一種循環式氣體熱載體煤熱解系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種循環式氣體熱載體煤熱解系統,該熱解系統包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過半焦儲罐與換熱器相連接；焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接；熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。其能耗低、能源轉化效率高、環境污染小、熱解產物附加值高。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于煤熱解
，涉及一種循環式氣體熱載體煤熱解系統。
技術介紹
近年來，煤炭資源分質利用越來越成為煤炭能源行業內技術發展的新趨勢，受到普遍的關注，但是目前的煤炭熱解技術在實際使用過程中始終存在以下一些技術問題:(I)能源轉化效率低；(2)熱解氣中水蒸氣含量高，導致焦油回收階段能耗大，能量損失大，且分離技術難度大；(3)濕法熄焦過程能量損耗大，且易造成水污染及半焦浸水等問題；(4)熱解組分含量少，品質差，對熱解工藝經濟造成較大影響。為此，需要一種循環式氣體熱載體煤熱解系統及其熱解方法，解決現有技術中所存在的上述技術問題，使其能耗低、能源轉化效率高、環境污染小、熱解產物附加值高。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種循環式氣體熱載體煤熱解系統及其熱解方法，解決現有技術中所存在的上述技術問題，使其能耗低、能源轉化效率高、環境污染小、熱解產物附加值高。為實現上述目的，本技術一方面提供一種循環式氣體熱載體煤熱解系統，包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過半焦儲罐與換熱器相連接。在以上方案中優選的是，焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接。還可以優選的是，熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。本技術另一方面，一種循環式氣體熱載體煤熱解系統的操作方法是，將煤經過干燥磨煤裝置，進行預干燥、破碎磨制成一定的顆粒度，進入加壓裝置，提高煤的環境壓力，使其進入換熱器與高溫半焦進行換熱，半焦溫度降低后作為產品輸出，煤顆粒被加熱后輸送至熱解/燃燒器，與高溫煙氣進行換熱并發生熱解，產生混合物。在以上方案中優選的是，混合物進入氣固分離裝置，分離出固態的高溫半焦輸送至半焦儲罐。還可以優選的是，氣固分離剩余的氣體包括甲烷、一氧化碳、氫氣、氣態焦油組分、水蒸氣。還可以優選的是，氣固分離剩余的氣體的一部分作為燃料氣作為燃料進入熱解/燃燒器與氧化劑如氧氣進行燃燒，與原料煤換熱后的煙氣尾氣進入廢熱鍋爐進行余熱利用。還可以優選的是，氣固分離剩余的氣體的另一部分作為粗產品氣進行產物分離，首先進入焦油回收裝置，分離出焦油產品，剩余產品氣體進入深冷分離裝置，分離出甲烷產品，剩余的產品氣體組分為一氧化碳、氫氣、水蒸氣，該氣體進行變換/凈化/合成裝置產出化學品。與現有技術相比，本技術具有以下優點:本技術提供了一種循環式氣體熱載體煤熱解系統，其具有如下優點:(I)有效利用末煤資源，對煤炭資源進行分質利用，提高轉化效率；(2)利用熱解產生的煤氣作為熱解熱源；(3)熱解器與燃料燃燒器合一，避免高溫煙氣的傳輸與保溫，實現較高的換熱效率；(4)熱解過程產生高熱值的甲烷、焦油等產品；(5)熱解氣中水蒸汽含量少，焦油回收階段能耗低?！靖綀D說明】圖1為本技術的循環式氣體熱載體煤熱解系統的結構示意圖。圖中，I為干燥磨煤裝置，2為加壓裝置，3為換熱器，4為熱解/燃燒器，5為氣固分離裝置，6為半焦儲罐，7為廢熱鍋爐，8為焦油回收裝置，9為深冷分離裝置，10為變換/凈化/合成裝置?！揪唧w實施方式】為了更好地理解本技術，下面結合具體實施例對本技術作了詳細說明。但是，顯然可對本技術進行不同的變型和改型而不超出后附權利要求限定的本技術更寬的精神和范圍。因此，以下實施例具有例示性的而沒有限制的含義。