[发明专利]低阶煤多级流化床煤化工多联产系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低阶煤煤化工系统，特别涉及低阶煤多级流化床煤化工多联产系统及其方法。

背景技术

我国褐煤储量丰富，2010年褐煤产量超过3亿吨，占全国煤炭产量的10％。褐煤的高效加工利用已成为我国煤炭能源领域高度关注的问题。

由于褐煤成煤期短，其水量、氧含量和挥发份高，全水分高达20-60%。一方面导致热值低，不适于直接燃烧；另一方面造成化学反应性过高，在空气中极易风化和破碎，不适于远距离运输和长期储存。因此，褐煤最大的用途是坑口电厂发电，但褐煤中优质的挥发分也被低价值燃烧发电了。如何高效综合利用褐煤，又在不影响发电的前提下，开发高效的煤化工多联产系统，具备较好的经济效益和社会效益，是褐煤开发利用中亟待解决的问题。

传统的低阶煤循环流化床锅炉发电技术中，都是对煤直接进行燃烧或热解，但低阶煤中所含有的高达30～60%的水分一是直接蒸发掉，既浪费了水的蒸发潜热，水资源又未能得到充分利用；二是则增加了热解过程酚氨废水的产生量，酚氨废水处理难度大，费用高，给环保带来巨大压力。而我国的产煤区目前基本上都是缺水区域，对于年处理量几百万吨的缺水地区来讲，这是一个非常大的浪费，需要改进工艺回收这些水分再利用，减少系统能耗，并且需要减少酚氨废水处理系统的压力。

上述流化床技术是指将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化，即流化床。

流化床的主要特性有：充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为L的两截面的压差△p=ρgL；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。

发明内容

为了解决现有技术中对低阶煤利用的不足，提高低阶煤的利用率并降低系统能耗，本申请的发明人提出了采用多级流化床串级操作来生产低阶煤半焦的方法，并提出了该低阶煤多级流化床煤化工多联产系统。

本发明提供一种低阶煤多级流化床煤化工多联产系统，其包括流化床干燥炉、流化床热解炉和流化床锅炉，其中，上述流化床干燥炉、上述流化床热解炉和上述流化床锅炉串联连接，均采用流化床形式，上述流化床干燥炉对低阶煤进行干燥，使得低阶煤物理脱水，在上述流化床干燥炉中具有管板换热器，上述管板换热器沉浸在低阶煤中，上述管板换热器中的气体热介质经由低阶煤溢出，携带出低阶煤中脱除的水分；上述流化床干燥炉与上述流化床热解炉连接，经干燥后的流态化的低阶煤进入上述流化床热解炉，在上述流化床热解炉中进行中低温热解；上述流化床锅炉与上述流化床热解炉连接，上述流化床热解炉中热解产生的煤半焦进入上述流化床锅炉进行燃烧。

在上述低阶煤多级流化床煤化工多联产系统中，优选，上述流化床锅炉连接有旋风分离器，上述流化床锅炉中产生的烟气经上述旋风分离器进行旋风分离后得到的热灰渣被送至上述流化床热解炉，上述热灰渣对上述流化床热解炉中的低阶煤进行加热。

在上述低阶煤多级流化床煤化工多联产系统中，优选，低阶煤在上述流化床干燥炉中进行干燥后，其含水量降低至8~15%。

在上述低阶煤多级流化床煤化工多联产系统中，优选，进入上述流化床干燥炉的低阶煤颗粒度是小于10mm，进入上述管板换热器的上述气体热介质的温度小于180℃，从上述管板换热器进入上述流化床干燥炉的上述气体热介质的温度为140-160℃，低阶煤在上述流化床干燥炉内进行脱水时的温度为105℃-115℃，干燥后低阶煤的出煤温度小于110℃。

在上述低阶煤多级流化床煤化工多联产系统中，优选，上述流化床干燥炉连接有废水处理系统，经上述流化床干燥炉处理蒸发产生的水分进入上述废水处理系统，经过处理得到液氨、粗酚和水。

在上述低阶煤多级流化床煤化工多联产系统中，优选，在上述流化床热解炉中的热解温度控制在450～700℃。