本發明專利技術提供了一種半焦鈍化裝置，包括預冷噴淋區、反應區和冷卻區；預冷噴淋區采用倒V型塊和無縫鋼管組合結構，反應區內由多個相同單元組成，每個單元設循環氣體入口倒V型塊和循環氣體出口倒V型塊，二者縱橫交叉布置；反應區外設循環氣體進口腔室和循環氣體出口腔室；冷卻區由多個相同的單元組成，每個單元內采用倒V型塊和無縫鋼管組合結構。本發明專利技術還提供了一種半焦鈍化方法，包括預冷卻、噴水調節、冷卻、氧化反應、再冷卻。本發明專利技術的裝置和方法，可很好的切合半焦水合反應和氧化反應，最終實現半焦鈍化，反應區采用倒V型塊，既可以提供氧化反應所需的氧氣，又可以將氧化反應產生的熱量帶走，結合使用各種傳感器，從而保證整個過程安全可控。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種半焦鈍化裝置，包括預冷噴淋區、反應區和冷卻區；預冷噴淋區采用倒V型塊和無縫鋼管組合結構，反應區內由多個相同單元組成，每個單元設循環氣體入口倒V型塊和循環氣體出口倒V型塊，二者縱橫交叉布置；反應區外設循環氣體進口腔室和循環氣體出口腔室；冷卻區由多個相同的單元組成，每個單元內采用倒V型塊和無縫鋼管組合結構。本專利技術還提供了一種半焦鈍化方法，包括預冷卻、噴水調節、冷卻、氧化反應、再冷卻。本專利技術的裝置和方法，可很好的切合半焦水合反應和氧化反應，最終實現半焦鈍化，反應區采用倒V型塊，既可以提供氧化反應所需的氧氣，又可以將氧化反應產生的熱量帶走，結合使用各種傳感器，從而保證整個過程安全可控。【專利說明】
本專利技術涉及半焦精制的裝置和方法，具體地，本專利技術涉及半焦鈍化的裝置和方法。
技術介紹
隨著我國經濟的快速發展，焦炭的需求量逐年增加，由于焦煤儲量少、地域分布不均，近年來國內焦炭價格一路走高。以西北地區為例，2006年焦炭的平均市場價格為1050元/t，而到2007年則上升至1472元/t，2008年初為1780元/t，2008年7月份為2980元/t,2008年底受金融危機影響,焦炭價格降至1700元/t,但是,總體來看,預計今后焦炭價格會進一步上升。焦炭價格的上漲致使下游產業生產成本直線上升，企業不堪重負，市場尋找焦炭的替代品已成為必然。近十年來，受市場需求的推動，我國的陜、晉、寧、蒙等省區先后建設了一大批半焦廠，總能力達到3500-4000萬t/a。到2006年底，陜西榆林地區有半焦生產企業271家，設計生產能力2200萬t/a，實際年產量900萬t，焦油80萬t，總產值40億元，從業人員1.02萬人。針對半焦企業多，工藝簡單，規模小，環境污染嚴重等一系列問題，2008年12月國家工業和信息化部頒布《焦化行業準入條件》(2008年修訂)，將半焦列入其中，并對其單爐生產能力、總體規模、資源綜合利用等作出了明確規定。這對于促進焦化產業健康發展具有積極的作用。目前，我國的半焦產能已達3500萬t/a左右。隨著半焦產能的逐步擴大，半焦的應用領域也隨之迅速延伸，運行半徑也將增大。目前，在晉、陜、蒙、寧等地已形成以電石、鐵合金、化肥、清潔燃料油、金屬鎂等為主的半焦下游產業集群。 低階煤通過低溫熱解后形成的固體產物——半焦，其仍含有大量的活潑化學基團，其化學活性非常高，極易與空氣中的氧發生氧化反應，放出熱量。據相關資料的報道，煤在室溫至100°c低溫條件下的氧化屬于煤的輕度氧化，氧化過程發生在煤的表面，首先形成碳氧絡合物，而碳氧絡合物是不穩定化合物，隨著溫度的進一步上升，易分解生成一氧化碳，二氧化碳和水等。由于絡合物分解而煤被粉碎，增加新的表面，氧又與新的煤表面接觸，使其氧化作用反復循環進行，如果氧化過程中產生的熱量不能及時帶走，則會使得煤表面的溫度上升，進而加劇氧化反應，當溫度超過一定值后，煤的氧化反應進入深度氧化，生成再生腐殖酸等產物。如果溫度超過煤的燃點，則氧化反應進入最深氧化階段，即燃燒，生成二氧化碳和水，以及少量的氮氧化物和硫氧化物。此外，半焦具有較為發達的孔道結構，當其暴露在空氣中時，會吸附空氣中的水分(即本專利技術中所說的再水合)，吸附過程中也會產生吸附熱，也有助于氧化反應的進行。由于半焦具有高灰分，高固定碳，低揮發分等特點，因此，和其它煤種類似，半焦也有容易發生自燃的特點，在儲存和長距離運輸過程中容易發生自熱或者自燃，具有一定的安全隱患，因而給其合理利用帶來一定困難。因此，防治低階煤半焦自燃防治工作任務艱巨，也是亟待研究和解決的問題。目前，國內外對活性半焦進行處理降低其自燃特性的方法和工藝設備主要有如下幾種:國際專利W02007048198A1公開了一種碳質材料的鈍化工藝、系統和設備。這個過程包括在低氧環境下干燥碳質材料和通過與含有揮發性物質的逆流氣體接觸來預處理碳質材料。這種揮發性物質在干燥的碳性材料粒子表面形成了一種保護膜，同時進入到它的微孔結構中，這樣就可以阻止水和氧氣進入到微孔里面，從而起到了鈍化作用，因此，也達到了防止其自燃的目的。