一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤化工領域，具體涉及一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解方法及裝置。
【背景技術】
[0002]多年來國內外對低階煤(褐煤、長焰煤、不黏煤、弱黏煤)制半焦、煤氣和煤焦油進行了一系列研宄和工業化生產。目前已實現工業化生產的典型工藝是以塊煤(8?30mm)為原料，采用內熱式直立爐進行工業化生產。但在我國煤炭機械化開采過程中，所采的煤炭大于或等于20mm以上的塊煤約占35%左右，等于和小于8mm以下的粉煤約占35%。在煤炭市場中，塊煤(大于和等于20mm以上)每噸一般價格大于粉煤(小于8mm以下)150?200元左右。為了充分利用價廉易得的粉煤為原料制半焦、煤氣和煤焦油，其固體熱載體移動床粉煤熱解裝置是主要生產工藝方法之一。該裝置相對于外熱式回轉爐和內熱式流化床粉煤熱解裝置具有簡單易行的特點。但在實際生產運行中，固體熱載體粉煤熱解裝置產生的熱解氣，由于其所含半焦粉塵數量為30?80g/Nm3，通常在熱解氣出口設置旋風分離器將其半焦粉塵進行分離脫除(見尚建選等編著.低階煤分質轉化多聯產技術.煤炭工業出版社，2013年第256頁、第261頁)，在其工業性試驗和工業生產裝置中為了防止熱解氣所含煤焦油冷凝造成半焦粉塵黏堵，需對旋風分離器進行保溫和伴熱。其溫度為450?550°C，由此造成設備工藝較復雜、能量消耗大，急需進行改進。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解方法及裝置，以克服上述現有技術存在的缺陷，本發明所用的原料煤為等于和小于8mm以下的低階質粉煤，并具有原料粉煤來源充足、廉價易得，適用范圍廣，工藝流程簡單，相對投資低，易操作，安全、穩定等特點。
[0004]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一:將熱載體和粉煤充分混合進行熱解，粉煤受熱載體加熱產生熱解氣，熱解氣經旋風分離后得到高溫油氣及半焦粉塵，利用高溫油氣回收煤焦油及凈化煤氣，半焦粉塵與熱載體和粉煤混合繼續熱解；
[0007]步驟二:粉煤熱解后生成熱半焦，一部分熱半焦經加工后作為步驟一中的熱載體與粉煤充分混合進行熱解，另一部分熱半焦經冷卻后得到產品半焦。
[0008]進一步地，上述方法中所述的熱載體為高溫半焦或高溫熱灰，其中粉煤與熱載體的體積比為1: 1.3?1: 3.7。
[0009]進一步地，步驟二中將熱半焦加工成高溫半焦的方法為:將熱半焦在加熱爐中加熱到750?800°C即得到高溫半焦；將熱半焦加工成高溫熱灰的方法為:將熱半焦經循環流化床燃燒后即得到溫度為750?900°C的高溫熱灰。
[0010]一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解裝置，包括筒體，筒體的頂部設有上封頭，上封頭的中部設有熱解氣出口，上封頭和與之連接的集合管箱封頭之間形成集合管箱，集合管箱封頭下部設有若干與集合管箱連通的旋風分離器組；
[0011]筒體的兩側對稱設置有若干混合管，混合管上設有煤氣進口、粉煤進口以及熱載體進口，筒體的下部設有錐體型的下封頭，下封頭底部設有出料管，出料管上對稱連接有循環半焦下料管和產片半焦下料管，且三者形成倒Y型管分叉，循環半焦下料管和產片半焦下料管上分別設置有閥門。
[0012]進一步地，旋風分離器組包括串聯的一級旋風分離器和二級旋風分離器，且一級旋風分離器和二級旋風分離器的下料管出口均安裝有翼閥。
[0013]進一步地，混合管穿插設置在筒體的外壁上，且混合管向上傾斜設置。
[0014]進一步地，混合管與筒體的外壁之間的夾角為20?60度。
[0015]進一步地，混合管與筒體的外壁之間的夾角為30?45度。
[0016]進一步地，煤氣進口中設置有螺旋推進器。
[0017]進一步地，循環半焦下料管上的閥門為循環半焦液壓驅動插板閥；產片半焦下料管上的閥門為產品半焦液壓驅動插板閥。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0019]本發明方法通過將熱載體和粉煤充分混合進行熱解，粉煤受熱載體加熱產生熱解氣，得到的熱解氣含塵量少，熱解過程中產生的半焦粉塵與熱載體和粉煤混合繼續熱解，粉煤熱解后生成熱半焦，一部分熱半焦經加工后作為熱載體與粉煤充分混合進行熱解，另一部分熱半焦經冷卻后得到產品半焦，循環利用的同時熱解效果更好。
