專利名稱：一種低階煤干餾方法
技術領域：
一種低階煤干餾方法屬煤炭轉化或潔凈煤技術領域
背景技術：
低階煤是指無粘結性或弱粘結性的低變質程度的煤，如褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等。隨著低階煤的大量開采，低階煤的利用途徑不斷擴展。除大量用作動力煤外還可 進一步干餾(熱解)生產不同產品，提高煤利用效率。低階煤干餾根據干餾工藝不同可同 時生產半焦、煤氣和焦油，或只生產半焦和煤氣。半焦的用途越來越廣，可作為鐵合金生產原料，電石生產原料、無煙燃料、煉鋼增 碳劑，煙氣凈化的吸附劑，碳材料生產的原料(如活性炭生產原料等)、高爐噴吹料、水泥生 產和礦石煅燒原料等，特別是近年來作為煉焦原料生產型煤、型焦，彌補煉焦煤短缺意義重 大。煤氣的利用根據其成份不同除用作燃料氣外，還可用作鐵礦石的直接還原氣，現 代煤化工的原料氣，如合成甲醇、合成二甲醚、合成汽油、合成烯烴，特別是氫能生產的原料氣。焦油可作為燃料替代重油或進一步深加工生產市場短缺的化工原料，如酚類化合物等。低階煤干餾技術也隨著市場的需求不斷發展完善，目前中國市場如山西大同、陜 北俯谷、神木、內蒙準格爾、海拉爾等地均有不同規模的低階煤干餾生產廠。可以預見，低階 煤的熱解將會快速發展，規模不斷擴大。低階煤的干流方法按加熱方式分類可分為內熱式、外熱式和混熱式；按加熱介質 分類可分為氣體熱載體、固體熱載體和二者兼有的加熱方式；按加熱氣體與固體接觸方式 可分為固定床干餾、流化床干餾、氣流床干餾；按固體熱載體與煤接觸方式分類可分為下落 床、攪拌床和流化床等。目前市場采用的干餾技術，主要有固定床內熱、外熱及混熱式直立 爐，外形為圓形和方形，此外有少數地方采用回轉窯干餾爐(內熱式和混熱式)。新的研究 方向是流化床熱解技術，目前還未能得到推廣，技術還不完善。縱觀低階煤干餾技術目前存 在如下問題1、規模較小，單爐半焦生產量小、煤氣沒有充分利用；。2、干餾技術不完善，表現在爐體結構不合理，熱效率低，以內熱、混熱為主，化焦 嚴重、焦炭灰分高；3、機械化程度較差，工人勞動強度大、勞動效率低、環境差。4、生態效益太差煤氣冷卻大都采用直冷為主，造成含焦油、酚等有害物的污水量 較大。煤氣泄露，粉塵放散嚴重。

發明內容
一種低階煤干餾方法，其特征是干餾爐分上下兩段，上段為干餾段，下段為氣化段。干餾段上部設有煤料入口和干餾煤氣導出口，氣化段上部設有煤氣導出口，下部設有干 餾煤氣分布器、空氣導入口、空氣分布器和半焦排出口。煤料由干餾爐上部裝煤車加入裝煤 斗，然后經旋塞閥定量加入干餾段，煤料在下行過程與氣化段產生的煤氣換熱得到干餾，干 餾產生的煤氣經干餾煤氣風機抽出再打入氣化段下部煤氣分布器進入氣化段，在氣化段底 部同時供入經空氣分布器分布的空氣，干餾段下行至氣化段的半焦溫度進一步提高，半焦 得到進一步干餾和部分氣化。干餾煤氣在氣化段得到二次熱解和部分燃燒使煤氣中焦油成 分和高級碳氫化合物得到裂解，甲烷得到重整，經氣化和熱解后的煤氣從氣化段的上部，即 整個爐的中部排出。煤氣主要成份是N2、H2、C0、C02、H20和少量CH4等，不含焦油，因煤氣從 半焦層通過，半焦層具有顆粒床過濾除塵的作用，使煤氣中不含或少含粉塵，煤氣無需冷卻 凈化脫除焦油和粉塵，可直接供鍋爐燃燒或燃氣發電，環保效益顯著，生態安全。半焦化灰 少質量高，可作為鐵合金和電石生產原料、水泥生產和鋁土礦煅燒的燃料、碳材料生產原料 (活性炭、活性半焦原料)、型煤、型焦生產原料、高爐噴吹料、煉鋼增碳劑等。
