一種粉煤干餾活化一體爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種粉煤干餾活化一體爐，包括料倉，料倉的下部設有若干下料嘴，下料嘴下部連接有粉煤預熱裝置，粉煤預熱裝置下部連接至炭化室，炭化室的下部設有高溫蒸汽布氣裝置，高溫蒸汽布氣裝置的入口端連接至用于提供與粉煤反應的850～1000℃高溫蒸汽的高溫蒸汽管道，炭化室的底部設有活性焦排料閥，活性焦排料閥的底部設有刮板輸料機；炭化室的兩側均設有用于將粉煤加熱至750～800℃的粉煤加熱裝置。本實用新型具有熱效率高、產油率高、焦油中含塵量低、產氣率大、煤氣熱值高、能耗低、設備簡單、維護量小、操作彈性大、自動化程度高及污染小等特點。
【專利說明】
一種粉煤干餾活化一體爐
技術領域
[0001 ]本實用新型煤化工技術領域，具體涉及一種粉煤干餾活化一體爐。
【背景技術】
[0002]煤炭深加工產業發展政策，鼓勵發展以褐煤、煙煤等低質煤為原料的煤炭深加工項目，煤炭分質綜合利用等煤炭深加工的新模式。
[0003]針對目前蘭炭市場需求持續低迷，蘭炭產業陷入了全行業虧損的境地。全力開拓蘭炭應用市場，是促進蘭炭產業持續發展的當務之急，也是蘭炭產業必須轉型升級唯一出路。針對神府粉煤不能在直立爐干餾的現狀，急需研發一種粉煤連續低溫干餾、熱解、活化技術裝置。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種粉煤干餾活化一體爐，以克服現有技術中的問題，本實用新型具有熱效率高、產油率高、焦油中含塵量低、產氣率大、煤氣熱值高、能耗低、設備簡單、維護量小、操作彈性大、自動化程度高及污染小等特點。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種粉煤干餾活化一體爐，包括料倉，料倉的下部設有若干下料嘴，下料嘴下部連接有粉煤預熱裝置，粉煤預熱裝置下部連接至炭化室，炭化室的下部設有高溫蒸汽布氣裝置，高溫蒸汽布氣裝置的入口端連接至用于提供與粉煤反應的850?100tC高溫蒸汽的高溫蒸汽管道，炭化室的底部設有活性焦排料閥，活性焦排料閥的底部設有刮板輸料機;炭化室的兩側均設有用于將粉煤加熱至750?800°C的粉煤加熱裝置。
[0007]進一步地，粉煤預熱裝置的一側連接有熱廢氣進氣管道，另一側連接有廢氣排出管，且熱廢氣進氣管道連接至粉煤加熱裝置。
[0008]進一步地，粉煤加熱裝置包括上行加熱裝置和下行加熱裝置，所述上行加熱裝置包括上蓄熱室以及與上蓄熱室并列設置的若干空廢氣預熱道，上蓄熱室的上部設有連通空廢氣預熱道頂部的上水平氣道，上蓄熱室的下部連接有上行空廢氣交換器；
[0009]所述下行加熱裝置包括下蓄熱室以及與下蓄熱室并列設置的若干立火道，所述立火道與空廢氣預熱道上下對應設置，且上下對應的立火道與空廢氣預熱道連通，下蓄熱室的上部設有連通立火道底部的下水平氣道，下蓄熱室的下部連接有下行空廢氣交換器，上行空廢氣交換器與下行空廢氣交換器之間連接有廢氣管道，所述廢氣管道與熱廢氣進氣管道相連。
[0010]進一步地，立火道的頂部設有能夠將煤氣從立火道頂部通入的上行富煤氣燒嘴，所述上行富煤氣燒嘴連接至上行煤氣進口管，立火道的底部設有能夠將煤氣從立火道底部通入的下行富煤氣燒嘴，所述下行富煤氣燒嘴連接至下行煤氣進口管。
[0011]進一步地，上水平氣道的頂部設有用于對空廢氣預熱道與立火道進行測溫及檢查的探火孔。