[0020]進一步地，合理控制粉煤與熱載體的體積比，使其充分熱解的同時也不浪費原材料。
[0021]本發明裝置上封頭的中部設置有熱解氣出口，上封頭內部與倒置的集合管箱封頭構成與旋風分離組出口連通的集合管箱，該結構由于采用兩個大小不同的封頭相互倒扣在一起具有結構強度高，承載效果好、熱膨脹性能好的特點，下封頭的下料管與循環半焦出料管和產品半焦出料管構成倒置的Y形管分叉，將產品半焦和循環半焦分離，本發明結構簡單，投資費用少，而且運行穩定，安全可靠。
[0022]進一步地，旋風分離器組包括串聯的一級旋風分離器和二級旋風分離器，且一級旋風分離器和二級旋風分離器的下料管出口均安裝有翼閥，分離效果更好，翼閥可以自動的將半焦粉塵排出進行熱解。
[0023]進一步地，混合管傾斜設置在筒體外壁上，利于煤氣和粉煤送入。
[0024]進一步地，在循環半焦出料管上安裝有循環半焦液壓驅動插板閥，產品半焦出料管上安裝有產品半焦液壓驅動插板閥，可以更好地分別控制循環半焦量和產品半焦量。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的裝置的整體結構示意圖；
[0026]圖2為本發明的裝置的俯視圖；
[0027]圖3為本發明的螺旋推進器結構示意圖。
[0028]其中，I為熱解氣出口，2為上封頭，3為集合管箱，4為集合管箱封頭，5為一級旋風分離器，6為二級旋風分離器，7為翼閥，8為筒體，9為混合管，10為熱載體進口，11為粉煤進口，12煤氣進口，13為螺旋推進器，14為下封頭，15為出料管，16為循環半焦下料管，17為產品半焦下料管，18為循環半焦液壓驅動插板閥，19為產品半焦液壓驅動插板閥，D為粉煤熱解裝置內徑，hi為旋風分離段，h2為熱解段，h3為存儲段。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述:
[0030]一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解方法，包括以下步驟:
[0031]步驟一:將熱載體和粉煤充分混合進行熱解，粉煤受熱載體加熱產生熱解氣，熱解氣經旋風分離后得到高溫油氣及半焦粉塵，利用高溫油氣回收煤焦油及凈化煤氣，半焦粉塵與熱載體和粉煤混合繼續熱解，所述的熱載體為高溫半焦和高溫熱灰的混合物，其中高溫半焦與高溫熱灰的體積比為1: 1.3?1: 3.7。
[0032]步驟二:粉煤熱解后生成熱半焦，一部分熱半焦經加工后作為步驟一中的熱載體與粉煤充分混合進行熱解，另一部分熱半焦經冷卻后得到產品半焦；將熱半焦加工成高溫半焦的方法為:將熱半焦在加熱爐中加熱到750?800°C即得到高溫半焦；將熱半焦加工成高溫熱灰的方法為:將熱半焦經循環流化床燃燒后即得到溫度為750?900°C的高溫熱灰。
[0033]參見圖1至圖3，一種內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解裝置，包括筒體8，筒體8的頂部設有上封頭2，上封頭2的中部設有熱解氣出口 1，上封頭2和與之連接的集合管箱封頭4之間形成集合管箱3，集合管箱封頭4下部設有2或3個與集合管箱3連通的旋風分離器組；旋風分離器組包括串聯的一級旋風分離器5和二級旋風分離器6，且一級旋風分離器5和二級旋風分離器6的下料管出口均安裝有翼閥7 ;
[0034]筒體8的兩側對稱設置有2個混合管9，混合管9穿插設置在筒體8的外壁上，且混合管9向上傾斜設置，混合管9與筒體8的外壁之間的夾角為20?60度，優選的夾角為30?45度，混合管9上設有煤氣進口 12、粉煤進口 11以及熱載體進口 10，煤氣進口 12中設置有螺旋推進器13，筒體8的下部設有錐體型的下封頭14，下封頭14底部設有出料管15，出料管15上對稱連接有循環半焦下料管16和產片半焦下料管17，且三者形成倒Y型管分叉，循環半焦下料管16和產片半焦下料管17上分別設置有循環半焦液壓驅動插板閥18和產品半焦液壓驅動插板閥19。
[0035]下面對本發明的實施過程作進一步詳細說明:
[0036]本發明中粉煤采用褐煤或長焰煤中的一種，粉煤的粒徑等于或小于8_。
[0037]內旋除塵式固體熱載體移動床粉煤熱解裝置自上到下由旋風分離段hl、熱解段h2和錐體段h3三部分組成。筒體8的內徑為D，旋風分離段hi等于0.8?1.8倍D，優選的旋風分離段hi等于1.2?1.6倍D。在旋風分離段hi的上封頭2的中部設置有熱解氣出口 1，上封頭2內部與倒置的集