[发明专利]一种三段式煤粉热解处理系统

说明书

技术领域

本发明属于化工中的有机原料的热解处理，具体涉及一种三段式煤粉热解处理系统。

背景技术

我国煤炭资源非常丰富，但煤炭中的低阶煤如长焰煤和褐煤等储量占了全国煤炭处理的一半以上，随着开采技术的机械化程度不断提高，粉状的低阶煤越来越多。粉状低阶煤直接燃烧不仅浪费了煤种丰富的油气资源，而且产生较大的污染。针对粉煤热解，目前的主要热解工艺包括国外的Tscoal工艺、流化床工艺及国内的DG法和旋转窑反应器等，从系统流程中来看，都是针对一种单一的煤种如褐煤或长焰煤进行热解处理，而褐煤在热解过程中油的产率较低，经济性较差，而高含油的长焰煤热解过程中耗能较大，成本高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，结合褐煤热解和长焰煤热解的特点，开发出一种三段式煤粉热解处理系统，采取单个反应工艺，非常简单方便的实现对长焰煤和褐煤的综合处理，充分提取了褐煤中的燃气资源和长焰煤中的油资源，实现对煤炭中的高价值资源的梯级利用，并对热解半焦的高温显热进行充分利用，提高系统效率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种三段式煤粉热解处理系统，包括：烘干提升管装置、原料斗、热解反应器、余热回收装置、荒煤气净化装置和储气罐，其中：

所述热解反应器分为高温热解段、中低温热解段和余热回收段，其中，所述高温热解段设有收料装置和多层加热装置，其中，所述收料装置设置于所述多层加热装置的下方，用于收集热解产生的高温半焦；在所述中低温热解段设有多层错位布置的布料锥，每层所述布料锥包括为多个；所述余热回收段设有换热装置；

所述烘干提升管装置将褐煤、长焰煤分别送至所述原料斗，通过所述原料斗分别进入所述高温热解段和中低温热解段；

所述余热回收装置一端与所述高温热解段连接，另一端与所述储气罐连接，所述荒煤气净化装置一端与所述中低温热解段相连，另一端与所述储气罐连接；所述余热回收装置和荒煤气净化装置分别将所述高温热解段、中低温热解段产生的热解气送至所述储气罐。

进一步的，所述高温热解段、中低温热解段和余热回收段竖直长度的范围比例为3:2:1-5:3:1。

进一步的，所述热解反应器包括炉体，所述炉体从上到下依次分为高温热解段、中低温热解段和余热回收段，所述炉体包括：第一进料口、上段热解气出口、下段热解气出口和冷焦出料口，其中，所述第一进料口设置于所述炉体的顶部，所述上段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述高温热解段的下侧，所述下段热解气出口设置于所述炉体的侧部且位于所述中低温热解段的下侧，所述冷焦出料口设置于所述炉体的底部。

进一步的，所述三段式煤粉热解处理系统还包括焦仓，所述焦仓与所述冷焦出料口连接。

进一步的，所述加热装置包括燃气进口、空气进口和烟气出口，所述换热装置包括热空气出口和冷空气进口，其中，所述换热装置的热空气出口与所述加热装置的空气进口相连，将换热后的冷却介质作为燃料返送入所述加热装置。

进一步的，所述收料装置为锥形料斗，其底部设有混料出口，侧部设有贯穿所述炉体的第二进料口，常温物料通过所述第二进料口进入所述锥形料斗与所述高温半焦混合，下落至所述布料锥上进行充分混合接触热解，得到混合半焦。

进一步的，所述烘干提升管装置包括长焰煤烘干提升管、褐煤烘干提升管，所述原料斗包括长焰煤原料斗、褐煤原料斗，所述烟气出口与所述长焰煤烘干提升管、褐煤烘干提升管、褐煤原料斗依次顺序连接；所述褐煤原料斗与所述第一进料口连接；所述长焰煤原料斗一端与所述第二进料口连接，另一端与所述长焰煤烘干提升管连接。

进一步的，所述加热装置的层数为10-30层，每层所述加热装置包括多个加热装置；所述加热装置为蓄热式辐射管，在所述加热装置中产生1000℃以上的烟气。

进一步的，所述布料锥的层数为8-20层，每相邻两层的间距为100-400mm，每层中相邻两个布料锥的间距为50-300mm；所述布料锥的为棱长为50-200mm的正三棱锥。

进一步的，所述冷却介质为冷空气，所述冷空气换热后升温至300-400℃通过外置连接管进入所述上段高温热解区的加热装置中与燃气燃烧，所述混合半焦经过换热后温度降至60℃后通过皮带机外排。

本发明的有益效果至少包括：

1）本发明所述的三段式煤粉热解处理系统结构简单，采取三段式热解反应，得到不同的产物，实现对物料的最大程度利用；