一种低阶煤分段提质及热烟气梯级利用系统及其利用方法 |
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| 申请号 | CN202010044840.3 | 申请日 | 2020-01-16 | 公开(公告)号 | CN111117671A | 公开(公告)日 | 2020-05-08 |
| 申请人 | 山西智容新能源科技有限公司; | 发明人 | 张丰阁; 施俊鹏; 刘佳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种低阶 煤 分段提质及热烟气 梯级 利用系统及其利用方法，属于低阶粉煤 热解 技术领域,具体包括 回转窑 的下料罩出口连接有落煤通道，落煤通道的上部设置有提质热解段，下部设置有多级冷却器，提质热解段包括安装在落煤通道内的多个换 热管 ，热 风 炉的热风出口与提质热解段的换热介质入口相连接，提质热解段的换热介质出口与回转窑的进气罩入口相连接，回转窑的出气罩出口经风机与 脱硫 脱硝系统相连接，回转窑的出气罩出口和风机之间的管路上还安装有第一 温度 传感器 、流量计和蝶 阀 ，第一温度传感器与风机连 锁 控制，经提质热解段二次热解的提质煤进入冷却段与脱盐 水 进行热交换，本发明结构设计合理，能够充分利用烟气热量，降低能耗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低阶煤分段提质及热烟气梯级利用系统，包括回转窑和热风炉，其特征在于：所述回转窑的下料罩出口连接有直立炉，所述直立炉主要由热解提质段和冷却段构成，所述热解提质段包括安装在直立炉内的多个换热管，所述热解提质段设置在直立炉的上部，所述冷却段设置在直立炉的下部，且冷却段主要由多个冷却器构成，所述热风炉的热风出口与热解提质段的换热介质入口相连接，所述热解提质段的换热介质出口与回转窑的进气罩入口相连接，所述回转窑的出气罩出口经风机与脱硫脱硝系统相连接，所述回转窑的出气罩出口和风机之间的管路上还安装有第一温度传感器、流量计和蝶阀，所述第一温度传感器与风机连锁控制，经热解提质段二次热解的提质煤进入冷却段与脱盐水进行热交换。 |
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| 说明书全文 | 一种低阶煤分段提质及热烟气梯级利用系统及其利用方法技术领域背景技术[0002] 煤炭是我国一段时期内的主体能源。2006年，中国煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13％，列世界第三位，其中低阶煤储量约占57％。近年来我国每年开采用煤30多亿吨，其中一半以上是低阶煤。与此同时，我国煤碳利用形式相对简单，大多用于燃烧、发电，将煤中的油气资源以一种简单的形式燃烧掉，不符合“高质高用、低质低用”的原则，同时加剧了环境问题。保守测算，每年由此约浪费掉1亿吨以上的油气资源。因此，急需开发煤碳，尤其是低阶煤的清洁高效分解分质利用技术。 发明内容[0003] 为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构设计合理，能够充分利用烟气热量，降低能耗的低阶煤分段热解热烟气梯级利用系统及其利用方法。 [0004] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种低阶煤分段提质及热烟气梯级利用系统，包括回转窑和热风炉，所述回转窑的下料罩出口连接有直立炉，所述直立炉主要由热解提质段和冷却段构成，所述热解提质段设置在直立炉的上部，所述冷却段设置在直立炉的下部，且冷却段主要由多个冷却器构成，所述热解提质段包括安装在直立炉内的多个换热管，所述热风炉的热风出口与热解提质段的换热介质入口相连接，所述热解提质段的换热介质出口与回转窑的进气罩入口相连接，所述回转窑的出气罩出口经风机与脱硫脱硝系统相连接，所述回转窑的出气罩出口和风机之间的管路上还安装有第一温度传感器、流量计和蝶阀，所述第一温度传感器与风机连锁控制，经热解提质段二次热解的提质煤进入冷却段与脱盐水进行热交换。 [0005] 其中，低阶煤分段加热分级提质是指低阶煤经回转窑干燥、一段热解提质后经下料罩出口进入直立炉上部进行二段热解提质，然后进入直立炉下部进行冷却降温。所述冷却降温段由脱盐水对二次热解后的提质煤进行降温并副产蒸汽。热烟气梯级利用是指热风由所述热风炉出口进入所述直立炉上部热解提质段换热管为二段热解提供热量进行一次降温，随后由所述直立炉上部热解提质段换热管出口进入所述回转窑进气罩为一段热解提供热量进行二次降温、随后为干燥提供热量进行终端降温最后从所述回转窑的出气罩排出，经风机与脱硫脱硝系统相连接。 [0006] 优选的，风炉的热风出口连接有热风调节管路，所述热风调节管路上设置有第一控制阀，所述所述热风炉的热风出口与热解提质段的换热介质入口之间管路上安装有第二温度传感器，所述第二温度传感器与第一控制阀连锁控制。 [0007] 优选的，所述风机的出风口连接有回调烟气管路，所述回调烟气管路与热风炉的风箱相连接，所述回调烟气管路上安装有第二调节阀，所述热解提质段的换热介质出口与回转窑的进气罩入口之间的管路上安装第三温度传感器，所述第三温度传感器与第二调节阀连锁控制。 [0008] 优选的，所述冷却段热交换后产生的蒸汽经管路与汽包连接，用于副产蒸汽。 [0009] 一种低阶煤分段热解热烟气梯级利用方法，按照以下步骤进行，原料煤在回转窑内进行干燥、一段热解，将低阶煤中的油气资源提出，并回转窑出口提质煤挥发分在14％-18％，温度为450℃-550℃，然后进入直立炉的热解提质段进行二段热解，将剩余热解气提出，并直立炉出口的提质煤挥发分在4％-10％，温度为600℃-800℃进入直立炉的冷却段，与脱盐水进行间接换热，根据全厂需要产生不同品位的蒸汽，同时提质煤进行冷却出口温度为40℃-160℃； [0010] 热风炉产生的热风通过回调部分烟气或控制蒸汽产生等级及蒸汽产生量控制出口烟气温度为950℃-1200℃，与热解提质段的提质煤热交换后，控制出口烟气温度保持在850℃-1050℃并进入回转窑，为回转窑干燥热解提供热量，经回转窑干燥热解后的出口烟气温度在150-300℃，且出口烟气部分回调热风炉热烟气温度，其余部分经脱硝脱硫后排出系统，或先经脱硝脱硫后部分回调热风炉热烟气温度，其余部分直接排出系统。 [0011] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果。 [0012] 1、将低阶煤分阶段加热，低温脱水、一段热解、二段热解，并冷却产汽，分段升温、分级提质。一是降低一段热解回转窑的运行温度，有利于其长周期运行；二是减少直立炉单纯冷却造成析焦堵塞，妨碍设备运行；三是实现低阶煤热解焦油产率最大化，质量最优化。 [0013] 2、热烟气分段降温、与低阶煤逆流换热、梯级利用：1)避免两套热风系统造成的投资增加及运行中两个出口烟气因出口压降不同造成的烟气处理难度；2)避免了一套热风系统，烟气出口分别进两个热解装置风量分配控制难度大的问题。3)通过相关的工艺控制，将整个热风系统进行串联，梯级利用，不仅有利于生产控制，也有利于热量有效利用，同时满足环保要求。附图说明 [0014] 图1为本发明中实施例一的结构示意图。 [0015] 图2为本发明中实施例一的结构示意图。 具体实施方式[0016] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0017] 实施例一 [0018] 如图1所示，一种低阶煤分段提质及热烟气梯级利用系统，包括回转窑1和热风炉2，回转窑1的下料罩出口连接有直立炉3，直立炉3主要由热解提质段4和冷却段5构成，热解提质段4设置在直立炉3的上部，冷却段5设置在直立炉3的下部，且冷却段5主要由多个冷却器构成，热解提质段4包括安装在直立炉内的多个换热管，热风炉2的热风出口与热解提质段4的换热介质入口相连接，热解提质段4的换热介质出口与回转窑1的进气罩入口相连接，回转窑1的出气罩出口经风机6与脱硫脱硝系统相连接，回转窑1的出气罩出口和风机6之间的管路上还安装有第一温度传感器7、流量计8和蝶阀9，第一温度传感器7与风机6连锁控制，经热解提质段4二次热解的提质煤进入冷却段5与脱盐水进行热交换。 [0019] 其中，风机6的出风口连接有回调烟气管路14，回调烟气管路14与热风炉2的风箱相连接，回调烟气管路14上安装有第二调节阀15，热解提质段4的换热介质出口与回转窑的进气罩入口之间的管路上安装第三温度传感器16，第三温度传感器16与第二调节阀15连锁控制。经热解提质段4二次热解的提质煤进入冷却段5与脱盐水进行热交换，可以将热交换产生的蒸汽经管路与汽包10连接，用于副产蒸汽。 [0020] 本实施例中热风炉通过回调烟气管路回调部分热解之后的低温烟气，对热风炉产生的热风进行调温控制，使热风炉的出口温度为950℃-1200℃，然后在经过热解提质段4换热后出口温度为850℃-1050℃，满足回转窑的干燥热解要求，然后回转窑干燥热解之后的定位烟气温度能够保持在150-300℃，满足现有脱硫脱硝系统的使用要求。第三温度传感器16用于检测热解提质段4的出口烟气温度，根据出口温度的大小，调节第二调节阀15的开度，进而调整回调烟气的量。 [0021] 实施例二 [0022] 热风炉2的热风出口连接有热风调节管路11，热风调节管路11上设置有第一控制阀12，通过控制锅炉产生蒸汽等级及蒸汽产生量实现热烟气温度的控制，热风炉2的热风出口与热解提质段4的换热介质入口之间管路上安装有第二温度传感器13，第二温度传感器13与第一控制阀12连锁控制。其余与实施例一相同。 [0023] 本实施例中控制热风调节管路11控制进入热解提质段4的热风温度，第二温度传感器13直接检测热风炉出口温度，然后根据温度调节第一控制阀12的开度。 [0024] 具体使用时，原料煤在回转窑内进行干燥、一段热解，将低阶煤中的油气资源提出，并回转窑出口提质煤挥发分在14％-18％，温度为450℃-550℃，然后进入直立炉的热解提质段进行二段热解，将剩余热解气提出，并直立炉出口的提质煤挥发分在4％-10％，温度为600℃-800℃进入直立炉的冷却段，与脱盐水进行间接换热，根据全厂需要产生不同品位的蒸汽，同时提质煤进行冷却出口温度为40℃-160℃； [0025] 热风炉产生的热风通过回调部分烟气或控制蒸汽产生等级及蒸汽产生量控制出口烟气温度为950℃-1200℃，与热解提质段的提质煤热交换后，控制出口烟气温度保持在850℃-1050℃并进入回转窑，为回转窑干燥热解提供热量，经回转窑干燥热解后的出口烟气温度在150-300℃，且出口烟气部分回调热风炉热烟气温度，其余部分经脱硝脱硫后排出系统，或先经脱硝脱硫后部分回调热风炉热烟气温度，其余部分直接排出系统。 |
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