[0012]進一步地，粉煤預熱裝置與炭化室之間設有煤氣集氣裝置，煤氣集氣裝置包括設置在炭化室上部的煤氣集氣陣傘，煤氣集氣陣傘的底部連接有若干并列設置的煤氣集氣通道，所述煤氣集氣通道包括若干串聯設置的煤氣集氣罩，所述煤氣集氣罩為圓臺形。
[0013]進一步地，煤氣集氣陣傘的出口端通過橋管和集氣管連接至煤氣凈化系統，且橋管和集氣管之間設有氨水噴淋裝置。
[0014]進一步地，炭化室的內側還設有用于將煤氣輸送至煤氣集氣陣傘的百葉窗轉。
[0015]進一步地，下料嘴與粉煤預熱裝置之間設有插板閥。
[0016]進一步地，活性焦排料閥包括在豎直方向上平行設置的上段定量排料閥和下段定量排料閥。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0018]首先本實用新型可大型化設計:本實用新型的熱量由燃燒室與炭化室之間的耐火材料隔墻傳遞。單爐規模可與大型冶金焦爐媲美，最大可達年產100萬噸以上。其次本實用新型可入爐粉煤:與原有直立炭化爐相比較，該爐對原料煤的粒徑要求與以往的傳統直立炭化爐不同，可采用粒徑較小的粉煤。因此本實用新型對原料煤的要求較低，采用劣、低質的粉煤作為生產原料，改變了原有蘭炭直立炭化爐生產不能使用粉煤作為原料煤的現狀。從原料煤上與現有蘭炭生產工藝形成差別，既可以充分利用煤礦的煤炭資源，同時粉煤原料價格低，企業可降低原料成本，獲得較好的經濟效益，大大提高了煤炭資源的利用率，顯著降低了入爐煤成本。
[0019]另外本實用新型可提高焦油產率:由于采用外熱式加熱，炭化室內焦油燒損率降低，加之因所產煤氣體積減少，從而使焦油隨煤氣攜帶損失減少，結果使焦油產率從一般的6%提高到約10%。同時，本實用新型煤氣品質高，體積少:由于采用外熱式加熱，廢煙氣未和煤的揮發分混合，所產煤氣全部為煤本身的揮發物，NdPCO2含量大大減少，氫含量高達45%以上，煤氣熱值是常規傳統直立炭化爐的2?3倍，而所產氣體量僅為常規內熱式爐的30?40 %。這一優點不僅使得后續煤氣冷卻凈化與直立炭化爐相比規模大大縮小，輔助生產設施規模、占地面積、投資、運行成本等都降低很多，而且大大拓展了煤氣利用途徑，使原來的低熱值煤氣僅能用以低效燃燒，擴大到諸如合成氨、天然氣、甲醇、提氫等高附加值的化工利用。
[0020]最后，由于在蘭炭直立爐通入850?1000度高溫蒸汽與高溫蘭炭進行化學反應生成活性焦，使原來的炭火，活化在各自專用爐型分別進行，變為炭化、活化在直立爐中同時進行，簡化了工藝流程，降低了能耗，更降低了生產成本，傳統蘭炭直立爐現在一直用作生產蘭炭，本實用新型使該爐一爐多用，擴大了蘭炭直立爐的適用范圍。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的剖面圖；
[0022]圖2是圖1沿炭化室的剖面圖；
[0023]圖3是圖1沿立火道的剖面圖。
[0024]其中，1、料倉;2、插板閥；3、粉煤預熱裝置;4、熱廢氣進氣管道;5、煤氣集氣陣傘；
6、探火孔;7、上水平氣道;8、空廢氣預熱道;9、上行富煤氣燒嘴；10、立火道;11、下行富煤氣燒嘴；12、下水平氣道；13、高溫蒸汽布氣裝置；14、上段定量排料閥；15、下段定量排料閥；16、刮板輸料機；17、廢氣排出管；18、煤氣集氣罩；19、干餾段;20、蒸汽活化段;21、冷卻段；22、上蓄熱室；23、上行空廢氣交換器;24、廢氣管道;25、下蓄熱室；26、下行空廢氣交換器；27、橋管;28、氨水噴淋裝置;29、集氣管;30、百葉窗磚;31、高溫蒸汽管道;32、上行煤氣進口管;33、下行煤氣進口管。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:
