專利名稱：一種新型流化床半焦生產系統及其工藝的制作方法
技術領域：
本發明提供一種新型流化床半焦生產系統及其工藝，即利用流化床將褐煤等煤種
進行低溫干餾，生產半焦的工藝。
背景技術：
半焦俗稱蘭炭，因其燃燒時有很短的藍色火焰而得名，它是泥煤、褐煤和高揮發分 的煙煤經低溫(500 700°C )干餾得到的固體產物。揮發分含量高，是很好的高熱值無煙 燃料，在鐵合金、電石、化肥等行業完全可以替代且優于一般焦碳，同時在高爐噴吹、生產炭 化料和活性炭等領域有著較大的發展潛力。 褐煤是我國分布較多的煤種之一，埋藏淺、易開采，褐煤半焦的生產與應用可大大 緩解煙煤、焦煤資源的緊缺，對我國的可持續發展具有深遠意義。 常規的半焦生產工藝，其主要設備是內熱式直立干餾爐，干餾爐的單爐年產量多 數在5萬噸 IO萬噸，且僅能運用一爐多門等組合技術實現集中化大規模生產。目前的半 焦生產工藝存在以下問題 (1)資源浪費。噸焦耗煤、電、水量大，生產過程中的余熱、尾氣利用率低，焦油回收 率不高，剩余煤氣直接排空而未綜合利用。
(2)新建半焦企業生產規模起點為60萬噸/年，都是在原有立式爐基礎上進行設
計改造，然后通過多孔并排組合的方式形成規模，運行時間不長。
(3)半焦生產研發落后，工藝技術單一，大型化技術設備不成熟。

發明內容
本發明的目的就是為解決上述問題，提供一種新型流化床半焦生產系統及其工
藝，它通過褐煤干燥和低溫干餾兩段工藝生產半焦。 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案 —種新型流化床半焦生產系統，它包括干燥系統和干餾系統，其中干燥系統進料 端與進料裝置連接，干燥系統尾氣經至少一級干燥除塵裝置后回收，干燥系統與熱源連接； 干燥系統出料端以及干燥除塵裝置出料端均與干餾系統進料端連接；干餾系統的熱解氣體 經至少一級除塵裝置后， 一路作為干餾爐的流化介質閉路循環，另一路再經至少一級冷凝 裝置后，一部分排空，另一部分燃燒后作為本系統熱源，干餾系統出料端與成品區連接。
所述進料裝置包括料倉，它與螺旋輸送機連接，螺旋輸送機與干燥系統進料端連 接；干燥系統為內加熱流化床干燥機，干燥熱源來自內置換熱器，過熱蒸汽作為流化介質， 來自燃燒爐的煙氣與內置換熱器連接，內置換熱器還與煙氣引風機I連接，過熱蒸汽和回 收的尾氣由下部送入內加熱流化床干燥機。 所述干燥除塵裝置有兩級，第一級為旋風除塵器I，它的出料端與干餾系統進料端 連接，尾氣出口與第二級除塵裝置電除塵器相連，電除塵器收集的細粉回收。兩級除塵后的 尾氣經循環風機I加壓，一路送回內加熱流化床干燥機作為流化介質閉路循環；另一路蒸
3汽回收利用。 所述干餾系統為內加熱流化床干餾爐，干餾熱源來自內置換熱器，由干餾除塵裝 置回收的尾氣作為流化介質，來自燃燒爐的煙氣與內置換熱器連接，內置換熱器與煙氣引 風機II連接，回收尾氣經循環風機II送回內加熱流化床干餾爐。 所述干餾除塵裝置包括旋風除塵器II，它的出料口與成品區連接，尾氣送入冷凝 裝置，冷凝裝置為冷凝器，冷凝器出料口排除焦油和芬類聚合物，尾氣一部分排空， 一部分 送入燃燒爐。 —種新型流化床半焦生產系統的生產工藝，它的步驟為， 1)含水量30 % 50%的濕褐煤送至內加熱流化床干燥機內； 2)過熱蒸汽進入內加熱流化床干燥機，使床內物料維持穩定的流態化；褐煤被內
