一種煤炭分級分質處理的系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種煤炭分級分質處理的系統。該系統包括熱解單元、油氣分離凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口；油氣分離凈化單元設有荒煤氣入口、循環冷卻水入口、循環冷卻水出口、輕油出口、凈煤氣出口以及重質焦油出口；加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦油噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，焦油噴嘴與重質焦油出口相連；電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，高溫固體球團入口和熱解固體球團出口相連。本實用新型專利技術將煤與鈣基原料熱解所得熱解氣作為煤加氫氣化的氫氣來源，降低氫氣來源的成本，實現了熱解產品的高效利用。

Coal grading and separating treatment system

The utility model discloses a coal grading and separating processing system. The system includes a pyrolysis unit, oil and gas purification unit, hydro gasification unit and calcium carbide smelting unit; pyrolysis unit including coal and calcium based materials mixed type ball entrance and gas exports and the export of oil and gas solid pellet pyrolysis; separation and purification unit is provided with a gas entrance, entrance, circulating cooling water circulating cooling water outlet, light oil net exports, gas exports and heavy tar exports; hydrogenation gasification unit including the pulverized coal nozzle, nozzle, nozzle, net gas tar coke slag outlet and oil and gas exports, and heavy tar tar nozzle outlet; carbide smelting unit including high temperature solid pellet entrance, furnace gas exports and export of calcium carbide, high temperature solid pellet and entrance the pyrolysis solid pellet outlet. The thermal gas obtained from pyrolysis of the coal and the calcium based raw material is used as the hydrogen source of coal to hydrogen to reduce the cost of hydrogen source, and the high-efficiency utilization of the pyrolysis product is realized.