中國技術專利CN201580755U公開了一種無能耗主動防止煤自燃的煤堆，特征是在煤堆上設有豎直或者傾斜于煤堆中的熱棒，其蒸發段位于煤堆內，該熱棒冷凝段位于煤堆外，與空氣直接接觸。可有效降低煤堆內的溫度，主動防止煤堆煤炭自燃，無動力、人力及物質消耗，運行經濟，可長期可靠運行。中國專利技術專利CN102966369A公開了一種基于煤低溫氧化機理的防止煤自燃的復合阻化劑，屬于防止煤自燃的阻化劑。該阻化劑既可以與煤中的甲基、亞甲基發生取代反應生成穩定的醚類物質，又可以與煤中甲基、亞甲基氧化生成的烷基過氧化物自由基相互作用，銷毀過氧化物自由基，從而抑制煤自燃過程中甲基、亞甲基等活性基團的生成與活性，從本質上改變了煤的自燃特性，抑制了煤炭自燃。同時，該阻化劑還具有物理保濕作用，能較好地鎖住注入媒體的水，從物理阻化角度較好地防止煤自燃。中國專利技術專利CN103111030A公開了一種在煤炭堆場的溫度最高區域或已自燃區域植入或設置低溫冷卻吹掃氣體，例如空氣、co2、n2和/或惰性氣體的吹氣裝置和強制排出殘存在煤炭堆場內部空間中導致煤炭自燃的氧化氣體、少量低溫揮發分氣體和冷卻吹掃氣體尾氣的排氣裝置。上述吹氣裝置和排氣裝置可迅速使高溫煤炭或自燃煤炭降溫，同時快速排出導致自燃的氧化氣體、少量低溫揮發分氣體，進而預防煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅。美國專利技術專利US4402706A公開了一種氧化干燥低階煤的方法和設備，其具體公開了一種能部分氧化干燥低階煤的裝置，該裝置包括一個能支撐低階煤并且能讓低階煤與含稀薄氧氣的工藝氣體接觸容器；該專利還公開了一種能部分氧化煤的方法。從已公開的相關技術來看，目前能大規模對半焦進行鈍化，降低其自燃傾向的方法和設備主要存在以下幾方面的缺點:首先，在半焦發生氧化反應時，會產生大量的熱量，如果這些熱量不能及時散發出來，就會導致熱量蓄積，容易發生悶燒、自燃等危險情況。這也是煤堆發生自燃的一個行業難題。其次，在半焦的鈍化過程中，難以實現對半焦鈍化過程做到安全可控，也難以實時監控半焦鈍化情況，并對可能出現的問題采取相應的措施。另外，復合阻化劑成本高，與其配套的設備還不夠成熟，難以達到大規模工業生產的要求。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種半焦鈍化裝置，并提供了一種使用該半焦鈍化裝置對半焦進行鈍化的方法。一方面，本專利技術提供了一種半焦鈍化裝置，該裝置包括由上到下依次連接的預冷噴淋區2、反應區3和冷卻區4 ；預冷噴淋區2內采用倒V型塊和無縫鋼管的組合結構，其中，倒V型塊是空心管結構，橫截面為倒V型，無縫鋼管插入倒V型塊的空心中，無縫鋼管的外壁與倒V型塊的內壁接觸連接；反應區3由多個相同的反應單元組成，每個反應單元內設有循環氣體入口倒V型塊13和循環氣體出口倒V型塊14，循環氣體入口倒V型塊13和循環氣體出口倒V型塊14縱橫交叉布置，循環氣體入口倒V型塊13和循環氣體出口倒V型塊14是空心管結構，橫截面為倒V型，氣體通過循環氣體入口倒V型塊13進入每個反應單元，氣體通過循環氣體出口倒V型塊14離開每個反應單元；反應區3外部設本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種半焦鈍化裝置，其特征在于，該裝置包括由上到下依次連接的預冷噴淋區(2)、反應區(3)和冷卻區(4)；預冷噴淋區(2)內采用倒V型塊和無縫鋼管的組合結構，其中，倒V型塊是空心管結構，橫截面為倒V型，無縫鋼管插入倒V型塊的空心中，無縫鋼管的外壁與倒V型塊的內壁接觸連接；反應區(3)由多個相同的反應單元組成，每個反應單元內設有循環氣體入口倒V型塊(13)和循環氣體出口倒V型塊(14)，循環氣體入口倒V型塊(13)和循環氣體出口倒V型塊(14)縱橫交叉布置，循環氣體入口倒V型塊(13)和循環氣體出口倒V型塊(14)是空心管結構，橫截面為倒V型，氣體通過循環氣體入口倒V型塊(13)進入每個反應單元，氣體通過循環氣體出口倒V型塊(14)離開每個反應單元；反應區(3)外部設有循環氣體進口腔室和循環氣體出口腔室，循環氣體進口腔室與循環氣體入口倒V型塊(13)連接，循環氣體出口腔室與循環氣體出口倒V型塊(14)連接；冷卻區(4)由多個相同的冷卻單元組成，每個冷卻單元內采用倒V型塊和無縫鋼管的組合結構，其中，倒V型塊是空心管結構，橫截面為倒V型，無縫鋼管插入倒V型塊的空心中，無縫鋼管的外壁與倒V型塊的內壁接觸連接。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭金成，程金民，巢煒，李曙光，
申請(專利權)人：湖南華銀能源技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。