[发明专利]一种由煤制备兰炭、焦油和煤气的方法及装置

摘要

本发明公开了一种由煤制备兰炭、焦油和煤气的方法及装置，属于能源化工技术领域。利用包括干燥分级系统、粉煤气化系统和块煤热解系统的装置，将混合粒度的原料煤干燥分级为粉煤和块煤，粉煤用水蒸气和氧气部分气化，其气化半焦燃烧产生的热烟气用于原料煤干燥分级，未燃烧的剩余高温半焦作为循环固体热载体用于粉煤气化；块煤用粉煤气化产生的煤气作气体热载体进行热解，同时块煤及其热解半焦作移动颗粒层的滤料捕集粉煤气化煤气中携带的粉尘。该发明实现了以混合粒度煤作为生产原料制取优质兰炭，原料适用性强、利用率高，同时实现了高温煤气的热除尘，提高了焦油和煤气的品质，装置运行稳定，整体效能高。

主权项

一种由煤制备兰炭、焦油和煤气的方法，其特征在于，步骤如下：A.原料煤的干燥分级原料煤在干燥分级器中采用与干燥介质逆流直接接触的方式干燥并预热，同时在干燥介质的气力携带或转筒筛的机械筛分作用下分级为干燥的粉煤和干燥的块煤；其中干燥介质氧气体积含量小于6％，干燥介质的温度为150～250℃，且该温度低于原料煤的着火点；B.粉煤的气化步骤A中得到的干燥粉煤经进料器送入气化反应器与来自热焦仓的高温循环半焦快速混合后同气化剂发生部分气化反应，产生气化煤气和半焦；气化煤气输送至热解反应器，作为块煤热解的气体热载体；半焦输送至提升管燃烧反应器与热空气发生燃烧反应并提升，未燃烧的半焦被加热经一级气固分离器与高温燃烧烟气分离后，作为固体热载体收集在热焦仓中循环使用；一级气固分离器分离后的高温燃烧烟气经二级气固分离器脱除粉煤灰后，再依次经过一级换热器和二级换热器分别与换热介质空气、水逆流间接接触换热后作为原料煤的干燥介质，其中换热介质走管程，高温烟气走壳程；高温循环半焦与粉煤的质量比不超过40；提升管燃烧反应器的压力为常压，温度控制在800～1100℃，且该温度低于原料煤气化半焦中灰分的熔融温度；进入提升管燃烧反应器内热空气的温度不低于400℃；粉煤的气化温度为700～900℃，粉煤的停留时间为1～60min，压力为常压，采用的气化剂为氧气和水蒸气，且氧煤比为0.2～0.5，水煤比为0.1～0.6；C.块煤的热解步骤A中得到的干燥块煤经进料器送入热解反应器被来自气化反应器的气化煤气直接接触加热进行热解，同时利用块煤及其半焦形成的移动颗粒层捕集粉煤气化煤气中携带的粉尘；热解产生的粗煤气经冷却器洗涤冷却后获得煤气和液体，冷却后的液体再经过分离器进行油水分离处理后获得焦油和水；热解产生的半焦通过熄焦器与熄焦介质逆流直接接触冷却至温度低于100～180℃后输出，经进一步筛分除尘后作为兰炭产品；气化煤气与块煤的进料量之比为2～12Nm3/kg；块煤的热解温度为500～700℃，块煤的停留时间为15～60min，压力为常压。