[0026]參見圖1至圖3，一種粉煤干餾活化一體爐，包括料倉I，料倉I的下部設有若干下料嘴，下料嘴下部連接有粉煤預熱裝置3，下料嘴與粉煤預熱裝置3之間設有插板閥2，粉煤預熱裝置3下部連接至炭化室，粉煤預熱裝置3與炭化室之間設有煤氣集氣裝置，煤氣集氣裝置包括設置在炭化室上部的煤氣集氣陣傘5，煤氣集氣陣傘5的底部連接有若干并列設置的煤氣集氣通道，所述煤氣集氣通道包括若干串聯設置的煤氣集氣罩18，所述煤氣集氣罩18為圓臺形，炭化室的內側還設有用于將煤氣輸送至煤氣集氣陣傘5的百葉窗轉30，煤氣集氣陣傘5的出口端通過橋管27和集氣管29連接至煤氣凈化系統，且橋管27和集氣管29之間設有氨水噴淋裝置28，炭化室的下部設有高溫蒸汽布氣裝置13，高溫蒸汽布氣裝置13的入口端連接至用于提供與粉煤反應的850?100tC高溫蒸汽的高溫蒸汽管道31，炭化室的底部設有活性焦排料閥，活性焦排料閥包括在豎直方向上平行設置的上段定量排料閥14和下段定量排料閥15，活性焦排料閥的底部設有刮板輸料機16;炭化室的兩側均設有用于將粉煤加熱至750?800°C的粉煤加熱裝置，粉煤預熱裝置3的一側連接有熱廢氣進氣管道4，另一側連接有廢氣排出管17，且熱廢氣進氣管道4連接至粉煤加熱裝置。
[0027]粉煤加熱裝置包括上行加熱裝置和下行加熱裝置，所述上行加熱裝置包括上蓄熱室22以及與上蓄熱室22并列設置的若干空廢氣預熱道8，上蓄熱室22的上部設有連通空廢氣預熱道8頂部的上水平氣道7，上蓄熱室22的下部連接有上行空廢氣交換器23;所述下行加熱裝置包括下蓄熱室25以及與下蓄熱室25并列設置的若干立火道10，所述立火道10與空廢氣預熱道8上下對應設置，且上下對應的立火道10與空廢氣預熱道8連通，下蓄熱室25的上部設有連通立火道10底部的下水平氣道12，下蓄熱室25的下部連接有下行空廢氣交換器26，上行空廢氣交換器23與下行空廢氣交換器26之間連接有廢氣管道24，所述廢氣管道24與熱廢氣進氣管道4相連;立火道10的頂部設有能夠將煤氣從立火道10頂部通入的上行富煤氣燒嘴9，所述上行富煤氣燒嘴9連接至上行煤氣進口管32，立火道10的底部設有能夠將煤氣從立火道10底部通入的下行富煤氣燒嘴11，所述下行富煤氣燒嘴11連接至下行煤氣進口管33;上水平氣道7的頂部設有用于對空廢氣預熱道8與立火道10進行測溫及檢查的探火孔6。
[0028]下面對本實用新型的操作過程做詳細描述:
[0029]本實用新型在實際運行時，由備煤單元運來粒度O?25mm粉煤首先裝入爐頂最上部的料倉I，打開插板閥2裝入粉煤預熱裝置3進行預熱脫水，煤在此段被加熱到80?250度左右，粉煤緩慢繼續向下移動進入爐內干餾段19。煤通過此段被加熱到750度，并炭化成蘭炭;熱量來自煤氣在立火道10內燃燒產生的廢氣，熱量通過爐墻傳遞至炭化室中。750?800度的高溫蘭炭繼續向下移動進入蒸汽活化段20與高溫蒸汽布汽裝置13出來的850?1000度左右高溫蒸汽相遇，通過高溫蒸汽管道31送進來的高溫蒸汽，與高溫蘭炭進行化學反應。隨著活化反應的進行，高溫蘭炭的碳原子不斷與高溫蒸汽反應，使得活性焦的產品堆積密度逐漸減小，同時產生比較多的微孔和中孔，因而產品碘吸附值I 650mg/g、強度I 96% ;反應過程中產生的水煤氣通過耐高溫的煤氣集氣罩18及炭化室內側的百葉窗磚30導出，進入煤氣集氣陣傘5，再進入橋管27，并通過氨水噴淋裝置28降溫除塵后進入集氣管29，送到煤氣凈化系統回收煤焦油和凈化煤氣。產生的活性焦由上段定量排料閥14及下段定量排料閥排出經刮板輸料機16輸送到爐區產品庫。
