一種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置，包括依次相連的混料器、給料機和熱解反應器，給料機與熱解反應器原料進口端相連通，混料器進口端與煤斗和變換催化劑儲槽連通，給氣裝置連接燃燒爐后與熱解反應器進氣口連通，熱解反應器的氣體出口端依次連接有分離器、冷卻器和氣體凈化裝置；利用低階煤自有水和熱解水，及燃料燃燒產生的CO，在催化劑的作用下在熱解反應器中進行CO變換反應，產生高活性的氫氣代替傳統熱解裝置需要的純氫與原料在熱解反應器中完成加氫熱解反應，降低了生產成本，同時省去了傳統加氫反應中低階煤干燥脫水的工序，有效解決了現有工藝中焦油收率低、重質組分含量高和生產成本高的問題，環境效益明顯。
【專利說明】一種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于煤化工領域，涉及一種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置。
【背景技術】
[0002] 煤的熱解工藝是一種在相對溫和的條件下將煤中的富氫組分通過熱解方式提取 出來作為化工原料或優質的液體燃料。但傳統的熱解方法，得到焦油收率低，重質組分含量 高，不利于加工利用。熱解產生的粗煤氣中含有大量灰塵、混合著灰塵的水汽以及焦油等有 機雜質。目前煤氣凈化工藝中最常見的工藝步驟為熱解、旋風除塵、換熱、洗滌、電除塵以及 電捕焦油器回收焦油等，該工藝存在除塵效率低、焦油回收率低、廢水處理量大、環境污染 嚴重、設備投資和運行成本高的問題。
[0003] 快速熱解能提高焦油收率但是焦油中重質組分含量高。煤加氫熱解與一般的快速 熱解相比，不僅焦油收率高，而且其中的苯、酚、萘等輕質組分的含量高，還具有顯著的脫硫 脫氮的效果。煤加氫熱解成了介于煤氣化與液化之間的具有吸引力的煤轉化途徑。但一般 的加氫熱解工藝需要純氫作為熱解氣，增加了加氫熱解的工藝成本。 實用新型內容
[0004] 本實用新型目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種提高焦油收率和煤氣品質的 熱解裝置，有效解決了現有熱解工藝中焦油收率低、重質組分含量高和生產成本高的問題， 環境效益明顯。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：
[0006] -種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置，包括依次相連的混料器、給料機和熱 解反應器，給料機與熱解反應器原料進口端相連通，混料器進口端與煤斗和變換催化劑儲 槽連通，給氣裝置連接燃燒爐后與熱解反應器進氣口連通，熱解反應器的氣體出口端依次 連接有分離器、冷卻器和氣體凈化裝置。
[0007] 所述的分離器包括依次連接在熱解反應器氣體出口端的一級分離器和二級分離 器，二級分離器連接高溫過濾器后與冷卻器連接；所述一級分離器的固體出口端與熱解反 應器的返料口相連，二級分離器和高溫過濾器的固體出口端與半焦儲槽相連。
[0008] 所述的二級分離器和高溫過濾器的固體出口端連通后通過閥門與第一間接換熱 器進口端相連，第一間接換熱器的出口端通過閥門與半焦儲槽相連。
[0009] 所述的高溫過濾器連接第二間接換熱器后與冷卻器連接，第二間接換熱器和冷卻 器的液體出口端連通后通過閥門與油水分離裝置相連，油水分離裝置連接有焦油儲槽和廢 水處理裝置。
[0010] 所述焦油儲槽出口端通過泵與冷卻器換熱介質入口連通，冷卻器的氣體出口與氣 體凈化裝置的入口相連。
[0011] 所述第二間接換熱器連接有回收熱量的換熱鍋爐。
[0012] 所述的高溫過濾器為高溫燒結金屬過濾器、顆粒床過濾器或高溫陶瓷過濾器。
[0013] 所述熱解反應器原料進口端、返料口均設置在1/4高度處，進氣口設置在底部。
[0014] 本實用新型的熱解裝置包括混料器、給料機、給氣裝置、燃燒爐和熱解反應器， 低階煤與變化催化劑通過混料器經給料機送入熱解反應器，作為熱解熱載體的供熱燃料 (煤、液化氣、循環煤氣、焦爐煤氣、合成氣、氣化氣等）通過給氣裝置送入燃燒爐燃燒產生 C0,利用低階煤自有水和熱解水，及燃料燃燒產生的C0,在催化劑的作用下在熱解反應器中 進行C0變換反應，產生高活性的氫氣代替傳統熱解裝置需要的純氫與原料在熱解反應器 中完成加氫熱解反應，降低了生產成本；同時，省去了傳統加氫反應中低階煤干燥脫水的工 序，有效解決了現有工藝中焦油收率低、重質組分含量高和生產成本高的問題，具有焦油收 率和品質商、煤氣品質商的特點，同時簡化了生廣工藝，提商了生廣效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 附圖1是本實用新型實施例的結構示意圖和工藝流程圖
[0016] 圖中：1-煤斗；2-泵；3-變換催化劑儲槽；4-混料器；5-給料機；6-熱解反應器； 7_給氣裝置；8-燃燒爐；9-一級分離器；10-二級分離器；11-高溫過濾器；12-第一間接換 熱器；13-半焦儲槽；14-第二間接換熱器；15-余熱鍋爐；16-冷卻器；17-油水分離裝置； 18-焦油儲槽；19-氣體凈化裝置；20-廢水處理裝置。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的描述：
