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低阶 煤 热解过程中水 蒸汽与荒煤气的分离方法

阅读：427发布：2020-05-08

专利汇可以提供低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其原料煤通过进料装置被送入回转热解窑进行热解，通过回转热解窑的窑尾设置的引风机将窑尾段原料煤受热脱出的水蒸汽抽出；被抽出的水蒸汽中的大部分送入速冷池，使大部分水蒸汽降温并发生冷凝，同时使水蒸汽夹带的粉尘在速冷池内沉淀，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷却器进一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入热风炉作为助燃剂使用；窑头段原料煤发生热解产生的荒煤气出回转热解窑后，进入高温除尘器进行除尘，除尘后的高温荒煤气再进入冷鼓工段，对荒煤气进行净化处理。本发明能够有效降低系统能耗，减少热解过程产生的污水量，降低污水处理成本。，下面是低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，包括以下步骤：粒径小于40mm的细粉状原料煤通过进料装置被送入回转热解窑进行热解，热解方式采用多管回转间接加热式，原料煤通过和高温气体热载体换热吸收热量，原料煤在回转热解窑内停留时间为30～90min，热解终温为450～650℃，在回转热解窑的窑尾设置有引风机，通过引风机将回转热解窑的窑尾段原料煤受热脱出的水蒸汽抽出；其特征是：其回转热解窑的窑头设置有引风机，通过调节窑头引风机和窑尾引风机，控制窑头、窑尾的压差，并实现窑尾水蒸汽与窑头荒煤气的分离；所述窑头、窑尾压差控制方法为：在回转热解窑的窑尾设置有CO检测设备，当检测到CO体积含量小于3%时，说明窑头、窑尾压力处于平衡状态，只有很少量的煤气流向窑尾端，当检测到CO体积含量大于3%时，说明窑头、窑尾压力处于不平衡状态，有一定量的煤气流向窑尾端，此时可以通过窑尾停止或减少抽水蒸汽，来实现窑头、窑尾的压力平衡；
被抽出的水蒸汽温度为100～150℃，压力为-300～-100Pa，水蒸汽为原料煤中自由水的70～90％；被抽出的水蒸汽中的70～80％送入速冷池，使大部分水蒸汽温度降低至50 80~
℃并发生冷凝，同时使水蒸汽夹带的粉尘在速冷池内沉淀，速冷池内的水温维持在30 50~
℃，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷却器进一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入热风炉，作为助燃剂使用，热风炉排出的热风作为回转热解窑的高温气体热载体；
窑头段原料煤发生热解产生的荒煤气出回转热解窑后，进入高温除尘器进行除尘，除尘后荒煤气粉尘含量由50 100g/Nm3降低至20 100mg/Nm3，高温除尘器的工作温度为300～~ ~
500℃，除尘后的高温荒煤气再进入冷鼓工段，对荒煤气进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其特征是：其进料装置为内外套筒结构，原料煤经由内筒进入回转热解窑，蒸汽流经外筒与内筒之间的环隙，在外筒设置有抽蒸汽口，通过管道与窑尾引风机连通，通过窑尾引风机将回转热解窑内的部分水蒸汽抽出。
3.根据权利要求1所述的低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其特征是：其还设置有用于对抽蒸汽的管道进行吹扫的N2吹扫装置。
4.根据权利要求1所述的低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其特征是：其蒸汽冷凝水经处理后可以作为现场工业用水。
5.根据权利要求1所述的低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其特征是：其低阶煤为褐煤、长焰煤、不黏煤中的至少一种。

说明书全文

低阶煤 热解过程中水 蒸汽与荒煤气的分离方法

技术领域

[0001] 本发明属于低阶煤热解工艺技术领域，尤其是涉及一种低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法。

背景技术

[0002] 煤炭是中国最主要的化石能源之一，我国以煤为主的能源消费结构在未来较长的一段时期内不会改变。低阶煤包括褐煤和低变质程度的烟煤（长焰煤、不粘煤和弱粘煤），其探明储量约占全国煤炭资源储量的57%左右，已经成为了能源生产和供应的重要组成部分。低阶煤水分含量较高，一般在20%以上，在热解过程中，会产生大量的热解水，热解水含有大量的酚、氨、氰、油等组分，成分极为复杂，COD、BOD值相当高，若不经处理，会对环境造成严重污染。但是，热解废水因成分复杂，不仅处理工艺复杂，而且处理成本很高；同时热解水变成水蒸气后，在热解过程中会吸收大量的热量，增加系统能耗。为解决这一难题，目前常用的方法是将低阶煤干燥脱水后再送入热解炉进行热解反应，但该方法需要增加额外的干燥及其他设备，不仅增加了系统投资成本，也使工艺变得更为复杂。

发明内容

[0003] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其能够将低阶煤热解前期脱除的水蒸汽抽出回转热解窑，从而可以避免水蒸汽进入回转热解窑高温段吸收大量热量、以及对后续荒煤气分质系统的设备选型造成困难。

[0004] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其包括以下步骤：

[0006] 步骤1、粒径小于40mm的细粉状原料煤通过进料装置被送入回转热解窑进行热解，热解方式采用多管回转间接加热式，原料煤通过和高温气体热载体换热吸收热量，原料煤在回转热解窑内停留时间为30～90min，热解终温为450～650℃，在回转热解窑的窑尾设置有引风机，通过引风机将回转热解窑的窑尾段原料煤受热脱出的水蒸汽抽出，水蒸汽温度为100 150℃，压力为-300 -100Pa，水蒸汽为原料煤中自由水的70～90％；~ ~

[0007] 步骤2、被抽出的水蒸汽中的大部分送入速冷池，使大部分水蒸汽温度降低至50~80℃并发生冷凝，同时使水蒸汽夹带的粉尘在速冷池内沉淀，速冷池内的水温维持在30 50~
℃，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷却器进一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入热风炉，作为助燃剂使用；