[0030]本實用新型采用上下交換加熱的方式對炭化室中的粉煤進行加熱，每小時循環交換加熱一次。上蓄熱室22和下蓄熱室25均采用蓄熱體，蓄熱體為高鋁耐火格子磚。以拓展燃燒室高溫區域，提高上下整體加熱均勻性。設置上蓄熱室22和下蓄熱室25的目的為回收廢氣熱量，因此熱效率較高，加熱強度高。
[0031]當上部加熱時，從煤氣凈化系統送過來的煤氣由上行煤氣進口管32從干餾爐的炭化側上部送入爐內，經上行富煤氣燒嘴9進入各立火道10，空氣從上行空廢氣交換器23進入上蓄熱室22，經上蓄熱室22高鋁耐火格子磚預熱后，再通過上水平氣道7進入各空廢氣預熱道8預熱爐墻，再進入立火道10，在立火道10上入口處，煤氣與空氣相遇燃燒。燃燒后的廢氣下行到下水平氣道12匯集后，進入下蓄熱室25與格子磚換熱，然后經由下行空廢氣交換器26、廢氣管道24送到爐頂熱廢氣進氣管道4，進入粉煤預熱裝置3進行預熱粉煤，預熱后的廢氣經廢氣排出管17送到煙囪排入大氣。
[0032]當下部加熱時，從煤氣凈化系統送過來的煤氣由下行煤氣進口管33從干餾爐的炭化側下部送入爐內，經下行富煤氣燒嘴11進入各立火道10，空氣從下行空廢氣交換器26進入下蓄熱室25，經下蓄熱室25高鋁耐火格子磚預熱后，再通過下水平氣道12進入立火道10，在立火道10下入口處，煤氣與空氣相遇燃燒。燃燒后的廢氣上行到空廢氣預熱段8加熱爐墻，再經過上水平氣道7匯集后，進入上蓄熱室22與格子磚換熱，然后經由上行空廢氣交換器23、廢氣管道24送到爐頂熱廢氣進氣管道4，進入粉煤預熱裝置3進行預熱粉煤，預熱后的廢氣經廢氣排出管17送到煙囪排入大氣。
[0033]粉煤干餾活化一體爐爐體由炭化室、燃燒室、蓄熱室等組成，燃燒室包括空廢氣預熱道和立火道。炭化室與燃燒室占據爐體一側，炭化室沿爐體縱向貫通，其兩側為燃燒室。蓄熱室占據爐體另一側，沿爐體豎向分成兩個蓄熱室，一端分別與燃燒室相通，另一端與廢氣開閉器相連。炭化室為雙排布置，采用凈化后的煤氣加熱。
[0034]本實用新型解決了現有直立爐不能干餾粉煤的現狀，現有傳統直立爐只能使用225mm粒度的塊煤。本實用新型使蘭炭爐直接把原煤-低溫干餾-活化融為一體，改變了目前國內活性炭爐的生產工藝，而現有國內活性炭爐使用原料一蘭炭一活化，生產工藝復雜。該實用新型裝置生產工藝非常簡單，一體化結構減少物料冷卻后再加溫環節，節約大量能源，產品成本低，熱效率高，而且還能生產煤焦油、高熱值煤氣，成本僅是國內活性炭爐一半。
【主權項】
1.一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，包括料倉(I)，料倉(I)的下部設有若干下料嘴，下料嘴下部連接有粉煤預熱裝置(3)，粉煤預熱裝置(3)下部連接至炭化室，炭化室的下部設有高溫蒸汽布氣裝置(13)，高溫蒸汽布氣裝置(13)的入口端連接至用于提供與粉煤反應的850?1000°C高溫蒸汽的高溫蒸汽管道(31)，炭化室的底部設有活性焦排料閥，活性焦排料閥的底部設有刮板輸料機(16)；炭化室的兩側均設有用于將粉煤加熱至750?800°C的粉煤加熱裝置。2.根據權利要求1所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，粉煤預熱裝置(3)的一側連接有熱廢氣進氣管道(4)，另一側連接有廢氣排出管(17)，且熱廢氣進氣管道(4)連接至粉煤加熱裝置。