發明專利的特點1、將煤干餾與氣化有機結合，完全采用內熱、干餾爐熱效率高。2、干餾煤氣再次送回干餾爐的氣化段經二次裂解或重整，煤氣中不含焦油，減少 了致癌物、酚等其它有毒物的排放。3、燃燒部分煤氣作為干餾氣化的熱源，半焦質量高。4、煤炭轉化率高達96%，大約原煤熱量的60%轉化為半焦熱量，36%轉化為煤 氣。熱損失4%。5、氣化段類似于顆粒過濾器，降低了煤氣的流速，小顆粒不會從床中帶出，減少了 粉塵污染。6、煤氣不需凈化即可供鍋爐加熱或電廠燃氣輪機發電，并且有害放散物相對于傳 統的燃煤鍋爐或電站均低。7、該方法不必進行煤氣冷卻，沒有含焦油、酚和其它有毒物質的廢水產生。8、設備簡單，煤的干燥、熱解、干餾煤氣的熱解、半焦的冷卻都集中在一個裝置，投 資相對于其它技術低。9、該方法可將不同的動力煤轉化為稀缺產品，通過改變技術參數，可調節最終產 品的質量，滿足用戶的要求。10、該方法的主要設備(干餾爐)沒有移動或旋轉部件，增加了操作的可靠性。


附圖是“一種低階煤干餾方法”的示意圖。其中
1.裝煤斗2.旋塞閥3.干餾段4.煤氣導出口 5.氣化段6.干餾煤氣分布器7.半焦排 出口 8.空氣導入口 9.干餾煤氣風機10.干餾煤氣導出口 11.氣體分布器
具體實施例方式采用山西大同和陜北俯谷長焰煤，篩分破碎為10 50mm的小塊，經干餾爐頂的裝 煤斗(1)、旋塞閥(2)進入干餾段(3)，與氣化段(5)產生的氣化煤氣直接換熱，煤料得到初 步干餾，干餾半焦隨氣化段底部的間斷出焦而下移進入氣化段，進一步經歷干餾、氣化、燃 燒等過程。干餾煤氣由干餾煤氣風機(9)從干餾段頂部干餾煤氣導出口(10)抽出，經干餾煤氣分布器(6)再次打回氣化段經歷二次熱解過程，同時有部分煤氣與底部空氣導入口 (8)供入的空氣進行燃燒，維持爐溫在一定溫度，同時產生部分吹風氣。吹風氣與干餾煤氣 的熱解氣混合作為出爐煤氣由氣化段頂部煤氣導出口(4)導出，直接作為鍋爐燃料。半焦 則經空氣冷卻由爐底側半焦排焦口(7)排出，經進一步冷卻后作為產品。所產半焦質量如 表1，所產煤氣成分如表2。表1半焦的質量指標
權利要求
一種低階煤干餾方法，其特征是兩段爐煤氣化過程干餾段的干餾煤氣經煤氣風機從干餾段煤氣出口抽出，經干餾煤氣分布器再次送入氣化段，被二次熱解和部分燃燒。
2.權利要求1所述的煤氣風機可為離心煤氣風機或羅茨煤氣風機，為避免風機過熱， 傳動軸采用水夾套冷卻。
3.權利要求1所述的干餾煤氣分布器，為安裝在汽化段外圍一定高度處的煤氣圓管或 方管，并在不同角度開孔與氣化段內部連接。使干餾煤氣均勻供入氣化段。
4.權利要求1所述的干餾煤氣在氣化段經高溫炭催化二次裂解，使氣化段出口煤氣合 成氣產率增加，焦油減少；干餾煤氣穿過氣化段，此時氣化段具有顆粒過濾床作用，減少了 出口煤氣中粉塵含量，減少了煤氣凈化設備。
5.權利要求1所述的干餾煤氣在氣化段部分與爐底供入的空氣或氧氣反應，為兩段爐 熱解與氣化提供熱量，同時減少了半焦燃燒量，提高了半焦產量和質量。
全文摘要
一種低階煤干餾方法，其特征是干餾爐由干餾段和氣化段縱向串聯組成，氣化段產生的熱煤氣作為干餾段的熱介質，干餾段產生的干餾煤氣經風機重新打回氣化段被二次熱解和部分燃燒，燃燒所需空氣經氣體分布器從底部供入。干餾煤氣經二次裂解，使出爐煤氣中不含焦油、酚等其它有害物質。氣化段類似于顆粒過濾器，小顆粒不會從床中帶出，減少了粉塵污染。燃燒部分干餾煤氣作為熱源，減少半焦化灰，提高半焦的質量。煤氣不需凈化即可供鍋爐加熱或電廠燃氣輪機發電，有害放散物相對于傳統的燃煤鍋爐或電站均低很多。半焦質量高可作鐵合金和電石生產原料等。
文檔編號C10J3/66GK101955803SQ20091016161
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者岳江, 鞏志堅, 梁鵬, 靳瑛, 高軍 申請人:山東科技大學