[发明专利]上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉

说明书

上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉，提馏段底部设置的燃气、助燃气的混合室形成的热烟气作为提馏供热气上行加热低温热解半焦；在低温热解段底部，通常用低温煤气作调温冷却气冷却来自提馏段的提馏段输出气，形成温度突降的低温热解段用气体热载体，上行与预热后碳料接触对其进行低温热解；热解炉进行最佳温度的分段热解；入炉煤料下行，经过预热段、低温热解段、提馏段，可继续经过冷却段、熄焦段；低温热解段避免焦油大量烧失，提馏段降低产品半焦挥发分、提高半焦固定碳含量、提高半焦强度，产生提馏净煤气、提高煤气收率；助燃气是空气或富氧气或纯氧气；热解炉，可设置提馏半焦直接气冷段用冷循环煤气回收半焦显热。

技术领域

本发明涉及内热式移动床煤直立热解炉，特别涉及上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉，提馏段底部设置的燃气、助燃气的混合室形成的热烟气作为提馏供热气上行加热低温热解半焦；在低温热解段底部，通常用低温煤气作调温冷却气冷却来自提馏段的提馏段输出气，形成温度突降的低温热解段用气体热载体，上行与预热后碳料接触进行低温热解；热解炉进行最佳温度的分段热解；入炉煤料下行，经过预热段、低温热解段、提馏段，可继续经过冷却段、熄焦段；低温热解段避免焦油大量烧失，提馏段降低产品半焦挥发分、提高半焦固定碳含量、提高半焦强度，产生提馏净煤气、提高煤气收率；助燃气是空气或富氧气或纯氧气；热解炉，可设置提馏半焦直接气冷段用冷循环煤气回收半焦显热。降低燃气消耗，可设置使用液体水或水蒸气的熄焦段；助燃气为富氧气、纯氧气时所产煤气属于低氮气富二氧化碳煤气利于氢气、甲烷的分离回收；加煤仓用二氧化碳气置换可降低煤气产物中氧气、氮气含量；本发明可形成多种结构和多种用途的总体操作趋于最优化热解炉。

背景技术

我国西北地区存储着丰富的低灰、低硫、高挥发份的长焰煤、不粘煤和弱粘煤，该煤料经低温热解或低温干馏可产出收率较高的煤焦油及收率较高的煤气，同时产出一定质量的低温热解半焦。煤气含有的氢气、一氧化碳、甲烷可用于提取氢气、甲烷。煤焦油可用于提取酚类、加氢生产清洁油品。热解半焦可作为还原剂用作铁合金焦、电石焦。目前国内低阶煤低温热解装置的半焦(或兰炭)产能在1亿吨左右，形成了一个产业，主要采用内热式气体热载体的直立式热解炉，采用煤气欠氧燃烧(助燃气为空气)产生的热废气(烟气和循环煤气热载体)直接加热煤料进行热解。

国标GB/T25212-2010兰炭产品品种及等级划分，规定了兰炭的各性能指标的各等级的标准值，可以看出，有时指标值相差很小，但是等级完全不同；比如兰炭固定碳指标FCd，在74.01％～92.00％之间，每提高2％即升高一个等级；比如兰炭挥发分指标Vdaf，在15.00％～4.00％之间，每降低5％即升高一个等级；等级的升高意味着使用性能、适用范围显著提高，产品价格相差巨大，比如兰炭挥发分指标Vdaf，由7.0％(属于5.01％～10.00％范围归V-2等级)降低至4.5％(属于≤5.00％范围归V-1等级)即升高一个等级，产品价格相差达100～150元/吨甚至更高，由于热解半焦是收率最高的热解产品，产值增加巨大，比如对于100万吨/年兰炭生产厂而言，销售额相差1.0～1.5亿元/年甚至更高。

事实上，如果能保证低温热解过程的正常进行，进一步使得兰炭挥发分合理降低，将产生以下有益效果：

①提高高价值产品(煤气和焦油)产率，增加产值；

②降低兰炭挥发分含量、增加兰炭强度，提高兰炭价格，增加产值。

在单一热解段热解炉或实质上属于单一热解段热解炉的条件下，以低阶煤为例，当热解终温为600～900℃时，煤气产率增加尤为显著；热解时间直接影响低阶煤的热解程度及产物分布，热解时间的延长会增加焦油二次裂解的程度，从而导致焦油产率减小，煤气产率增加。