3.根據權利要求2所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，粉煤加熱裝置包括上行加熱裝置和下行加熱裝置，所述上行加熱裝置包括上蓄熱室(22)以及與上蓄熱室(22)并列設置的若干空廢氣預熱道(8)，上蓄熱室(22)的上部設有連通空廢氣預熱道(8)頂部的上水平氣道(7)，上蓄熱室(22)的下部連接有上行空廢氣交換器(23); 所述下行加熱裝置包括下蓄熱室(25)以及與下蓄熱室(25)并列設置的若干立火道(10)，所述立火道(10)與空廢氣預熱道(8)上下對應設置，且上下對應的立火道(10)與空廢氣預熱道(8)連通，下蓄熱室(25)的上部設有連通立火道(10)底部的下水平氣道(12)，下蓄熱室(25)的下部連接有下行空廢氣交換器(26)，上行空廢氣交換器(23)與下行空廢氣交換器(26)之間連接有廢氣管道(24)，所述廢氣管道(24)與熱廢氣進氣管道(4)相連。4.根據權利要求3所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，立火道(10)的頂部設有能夠將煤氣從立火道(10)頂部通入的上行富煤氣燒嘴(9)，所述上行富煤氣燒嘴(9)連接至上行煤氣進口管(32)，立火道(10)的底部設有能夠將煤氣從立火道(10)底部通入的下行富煤氣燒嘴(11)，所述下行富煤氣燒嘴(11)連接至下行煤氣進口管(33)。5.根據權利要求3所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，上水平氣道(7)的頂部設有用于對空廢氣預熱道(8)與立火道(10)進行測溫及檢查的探火孔(6)。6.根據權利要求1所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，粉煤預熱裝置(3)與炭化室之間設有煤氣集氣裝置，煤氣集氣裝置包括設置在炭化室上部的煤氣集氣陣傘(5)，煤氣集氣陣傘(5)的底部連接有若干并列設置的煤氣集氣通道，所述煤氣集氣通道包括若干串聯設置的煤氣集氣罩(18)，所述煤氣集氣罩(18)為圓臺形。7.根據權利要求6所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，煤氣集氣陣傘(5)的出口端通過橋管(27)和集氣管(29)連接至煤氣凈化系統，且橋管(27)和集氣管(29)之間設有氨水噴淋裝置(28)。8.根據權利要求6所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，炭化室的內側還設有用于將煤氣輸送至煤氣集氣陣傘(5)的百葉窗轉(30)。9.根據權利要求1所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，下料嘴與粉煤預熱裝置(3)之間設有插板閥(2)。10.根據權利要求1所述的一種粉煤干餾活化一體爐，其特征在于，活性焦排料閥包括在豎直方向上平行設置的上段定量排料閥(14)和下段定量排料閥(15)。
【文檔編號】C10J3/46GK205473585SQ201620281068
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】楊湛明, 續聯江
【申請人】府谷縣三聯煤電化工有限責任公司