[0018] 如附圖1所示，本實用新型提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置包括煤斗1、變換 催化劑儲槽3 ;煤斗1和變換催化劑儲槽3的出口端分別通過閥門與混料器4的進口端相 連，混料器4的出口端與給料機5的進口端相連，給料機5的出口端通過閥門與熱解反應器 6的1/4高處的原料進口端相連，燃燒爐8的進口端和出口端分別與給氣裝置7的出口端 和熱解反應器6的底部進氣口相連，熱解反應器6的氣體出口端依次與一級分離器9、二級 分離器10、高溫過濾器11、第二間接換熱器14和余熱鍋爐15相連，一級分離器9的固體出 口端與熱解反應器6的1/4高處的返料口相連，二級分離器10的固體出口端和高溫過濾器 11的固體出口端通過閥門與第一間接換熱器12的進口端相連，第一間接換熱器12的出口 端通過閥門與半焦儲槽13的進口端相連，第二間接換熱器14的出口端和冷卻器16的出口 端通過閥門分別與油水分離裝置17相連，冷卻器16的氣體出口端與氣體凈化裝置19的進 口端相連，油水分離裝置17的兩出口端分別與焦油儲槽18的進口端和廢水處理裝置20的 進口端相連，焦油儲槽18的出口端通過泵2經閥門與冷卻器16的換熱介質入口相連。
[0019] 本實用新型的熱解裝置的工作過程如下：
[0020] (1)原料煤和變換催化劑按（20?2) :1質量比，在混料器4中混合后經給料機5 進入熱解反應器6的下端，在氫氣和C0的氣氛和變換催化劑存在條件下，于500?800°C下 進行快速熱解反應，C0變換催化劑選自鐵、鎳、鈷類催化劑。
[0021] (2)高溫熱解荒煤氣進入一級分離器9,大顆粒固體雜質返回熱解反應器6,經初 步除塵的氣體依次進入二級分離器10和高溫過濾器11，進行進一步除塵和深度除塵。經二 級分離器10和高溫過濾器11分離下的固體顆粒經第一間接換熱器12后進入半焦存儲13 作為半焦產品。
[0022] (3)經除塵后的煤氣含塵量低于20mg/Nm3,進入第二間接換熱器14,產生的余熱由 余熱鍋爐15回收，產生蒸汽。換熱至150?250°C的煤氣進入冷卻器16的下部，與來自焦 油儲槽18的部分45?80°C熱解焦油產品逆流接觸，進行洗滌、冷卻，進一步降溫冷卻回收 焦油，實現了焦油的自循環回收，降低了能耗和工藝成本。經冷卻器16冷卻至40?KKTC 的氣體進入氣體凈化裝置，得到凈化煤氣，進入后續加工利用工序。
[0023] (4)由第二間接換熱器14和冷卻器16出來的液體進入油水分離裝置17中，分離 出的焦油作為焦油產品用于加氫精制高品質燃料油或作為產品外售，分離出的水經廢水處 理裝置處理后循環再利用。焦油產率占熱解原煤的10%?15%，且焦油的回收率不低于 99. 6%。
【權利要求】
1. 一種提高焦油收率和煤氣品質的熱解裝置，其特征在于：包括依次相連的混料器 (4)、給料機（5)和熱解反應器（6)，給料機（5)與熱解反應器（6)原料進口端相連通，混料 器（4)進口端與煤斗（1)和變換催化劑儲槽（3)連通，給氣裝置（7)連接燃燒爐（8)后與 熱解反應器（6)進氣口連通，熱解反應器（6)的氣體出口端依次連接有分離器、冷卻器（16) 和氣體凈化裝置（19)。
2. 根據權利要求1所述的熱解裝置，其特征在于：所述的分離器包括依次連接在熱解 反應器（6)氣體出口端的一級分離器（9)和二級分離器（10)，二級分離器連接高溫過濾器 (11)后與冷卻器（16)連接；所述一級分離器（9)的固體出口端與熱解反應器（6)的返料 口相連，二級分離器（10)和高溫過濾器（11)的固體出口端與半焦儲槽（13)相連。
3. 根據權利要求2所述的熱解裝置，其特征在于：所述的二級分離器（10)和高溫過濾 器（11)的固體出口端連通后通過閥門與第一間接換熱器（12)進口端相連，第一間接換熱 器（12)的出口端通過閥門與半焦儲槽（13)相連。
4. 根據權利要求2所述的熱解裝置，其特征在于：所述的高溫過濾器（11)連接第二間 接換熱器（14)后與冷卻器（16)連接，第二間接換熱器（14)和冷卻器（16)的液體出口端 連通后通過閥門與油水分離裝置（17)相連，油水分離裝置（17)連接有焦油儲槽（18)和廢 水處理裝置（20)。
5. 根據權利要求4所述的熱解裝置，其特征在于：所述焦油儲槽（18)出口端通過泵 (2)與冷卻器（16)換熱介質入口連通，冷卻器（16)的氣體出口端與氣體凈化裝置（19)的 入口端相連。
6. 根據權利要求4所述的熱解裝置，其特征在于：所述第二間接換熱器（14)連接有回 收熱量的換熱鍋爐（15)。
7. 根據權利要求1-6任一項所述的熱解裝置，其特征在于：所述的高溫過濾器（11)為 高溫燒結金屬過濾器、顆粒床過濾器或高溫陶瓷過濾器。
8. 根據權利要求1-6任一項所述的熱解裝置，其特征在于：所述熱解反應器（6)原料 進口端、返料口均設置在1/4高度處，進氣口設置在底部。
【文檔編號】C10J3/86GK203904264SQ201420288365
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】鄭化安, 冉偉利, 樊英杰, 張生軍, 周凡, 劉今乾, 么秋香, 張喻, 劉虎 申請人:陜西煤業化工技術研究院有限責任公司