置換熱器提供的熱量加熱干燥，通過控制褐煤在床內的停留時間，干燥至要求的水分后，褐
煤由流化床干燥機出料口排出，并與旋風除塵后收集的干粉一起輸送至干餾工序；干燥析
出水分及部分物料由過熱蒸汽攜帶，經旋風和靜電除塵后，被循環風機I抽引，一部分返回
內加熱流化床干燥機作為流化介質在系統內閉路循環，另一部分可全部回收利用其熱能；
內置換熱器的熱量由燃燒爐的煙氣提供，換熱后的煙氣由煙氣引風機I抽出排空； 3)干燥后的物料進入低溫干餾工序，在內加熱流化床干餾爐內干餾析出的揮發分
經旋風除塵后，一部分由循環風機II抽吸，作為內加熱流化床干餾爐的流化風在系統內閉
路循環，另一部分經冷凝器冷凝，析出焦油和芬類聚合物；從冷凝器流出的可燃氣體， 一部
分可燃燒后排空，絕大部分進入燃燒爐燃燒，產生的煙氣分為兩路， 一路進入內加熱流化床
干燥機作為內置換熱器的熱源，一部分進入內加熱流化床干餾爐作為內置換熱器的熱源；
內加熱流化床干餾爐的內置換熱器換熱后的煙氣由煙氣引風機II抽出排空。 所述步驟3)中內加熱流化床干餾爐的內置換熱器內通50(TC的煙氣。 本發明的新型流化床半焦生產工藝，可直接將含水30% 50%的褐煤進行干燥、
干餾，生產半焦。干燥系統由進料裝置、過熱蒸汽內加熱流化床、旋風除塵器、電除塵器、成
品料輸送裝置、循環風機、煙氣引風機等組成。工藝流程為含水30% 50%的濕褐煤由輸
送機輸送至內加熱流化床的進料口，落入床內。過熱蒸汽由內加熱流化床底部風室進入流
化床，經過布風裝置均風后進入床層，使床內物料維持穩定的流態化。在流化床內褐煤被內
置換熱器提供的熱量加熱干燥，通過控制褐煤在床內的停留時間，干燥至要求的水分后，由
流化床干燥機出料口排出，與旋風除塵器收集的干粉一起輸送至干餾工序。干燥析出水分
及部分物料由床內的過熱蒸汽攜帶，經旋風除塵器除塵和靜電除塵后，被循環風機抽引，一
部分返回流化床作為干燥介質，另一部分可全部回收利用其熱能。內置換熱器的熱量由煙
氣提供，換熱后的煙氣由煙氣引風機抽出排空。干燥后的褐煤進入低溫干餾段，此段由內加
熱流化床干餾爐、旋風除塵器、冷凝器、燃燒爐、循環風機、煙氣引風機、成品料輸送設備等
組成。在內加熱流化床干餾爐內干餾析出的揮發分經除塵后，一部分由循環風機抽吸，作為
流化床的流化風在系統內閉路循環，另一部分經冷凝器冷凝，析出焦油和芬類聚合物。從冷
凝器流出的可燃氣體， 一部分可燃燒后排空，絕大部分進入燃燒爐燃燒，產生的煙氣分為兩
路，一路進入干燥段作為內置換熱器的熱源，一部分進入干餾段作為內置換熱器的熱源。換
熱后的煙氣由煙氣引風機抽出排空。 本工藝的干燥段將內加熱流化床與過熱蒸汽干燥工藝嫁接，可直接將含水30 %
