气提纯装置6。

预处理装置4的出气口与氢气提浓装置5的进气口连接，氢气提浓装置5的出气口与氢气提纯装置6的进气口连接，氢气提纯装置6的出气口与氢气储罐的进气口连接。

预处理装置4的解析气出口、氢气提纯装置6的解析气出口、氢气提浓装置5的一个解析气出口均连接于解析气储罐的进气口。

氢气提浓装置5的另一个解析气出口与加热炉1的燃气进口连接。

需要说明的是，预处理装置4输出的气体经氢气提浓装置5处理后能够得到粗氢，粗氢经氢气提纯装置6处理后能够得到纯度较高的氢气，纯度较高的氢气输送至氢气储罐进行回收。

氢气提浓装置5生成的解析气输送至加热炉1作为燃料进行供能。解析气储罐回收制氢过程中生成的多余的解析气。

本实施例中，预处理装置4采用变温吸附塔，氢气提浓装置5和氢气提纯装置6均采用变压吸附塔。

需要说明的是，变温吸附塔在较低温度下进行吸附，升高温度将吸附的组分解吸出来。变温吸附塔产品损失少，回收率高。

氢气提浓装置5和氢气提纯装置6采用的变压吸附塔具有不同规格的吸附材料，从而实现氢气的初步提浓和进一步提纯，变压吸附塔是通过改变压力来吸附和解吸的。变压吸附塔得到的产品纯度高，设备操作简单，维护简便。

本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (5)

1.一种直立方形炉煤气热载体热解***，其特征在于：包括热解炉（2）、余热回收机构、净化***（3）、预处理装置（4）、提氢装置、以及加热炉（1）；

所述热解炉（2）从上至下依次设置有集气伞（21）、预热段（22）、热解段（23）、以及冷却段（25）；所述冷却段（25）设置有所述余热回收机构；

所述集气伞（21）的出气口与所述净化***（3）的废气入口连接，所述净化***（3）的清洁气出口一路与所述预处理装置（4）的进气口连接，所述净化***（3）的清洁气出口另一路与所述加热炉（1）的热气进口连接，所述加热炉（1）的热气出口伸入所述热解段（23）；

所述预处理装置（4）的出气口与所述提氢装置的进气口连接；

所述加热炉（1）的烟气出口与设置于所述预热段（22）的加热装置（13）的进气口连接，所述加热装置（13）用于加热所述预热段（22）的原料，所述加热装置（13）的出气口与脱硫装置（7）的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的直立方形炉煤气热载体热解***，其特征在于：所述余热回收机构包括设置于所述冷却段（25）的换热盘管（9），所述换热盘管（9）的一端伸出所述冷却段（25）后连接于脱盐水装置（8），所述换热盘管（9）的另一端输出蒸汽。

3.根据权利要求1所述的直立方形炉煤气热载体热解***，其特征在于：所述净化***（3）输出的废液连接于沉渣池（10）的进液口，所述沉渣池（10）的出液口连接于分离池（11）的进液口，所述分离池（11）的出液口连接于焦油深度脱水***（14）的进液口，所述焦油深度脱水***（14）的出液口连接于焦油储罐（12）。

4.根据权利要求1所述的直立方形炉煤气热载体热解***，其特征在于：所述提氢装置包括氢气提浓装置（5）和氢气提纯装置（6）；

所述预处理装置（4）的出气口与所述氢气提浓装置（5）的进气口连接，所述氢气提浓装置（5）的出气口与所述氢气提纯装置（6）的进气口连接，所述氢气提纯装置（6）的出气口与氢气储罐的进气口连接；

所述预处理装置（4）的解析气出口、所述氢气提纯装置（6）的解析气出口、所述氢气提浓装置（5）的一个解析气出口均连接于解析气储罐的进气口；

所述氢气提浓装置（5）的另一个解析气出口与所述加热炉（1）的燃气进口连接。

5.根据权利要求4所述的直立方形炉煤气热载体热解***，其特征在于：所述预处理装置（4）采用变温吸附塔，所述氢气提浓装置（5）和所述氢气提纯装置（6）均采用变压吸附塔。

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