[0008] 步骤3、窑头段原料煤发生热解产生的荒煤气出回转热解窑后，进入高温除尘器进行除尘，除尘后荒煤气粉尘含量由50 100g/Nm3降低至20 100mg/Nm3，高温除尘器的工作温~ ~度为300～500℃，除尘后的高温荒煤气再进入冷鼓工段，对荒煤气进行净化处理。

[0009] 进一步地，上述的步骤1中的进料装置为内外套筒结构，原料煤经由内筒进入回转热解窑，蒸汽流经外筒与内筒之间的环隙，在外筒设置有抽蒸汽口，通过管道与窑尾引风机连通，通过窑尾引风机将回转热解窑内的部分水蒸汽抽出。

[0010] 进一步地，上述的步骤1中还设置有用于对抽蒸汽的管道进行吹扫的N2吹扫装置。

[0011] 进一步地，上述的步骤2中得到的蒸汽冷凝水，经处理后可以作为现场工业用水。

[0012] 进一步地，上述的步骤2中的热风炉排出的热风作为回转热解窑的高温气体热载体。

[0013] 进一步地，上述的回转热解窑的窑头设置有引风机，通过调节窑头引风机和窑尾引风机，控制窑头、窑尾的压差，并实现窑尾水蒸汽与窑头荒煤气的分离。

[0014] 进一步地，上述的低阶煤为褐煤、长焰煤、不黏煤中的至少一种。

[0015] 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

[0016] 该低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其工艺流程简单，操作简便，通过将低阶煤热解前期脱除的水蒸汽抽出回转热解窑，从而可以避免水蒸汽进入回转热解窑高温段吸收大量热量，同时避免因水蒸汽量大导致设备庞大、焦油热解水分离困难、热解污水处理量大、生产成本高等造成后续荒煤气分质系统的设备选型困难的问题；无须增加低阶煤预干燥装置，从而大大降低了系统的设备投资；能够有效降低系统能耗，同时将处理后的蒸汽冷凝水用作工业用水，缓解干旱地区的工厂用水问题；有效减少热解过程产生的污水量，从而有效降低污水处理成本，将低阶煤热解过程中产生的水蒸汽用作热风炉助燃剂，变废为宝，节约资源。附图说明

[0017] 图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

[0019] 如图1所示，该低阶煤热解过程中水蒸汽与荒煤气的分离方法，其包括以下步骤：

[0020] 步骤1、粒径小于40mm的细粉状原料煤通过进料装置被送入回转热解窑进行热解，热解方式采用多管回转间接加热式，高温气体热载体在换热管内，高温气体热载体温度为900～1000℃，原料煤在窑体内前进，原料煤通过和高温气体热载体换热，吸收大量的热量，原料煤在回转热解窑内停留时间为30～90min，热解终温为450～650℃，在回转热解窑的窑尾设置有引风机，通过窑尾引风机将回转热解窑的窑尾段原料煤受热脱出的水蒸汽抽出，水蒸汽温度为100 150℃，压力为-300 -100Pa，水蒸汽为原料煤中自由水的70～90％（质量~ ~
分数）；

[0021] 步骤2、被抽出的水蒸汽中的大部分送入速冷池，使大部分水蒸汽温度降低至50~80℃并发生冷凝，同时使水蒸汽夹带的粉尘在速冷池内沉淀，速冷池内的水温维持在30 50~
℃，剩余部分未冷凝蒸汽送入冷却器进一步冷凝，得到蒸汽冷凝水；被抽出的水蒸汽中的剩余部分直接送入热风炉，作为助燃剂使用；

[0022] 步骤3、窑头段原料煤发生热解产生的荒煤气出回转热解窑后，进入高温除尘器进行除尘，除尘后荒煤气粉尘含量由50 100g/Nm3降低至20 100mg/Nm3，高温除尘器的工作温~ ~度为300～500℃，除尘后的高温荒煤气再进入冷鼓工段，对荒煤气进行净化处理。

[0023] 上述的步骤1中的进料装置为内外套筒结构，原料煤经由内筒进入回转热解窑，蒸汽流经外筒与内筒之间的环隙，在外筒设置有抽蒸汽口，通过管道与窑尾引风机连通，通过窑尾引风机将回转热解窑内的部分水蒸汽抽出。

[0024] 上述的步骤1中还设置有N2吹扫装置，定期对抽蒸汽的管道进行吹扫，防止在抽蒸汽过程中水蒸汽夹带的粉尘将管道堵塞。

[0025] 上述的步骤2中送入速冷池中的水蒸汽为被抽出的水蒸汽中的70～80％，作为优选方案。

[0026] 上述的步骤2中得到的蒸汽冷凝水，经处理后可以作为现场工业用水。

[0027] 上述的步骤2中的热风炉排出的热风作为回转热解窑的高温气体热载体。

[0028] 上述的回转热解窑的窑头设置有引风机，通过调节窑头引风机和窑尾引风机，控制窑头、窑尾的压差，并实现窑尾水蒸汽与窑头荒煤气的分离。

[0029] 窑头、窑尾压差控制：回转热解窑的窑尾设置有CO检测设备，当检测到CO体积含量小于3%时，说明窑头、窑尾压力处于平衡状态，只有很少量的煤气流向窑尾端，当检测到CO体积含量大于3%时，说明窑头、窑尾压力处于不平衡状态，有一定量的煤气流向窑尾端，此时可以通过窑尾停止或减少抽水蒸汽，来实现窑头、窑尾的压力平衡。

[0030] 上述的低阶煤为褐煤、长焰煤、不黏煤中的至少一种。

[0031] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围之内。

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