450%的褐煤干燥至含水5%以下。干燥所需的熱量全部由內置換熱器提供，所需流化風量 小，流化床的面積小，占地面積小，一次投資少。流化狀態下，氣固兩相流具有較高的水分梯 度，并能夠進行充分接觸，傳熱效率高，系統能耗低。以過熱蒸汽作為流化介質，整個干燥過 程為無氧環境，無燃燒和爆炸的危險，系統安全可靠。 以內加熱流化床干餾爐作為干餾段的主設備。內加熱流化床干餾爐是將內加熱流 化床作為干餾爐使用，干餾所需的熱量大部分由內置換熱器提供，內置換熱器內通50(TC的 煙氣將褐煤進行低溫干餾。干餾析出的揮發分經除塵后一部分作為流化床的流化風。流態 化干餾保證了物料加熱均勻，干餾效率高，半焦的含炭量高。同時物料層厚度和停留時間均 可在一定范圍內調整，通過調整干燥機內換熱元件的結構和布置方式，可以調節半焦的含 炭量和產量，單機生產能力大，操作彈性大，設備運行可靠，產品品質比較穩定。 物料干燥過程析出的水汽，經除塵后，其攜帶的熱能可全部回收利用，系統能源利
用率高。 干餾段析出的揮發分可全部回收利用。揮發分經冷凝器冷凝，析出焦油和芬類聚 合物，可作進一步精細處理后加以利用。其中的可燃氣體一部分可排空燃燒處理，絕大部分 可進入燃燒爐燃燒，產生的煙氣則分別作為干燥段和干餾段內置換熱器的熱源，系統節能 環保。 采用該技術對褐煤進行加工提質后，可生產出穩定性好、低含硫、高熱值的固體燃 料低溫半焦和衍生物低溫煤焦油。同時熱利用率高，無環境污染，資源綜合利用水平高，可 連續穩定操作，實現大規模生產。 本發明的有益效果是通過褐煤干燥和低溫干餾兩段工藝生產半焦。該系統工藝 簡單、流程短，可實現連續操作，節能效果顯著，是環境友好型、水資源節約型清潔煤技術項 目。


圖1是一種新型流化床半焦生產工藝流程圖。 其中，l.料倉，2.螺旋輸送機，3.卸料閥I，4.內加熱流化床干燥機，5.卸料閥II， 6.旋風除塵器I，7.卸料閥I11，8.循環風機I，9.電除塵器，IO.煙氣引風機I，ll.卸料閥 IV， 12.內加熱流化床干餾爐，13.卸料閥V，14.旋風除塵器I1，15.卸料閥IV，16.冷凝器， 17.循環風機I1，18.煙氣引風機I1，19.燃燒爐。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。 圖1中，它包括干燥系統和干餾系統，其中干燥系統為內加熱流化床干燥機4，內 加熱流化床干燥機4的進料端與進料裝置連接，進料裝置包括料倉l，它與螺旋輸送機2連 接，螺旋輸送機2經卸料閥13與內加熱流化床干燥機4進料端連接。內加熱流化床干燥機 4的尾氣經旋風除塵器16和電除塵器9兩級除塵后回收。旋風除塵器16的出料口經卸料 閥III7送入內加熱流化床干餾爐12進料端；兩級除塵后的尾氣經循環風機18加壓，一部 分送入內加熱流化床干燥機4作為流化介質，另一部分可全部回收其熱能。電除塵器9收 集的細粉可回收。內加熱流化床干燥機4的內置換熱器與燃燒爐19的煙氣連接作為熱源，內置換熱器與煙氣引風機110連接，將換熱后的煙氣排空。內加熱流化床干燥機4的出料 端經卸料閥115與干餾系統的內加熱流化床干餾爐12連接。 內加熱流化床干餾爐12的進料端設有卸料閥IV11，其尾氣經旋風除塵器1114除 塵后分為兩路， 一路送入冷凝器16冷凝， 一路通過循環風機1117作為熱源送回內加熱流化 床干餾爐12。冷凝器16的尾氣一部分排空，另一部分送回燃燒爐19。燃燒爐19的煙氣作 為熱源送入內加熱流化床干餾爐12的內置換熱器，換熱后的煙氣經煙氣引風機II18排空。 內加熱流化床干餾爐12出料端設有卸料閥V13，物料經卸料閥V13送入成品區，同時旋風除 塵器1114的出料口設有卸料閥IV15，其收集的物料也送入成品區。
