[发明专利]煤粉的流化床干馏方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，涉及一种煤粉的流化床干馏方法与装置。

背景技术

我国快速增长的原油需求拉动了原油进口量的快速增长；在油气资源缺乏和需求提升的情况下，石油和天然气的过度对外依赖对我国的能源安全保障带来了很大的隐患，并使很多石油化工原料的成本居高不下。煤化工与石油化工具有相互替代性，发展新型煤化工可以作为石油化工很好的补充，具有很强的战略意义。煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程；主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

煤干馏技术是煤化工的重要过程之一。煤低温干馏可以提取低温焦油，并生产半焦和低温焦炉煤气。低温焦油产率较高，成分以烷烃为主，能进一步加工出高级液态燃料(汽油、柴油等)和化工原料；半焦可用作固体燃料或气化原料，煤气则是良好的燃料和化学合成原料。在煤干馏技术中，煤粉的流化床干馏是将块状的煤粉碎为细粉(粒径≤3毫米)，与高温固体热载体(煤灰)或高温气体热载体在流化状态下接触传热并发生热分解反应的过程；具有热强度高、干馏速度快、油气停留时间短、气固可快速分离等特征，是一种较好的煤炭加工利用方式。在煤粉的流化床干馏过程中，一般是采用床层式烧炭器或管式烧炭器(即提升管烧炭器)烧去干馏所产煤粉半焦中的炭。单独采用床层式烧炭器烧炭，会使其烧炭负荷过大，造成设备尺寸过大、投资较高。采用提升管烧炭器烧炭，烧炭效果不够理想，炭往往燃烧不完全。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤粉的流化床干馏方法与装置，以解决现有的煤粉流化床干馏技术所存在的烧炭负荷过大、烧炭效果不理想的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种煤粉的流化床干馏方法，其特征在于：该方法依次包括如下步骤：

A.粉碎后的煤粉原料与来自床层式烧炭器内烧炭密相段床层中的高温煤灰在混合罐内混合后经第一混合物输送管进入床层式干馏反应器，煤粉原料在干馏密相段床层中进行干馏反应，生成油气和煤粉半焦，油气经设于床层式干馏反应器内的第一组旋风分离器分离出煤粉半焦与煤灰的混合物后由床层式干馏反应器顶部的油气出口管流出，干馏密相段床层中煤粉半焦与煤灰的混合物向下流动，进入设于床层式干馏反应器下方的汽提器，向汽提器内通入汽提水蒸汽，汽提出煤粉半焦与煤灰的混合物所夹带的油气；

B.在汽提器内汽提后的煤粉半焦与煤灰的混合物经第二混合物输送管进入烧炭罐，与通入烧炭罐内的第一主风接触进行烧炭，生成再生半焦和烟气，再生半焦和烟气向上流动进入提升管烧炭器；

C.进入提升管烧炭器内的再生半焦与通入提升管烧炭器内的提升管烧炭主风接触，沿提升管烧炭器上行进行烧炭，生成含焦煤灰和烟气，含焦煤灰和烟气进入床层式烧炭器；

D.在床层式烧炭器内，含焦煤灰和烟气在第二组旋风分离器内进行气固分离，分离出的含焦煤灰向下落入烧炭密相段床层，含焦煤灰在烧炭密相段床层中与通入床层式烧炭器内的第二主风接触进行烧炭，生成高温煤灰和烟气，烧炭密相段床层中的部分高温煤灰经高温煤灰输送管进入混合罐。

用于实现上述干馏方法的煤粉的流化床干馏装置，其特征在于：该干馏装置设有混合罐、床层式干馏反应器、烧炭罐、提升管烧炭器、床层式烧炭器，混合罐与床层式干馏反应器之间设有第一混合物输送管，床层式干馏反应器的壳体包括圆筒形的位于上部的床层式干馏反应器稀相段筒体、位于下部的床层式干馏反应器密相段筒体以及位于两者之间的倒置圆台面形筒体，床层式干馏反应器内设有第一组旋风分离器，顶部设有油气集气室、油气出口管，下方设有汽提器，汽提器与烧炭罐之间设有第二混合物输送管，烧炭罐的壳体包括位于上部的圆台面形筒体和位于下部的圆筒形筒体，烧炭罐的底部设有第一主风分布器，提升管烧炭器设于烧炭罐的上方，提升管烧炭器的下部设有主风喷管，床层式烧炭器设于床层式干馏反应器的上方，床层式烧炭器的壳体包括圆筒形的位于上部的床层式烧炭器稀相段筒体、位于下部的床层式烧炭器密相段筒体以及位于两者之间的倒置圆台面形筒体，床层式烧炭器内设有第二组旋风分离器，提升管烧炭器的顶部出口通过水平管与之相连，床层式烧炭器的顶部设有烟气集气室、烟气出口管，底部设有第二主风分布器，床层式烧炭器与混合罐之间设有高温煤灰输送管。