實施例1:—種循環式氣體熱載體煤熱解系統，如圖1所示，包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過半焦儲罐與換熱器相連接；焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接；熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。實施例2:一種循環式氣體熱載體煤熱解系統的操作方法，如圖1所示，煤SI經過干燥磨煤裝置1，進行預干燥、破碎磨制成一定的顆粒度，進入加壓裝置2，提高煤的環境壓力，進入換熱器3與高溫半焦S7進行換熱，半焦溫度降低后作為產品S8輸出，煤顆粒被加熱后輸送至熱解/燃燒器4，與高溫煙氣進行換熱并發生熱解，產生混合物S5，混合物進入氣固分離裝置5，分離出固態的高溫半焦S6輸送至半焦儲罐6，氣固分離剩余的氣體主要包括甲烷、一氧化碳、氫氣、氣態焦油組分、水蒸氣等，一部分作為燃料氣S9作為燃料進入熱解/燃燒器4與氧化劑S15如氧氣進行燃燒，與原料煤換熱后的煙氣尾氣Sll進入廢熱鍋爐7進行余熱利用；另一部分作為粗產品氣SlO進行產物分離，首先進入焦油回收裝置8，分離出焦油產品S16，剩余產品氣體進入深冷分離裝置9，分離出甲烷產品S14，剩余的產品氣體組分主要為一氧化碳、氫氣、水蒸氣，該氣體進行變換/凈化/合成裝置10產出化學品S17，可以是甲醇、合成氨等。本技術熱解器/燃燒器4的相關功能在一臺設備能實現，這樣避免的原料氣燃燒后的高溫煙氣輸送與保溫相關技術問題；在熱解/燃燒器4內，原料煤與高溫煙氣進行間接換熱，原料煤在管程，高溫煙氣在殼程，原料煤在管內實現氣力輸送高速運動，提高了換熱效率，同時也提高了產能；整個工藝流程使用系統自身產出的燃料作為熱源；煤在破碎后進行熱解反應，具有煤顆粒比表面積大，熱解時間短，換熱效率高、熱解充分等技術優點；煤在熱解前與高溫半焦進行換熱，實現半焦的降溫與原料煤的升溫，節省大量的熱量；煤在加壓后進行熱解反應，具有產物中甲烷含量、氫氣含量高等優點；熱解產物中一部分氣體作為燃料氣進行燃燒產生高溫煙氣，熱解產物溫度高，不需要降溫過程直接燃燒，其燃燒溫度高，氧耗量小；使用廢熱鍋爐7回收熱量?！局鳈囗棥?.一種循環式氣體熱載體煤熱解系統，包括依次連接的干燥磨煤裝置(1)、加壓裝置(2)、換熱器(3)、熱解/燃燒器(4)、氣固分離裝置(5)、焦油回收裝置(8)、深冷分離裝置(9)和變換/凈化/合成裝置(10);其特征在于:氣固分離裝置(5)還通過半焦儲罐(6)與換熱器(3)相連接。2.如權利要求1所述的循環式氣體熱載體煤熱解系統，其特征在于:焦油回收裝置(8)還與熱解/燃燒器(4)相連接。3.如權利要求2所述的循環式氣體熱載體煤熱解系統，其特征在于:熱解/燃燒器(4)還與廢熱鍋爐(7)相連接?！緦＠勘炯夹g涉及一種循環式氣體熱載體煤熱解系統,該熱解系統包括依次連接的干燥磨煤裝置、加壓裝置、換熱器、熱解/燃燒器、氣固分離裝置、焦油回收裝置、深冷分離裝置和變換/凈化/合成裝置；氣固分離裝置還通過半焦儲罐與換熱器相連接；焦油回收裝置還與熱解/燃燒器相連接；熱解/燃燒器還與廢熱鍋爐相連接。其能耗低、能源轉化效率高、環境污染小、熱解產物附加值高?！綢PC分類】C10B47/18, C10B51/00, C10B49/04, C10B57/10, C10B53/04, C10B57/00【公開號】CN205046051【申請號】CN201520822585【專利技術人】章剛, 林東杰, 劉春雷 【申請人】航天長征化學工程股份有限公司【公開日】2016年2月24日【申請日】2015年10月22日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種循環式氣體熱載體煤熱解系統，包括依次連接的干燥磨煤裝置(1)、加壓裝置(2)、換熱器(3)、熱解/燃燒器(4)、氣固分離裝置(5)、焦油回收裝置(8)、深冷分離裝置(9)和變換/凈化/合成裝置(10)；其特征在于：氣固分離裝置(5)還通過半焦儲罐(6)與換熱器(3)相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：章剛，林東杰，劉春雷，
申請(專利權)人：航天長征化學工程股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11