本發明的工藝過程為 含水30% -50%的濕褐煤由螺旋輸送機2、卸料閥13輸送至內加熱流化床干燥機 4的進料口，落入床內。過熱蒸汽由內加熱流化床干燥機4底部風室進入流化床，經過布風 裝置均風后進入床層。在這個過程中進入床層的過熱蒸汽被有效地控制，因而使床內物料 維持穩定的流態化。在流化床內褐煤被內置換熱器提供的熱量加熱干燥，通過控制褐煤在 床內的停留時間，干燥至要求的水分后，由內加熱流化床干燥機的出料口卸料閥115排出， 與旋風除塵器16下卸料閥III7收集的含水5%的干粉一起輸送至干餾段。干燥析出水分 及部分物料由床內的過熱蒸汽攜帶，流出內加熱流化床干燥機4，經旋風除塵器16和電除 塵器9兩級除塵后，由循環風機18加壓，一部分送入內加熱流化床干燥機4的風室，作為流 化介質，另一部分可回收其熱能。內置換熱器的熱源為燃燒爐19的煙氣，換熱后的煙氣尾 氣由煙氣引風機I10抽出排空。 干餾段的工藝流程為含水5%的干褐煤由內加熱流化床干餾爐12的進料口卸料 閥IV11落入爐內，被內置換熱器提供的熱量低溫干餾，析出揮發分后，得到半焦產品。含低 溫煤焦油和煤氣等成分的揮發分經旋風除塵器1114除塵后，一部分作為流化介質，由循環 風機1117抽吸在系統內循環流動。這部分流化介質由底部風室進入內加熱流化床干餾爐 12，經過布風裝置均風后進入床層。在這個過程中進入床層的流化介質被有效地控制，因而 使床內物料維持一定的流態化。另一部分經冷凝器16冷凝，析出焦油和芬類聚合物。從 冷凝器16流出的可燃氣體， 一部分可燃燒后排空，絕大部分進入燃燒爐19燃燒，產生的煙 氣分為兩路， 一路進入干燥段作為內加熱流化床干燥機4內置換熱器的熱源， 一部分進入 干餾段作為內加熱流化床干餾爐12內置換熱器的熱源。換熱后的煙氣分別由煙氣引風機 110、煙氣引風機II18抽出排空。干餾后的半焦產品由內加熱流化床干餾爐12底部卸料閥 V13和旋風除塵器1114底部卸料閥IV15排出。
權利要求
一種新型流化床半焦生產系統，其特征是，它包括干燥系統和干餾系統，其中干燥系統進料端與進料裝置連接，干燥系統尾氣經至少一級干燥除塵裝置后回收，干燥系統與熱源連接；干燥系統出料端與干餾系統進料端連接；干餾系統的熱解氣體經至少一級除塵裝置后，一路作為干餾爐的流化介質閉路循環，另一路再經至少一級冷凝裝置后，一部分排空，另一部分燃燒后作為本系統熱源，干餾系統出料端與成品區連接。
2. 如權利要求1所述的新型流化床半焦生產系統，其特征是，所述進料裝置包括料倉， 它與螺旋輸送機連接，螺旋輸送機與干燥系統進料端連接；所述干燥系統為內加熱流化床 干燥機，干燥熱源來自內置換熱器，過熱蒸汽作為流化介質，來自燃燒爐的煙氣與內置換熱 器連接，內置換熱器還與煙氣引風機I連接，過熱蒸汽和回收的尾氣由下部送入內加熱流 化床干燥機。
3. 如權利要求2所述的新型流化床半焦生產系統，其特征是，所述干燥除塵裝置有兩 級，第一級為旋風除塵器I，它的出料端與干餾系統進料端連接，尾氣出口分兩路，一路經循 環風機I送回內加熱流化床干燥機；另一路經第二級除塵裝置后，蒸汽回收利用，第二級除 塵裝置為電除塵器，電除塵器收集的細粉回收。