【技術實現步驟摘要】
一種煤炭分級分質處理的系統
本技術屬于化工
，尤其涉及一種煤炭分級分質處理的系統。
技術介紹
煤熱解是在一定的溫度、絕氧環境下對煤進行加熱，從而使煤中的揮發份分解，產生熱解固體、熱解氣和焦油的過程，是實現煤炭分質梯級利用的關鍵步驟。現有技術報道，粉狀的中低階煤與粉狀生石灰混合壓球后經旋轉床熱解可得高溫活性球團，直接熱送進電石爐進行電石生產，可極大的降低原料成本、提高系統的熱效率、降低生產能耗。在該過程中，煤在旋轉床中的熱解屬于無熱載體熱解，所得熱解氣品質高，尤其是其中的氫氣含量高，達50v％以上；所得焦油基本屬于重質焦油，若想重新利用必須先經過預處理后再進行加氫精制，但該過程比較復雜，且對催化劑和壓力的要求較高，未能實現對焦油的高效利用。與此同時，煤加氫氣化是指使原煤粉與含氫反應氣體在高溫、高壓條件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反應生成富含甲烷的氣體以及輕質油品的過程。與傳統的煤氣化相比，煤加氫氣化具有工藝簡單、熱效率高、污染小的特點，因而受到廣泛地關注和應用。但是，氫氣的價格昂貴，尋找氫氣的可替代氣氛成為許多研究者的關注點；同時，目前的加氫氣化爐一般采用冷卻水進行激冷，導致產生大量的廢水。
技術實現思路
本技術旨在將煤與鈣基原料混合球團熱解與煤加氫氣化和電石生產工藝相耦合，將混合球團熱解產生的熱解氣作為煤加氫氣化的氫源，熱解焦油作為煤加氫氣化的激冷劑，在冷卻氣化合成氣的同時，二次裂解為輕質焦油；熱解固體直接高溫熱送至電石爐，產生電石，以確保中低階煤炭熱解產生的油、氣、固體產品均得到高效利用，提高系統效率，以實現中低階煤炭的分質梯級利用。為實現上述目的，本技術提出了一種煤炭分級分質處理的系統，包括熱解單元、油氣分離凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫熱解；所述油氣分離凈化單元設有荒煤氣入口、循環冷卻水入口、循環冷卻水出口、輕油出口、凈煤氣出口以及重質焦油出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述油氣分離凈化單元用于對荒煤氣進行處理得到凈煤氣、重質焦油和輕質焦油；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦油噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，所述焦油噴嘴與所述重質焦油出口相連；在所述加氫氣化單元，所述重質焦油用作激冷劑，所述凈煤氣作為氫源與煤發生加氫氣化反應；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產生的高溫固體球團進行冶煉。進一步地，所述系統還包括煤粉與鈣基原料預處理單元，所述煤粉與鈣基原料預處理單元包括煤粉與鈣基原料入口和煤粉與鈣基原料混合型球出口，所述煤粉與鈣基原料混合型球出口和所述煤粉與鈣基原料混合型球入口相連，所述煤粉與鈣基原料預處理單元用于將煤粉與鈣基原料進行處理得到煤粉與鈣基原料混合型球。進一步地，所述熱解單元使用的裝置為無熱載體蓄熱式預熱爐。所述無熱載體蓄熱式預熱爐中設置有上下兩層蓄熱式輻射管，平行均勻分布在料層的上方和下方，且相鄰的上層輻射管與下層輻射管錯開分布。所述加氫氣化單元使用的裝置是氣化爐。所述電石冶煉單元使用的裝置為電石爐。具體地，所述油氣分離凈化單元使用的裝置為水噴淋裝置。所述水噴淋裝置內的冷卻水入口管上設置有多個噴嘴，所述噴嘴交錯排列，所述冷卻水入口管垂直方向上設有擋板，且所述擋板的低端位于所述凈煤氣出口的下方。優選地，所述凈煤氣噴嘴個數為偶數個，對稱排列在所述煤粉噴嘴的四周。進一步地，所述系統還包括保溫輸送裝置，所述高溫固體球團入口通過所述保溫輸送裝置與所述熱解固體球團出口相連；所述高溫輸送裝置為保溫桶或保溫鏈板。本技術利用煤與鈣基原料混合球團在預熱爐內共熱解所得熱解氣品質高、含氫量高的優勢，將其作為煤加氫氣化的氫氣來源，降低氫氣來源的成本；熱解產生的固體球團可直接熱送進電石爐，降低電石生產的能耗；同時，直接利用熱解產生的焦油作為加氫氣化爐的激冷劑，減少廢水產生的同時，將重質焦油再次裂解得輕質焦油。實現了熱解產品的高效利用。采用本技術的系統，取得了以下效果：(1)以鈣基原料和煤粉混料球團為原料，熱解后固體球團進行電石生產時可大大提高原料的接觸面積，提高反應速率；同時，因為鈣基原料的催化作用，可顯著提高熱解氣中的氫氣含量，有利于其作為加氫熱解反應的氫源；(2)采用無熱載體蓄熱式預熱爐對鈣基原料和煤粉混料球團進行熱解，不僅可以提高熱利用率，還可提高熱解氣體的品質；(3)熱解產生的荒煤氣經凈化后作為加氫熱解單元的氫氣來源，可顯著降低加氫氣化反應中氫源的成本；(4)熱解產生的焦油經冷卻后無需預處理直接作為激冷劑噴入加氫氣化反應爐，在降低氣化反應產物溫度的同時，發生加氫裂解反應，充分利用加氫氣化反應產物的顯熱，并提高焦油的附加值；(5)熱解產生的高溫固體球團經密閉保溫輸送裝置，直接入電石爐，可充分利用熱解固體的顯熱，進一步降低電石生產的能耗。本技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術的實踐了解到。附圖說明圖1是本技術的生產工藝流程圖；圖2是本技術的生產系統示意圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本技術的方案及其各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本技術的限制。本技術提出了一種實現煤炭分質梯級利用的方法，如圖1，包括以下步驟：第一步：煤粉與鈣基原料混料球團熱解：即將煤粉與鈣基原料混合球團通過皮帶輸送機送入預熱爐，高溫熱解得到煤熱解產物荒煤氣及高溫固體球團；其中，熱解反應器為蓄熱式預熱爐；熱解溫度為550-800℃，熱解時間為30-60min；所述煤粉與鈣基原料混合型球的制備方法如下：首先將中低階煤與鈣基原料進行破碎篩分，將中低階煤破碎至<1mm；鈣基原料破碎至<3mm；然后將煤粉、鈣基原料及粘結劑混合，并壓制成型；粘結劑的加入量為混合物料1.0wt％-10.0wt％；鈣基原料與煤粉的加入質量比為0.8-1.2:1；第二步：油氣分離凈化：熱解產生的荒煤氣進入氣體凈化單元，經過水噴淋降溫除塵后的氣體被輸送并噴入加氫氣化爐內與煤粉混合，進行反應；噴淋后的液體經油水分離后，重質焦油被作為激冷劑噴入氣化爐，水可循環利用；第三步：煤加氫氣化：以凈化單元送來的凈煤氣作為氫源，與煤粉發生加氫氣化反應，得到富甲烷氣和輕質焦油。加氫氣化的反應器為氣化爐；氣化溫度為800-1000℃；氣化時間小于2s；第四步：電石生產：預熱爐熱解產生的高溫固體球團經保溫密閉輸送裝置送入電石爐，在電石爐內加熱到1800-2200℃，冶煉制得液態電石及電石爐氣。本技術提出了一種實現煤炭分質梯級利用的系統，如圖2：本技術所描述的電石生產系統由預熱爐熱解單元1、油氣分離凈化單元2、煤加氫氣化單元3以及電石冶煉單元4組成。預熱爐熱解單元1的裝置可以是無熱載體蓄熱式預熱爐，包括煤粉與鈣基原料混合型球入口11、荒煤氣出口12和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤炭分級分質處理的系統，包括熱解單元、油氣分離凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫熱解；所述油氣分離凈化單元設有荒煤氣入口、循環冷卻水入口、循環冷卻水出口、輕油出口、凈煤氣出口以及重質焦油出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述油氣分離凈化單元用于對荒煤氣進行處理得到凈煤氣、重質焦油和輕質焦油；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦油噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，所述焦油噴嘴與所述重質焦油出口相連；在所述加氫氣化單元，所述重質焦油用作激冷劑，所述凈煤氣作為氫源與煤發生加氫氣化反應；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產生的高溫固體球團進行冶煉。

【技術特征摘要】
1.一種煤炭分級分質處理的系統，包括熱解單元、油氣分離凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫熱解；所述油氣分離凈化單元設有荒煤氣入口、循環冷卻水入口、循環冷卻水出口、輕油出口、凈煤氣出口以及重質焦油出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述油氣分離凈化單元用于對荒煤氣進行處理得到凈煤氣、重質焦油和輕質焦油；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦油噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，所述焦油噴嘴與所述重質焦油出口相連；在所述加氫氣化單元，所述重質焦油用作激冷劑，所述凈煤氣作為氫源與煤發生加氫氣化反應；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產生的高溫固體球團進行冶煉。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括煤粉與鈣基原料預處理單元，所述煤粉與鈣基原料預處理單元包括煤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉維娜，丁力，張順利，許修強，吳道洪，
申請(專利權)人：神霧環保技術股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11