4. 如權利要求1所述的新型流化床半焦生產系統，其特征是，所述干餾系統為內加熱 流化床干餾爐，干餾熱源來自內置換熱器，由干餾除塵裝置回收的尾氣作為流化介質，來自 燃燒爐的煙氣與內置換熱器連接，內置換熱器與煙氣引風機II連接，回收尾氣經循環風機 II送回內加熱流化床干餾爐。
5. 如權利要求4所述的新型流化床半焦生產系統，其特征是，所述干餾除塵裝置包括 旋風除塵器II，它的出料口與成品區連接，尾氣送入冷凝裝置，冷凝裝置為冷凝器，冷凝器 出料口排除焦油和芬類聚合物，尾氣一部分排空，一部分送入燃燒爐。
6. —種權利要求1所述新型流化床半焦生產系統的生產工藝，其特征是，它的步驟為，1) 含水量30% 50%的濕褐煤送至內加熱流化床干燥機內；2) 過熱蒸汽進入內加熱流化床干燥機，使床內物料維持穩定的流態化；褐煤被內置換 熱器提供的熱量加熱干燥，通過控制褐煤在床內的停留時間，干燥至要求的水分后，褐煤由 流化床干燥機出料口排出，并與旋風除塵后收集的干粉一起輸送至干餾工序；干燥析出水 分及部分物料由過熱蒸汽攜帶，經旋風除塵和靜電除塵后，被循環風機I抽引，一部分返回 內加熱流化床干燥機作為流化介質在系統內閉路循環，另一部分可全部回收利用其熱能； 內置換熱器的熱量由燃燒爐的煙氣提供，換熱后的煙氣由煙氣引風機I抽出排空；3) 干燥后的物料進入低溫干餾工序，在內加熱流化床干餾爐內干餾析出的揮發分經旋 風除塵后，一部分由循環風機II抽吸，作為內加熱流化床干餾爐的流化風在系統內閉路循 環，另一部分經冷凝器冷凝，析出焦油和芬類聚合物；從冷凝器流出的可燃氣體， 一部分燃 燒后排空，剩余部分進入燃燒爐燃燒，產生的煙氣分為兩路， 一路進入內加熱流化床干燥機 作為內置換熱器的熱源， 一部分進入內加熱流化床干餾爐作為內置換熱器的熱源；內加熱 流化床干餾爐的內置換熱器換熱后的煙氣由煙氣引風機II抽出排空。
7. 如權利要求6所述的新型流化床半焦生產系統的生產工藝，其特征是，所述步驟3) 中內加熱流化床干餾爐的內置換熱器內通500°C的煙氣。
全文摘要
本發明公開了一種新型流化床半焦生產系統及其工藝。它包括干燥系統和干餾系統，其中干燥系統進料端與進料裝置連接，干燥系統尾氣經至少一級干燥除塵裝置后回收，干燥系統與熱源連接；干燥系統出料端以及干燥除塵裝置出料端均與干餾系統進料端連接；干餾系統的熱解氣體經至少一級除塵裝置后，一路作為干餾爐的流化介質閉路循環，另一路再經至少一級冷凝裝置后，一部分排空，另一部分燃燒后作為本系統熱源，干餾系統出料端與成品區連接。采用該技術對褐煤進行加工提質后，可生產出穩定性好、低含硫、高熱值的固體燃料低溫半焦和衍生物低溫煤焦油。同時熱利用率高，無環境污染，資源綜合利用水平高，可連續穩定操作，實現大規模生產。
文檔編號C10B57/14GK101760222SQ20091021512
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者劉濤, 孟輝, 張憲慶, 李勝, 楊志剛, 梁國林 申請人:山東天力干燥設備有限公司