一种原煤热解余热回收系统的制作方法

1.本技术实施例涉及煤热解设备技术领域，尤其涉及一种原煤热解余热回收系统。


背景技术：

2.原煤因具有高水分、高灰分和低热值等特点，导致其直接利用的难度较大，需要通过热解将其转化成清洁、高热值的清洁煤产品，以实现原煤资源的高效利用。原煤热解是在隔绝空气条件下加热，使其受热发生分解反应而产生热解气体、煤焦油、半焦等产品的工艺技术，实现原煤热解的设备是由热解炉及相关辅助装置组成的热解系统。
3.目前，热解系统一般都采用热解方炉，且热解方炉通常分为干燥段、干馏段和冷却段三个部分，原煤热解的工艺为：进入热解方炉的原煤在干燥段被循环热烟气干燥并加热到150℃之后，干燥的原煤进入干馏段被热气流加热到550-650℃以进行热分解产生煤气、煤焦油和焦炭等产品，其中，产生的焦炭进入到冷却段经干熄焦之后冷却输出外送。
4.但是，煤热解系统所用的燃料主要来自回炉煤干馏或热解副产的含氢煤气，大大降低了外送煤气量，影响煤气产出效益且造成煤气浪费。同时，由于半焦在冷却过程中采用湿法熄焦或干熄焦，造成热量的大量损失和浪费。


技术实现要素：

5.本技术实施例通过提供一种原煤热解余热回收系统，解决了现有煤热解系统在半焦冷却过程中热量大量损失和浪费，以及产生煤气的外送量低的技术问题。
6.为了实现上述技术目的，本技术采用的技术方案是：
7.本技术实施例提供的原煤热解余热回收系统，包括热解方炉、燃料回炉装置、汽水分离装器和微正压控制装置；
8.所述燃料回炉装置的进口端连接于制氢系统的出气口端，所述燃料回炉装置的出口端与所述热解方炉的燃料进口端连接；
9.所述热解方炉的冷却段设有余热回收装置，所述余热回收装置包括换热管路，所述汽水分离装器设于所述换热管路的出口端，且所述汽水分离装器的蒸汽出口端与蒸汽管网连接；
10.所述微正压控制装置设于所述热解方炉的顶部，能够控制所述热解方炉的炉顶始终保持微正压。
11.作为本技术实施例的进一步改进，所述燃料回炉装置包括燃料输送管路和减压阀；
12.所述减压阀设于所述燃料输送管路上。
13.作为本技术实施例的进一步改进，所述燃料回炉装置还包括气体缓冲装置；
14.所述气体缓冲装置设于所述燃料输送管路上，并位于所述减压阀的背离所述制氢系统的一侧。
15.作为本技术实施例的进一步改进，所述燃料回炉装置还包括水封装置；
16.所述水封装置设于所述燃料输送管路上，并位于所述气体缓冲装置的背离所述减压阀的一侧。
17.作为本技术实施例的进一步改进，所述燃料回炉装置还包括流量调节阀；
18.所述流量调节阀设于所述燃料输送管路上，并位于所述水封装置的背离所述气体缓冲装置的一侧。
19.与现有技术相比，本技术实施例的有益效果或优点包括：
20.本技术实施例提供的原煤热解余热回收系统，在热解方炉的燃料进口端设置燃料回炉装置，并将燃料回炉装置连接于制氢系统的出气口端；在热解方炉的顶部设置微正压控制装置；以及在热解方炉的冷却段设置包括换热管路的余热回收装置，并在换热管路的出口端设置气液分离器，同时将汽水分离装器的蒸汽出口端与蒸汽管网连接。鉴于此，该原煤热解余热回收系统在运行时，第一方面可以利用燃料回炉装置将制氢系统产生的副产解吸气引至热解方炉的燃烧室，通过副产解吸气和煤干镏产生的煤气进行混合掺烧，大幅降低了煤气的自消耗，从而增加了外送煤气量，提高了煤气产出效益，而且实现了副产解吸气的回收利用，同时保证制氢系统的稳定运行；第二方面通过微正压控制装置控制热解方炉的炉顶保持稳定的微正压，从而有效降低了煤气中的氧含量，保证后续制氢工序的稳定运行；第三方面通过余热回收装置中的循环除盐水对半焦进行换热冷却，从而在实现冷却半焦的同时产生大量汽水混合物，汽水混合物经气液分离装器分离出直接输送至供热系统利用，实现了原煤热解过程中余热的回收利用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术实施例提供的原煤热解系统的结构示意图。
23.附图标记：1-热解方炉1；2-燃料回炉装置；3-余热回收装置；4-气液分离装器；5-微正压控制装置；6-制氢系统；11-干燥段；12-干馏段；13-冷却段；20-燃料输送管路；21-减压阀；22-气体缓冲装置；23-水封装置；24-流量调节阀；30-换热管路。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，
也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
26.为解决现有热解系统在半焦冷却过程中热量易损失或浪费以及产生煤气的外送量低的问题，本技术实施例提供一种原煤热解系统。
27.如图1所示，该原煤热解余热回收系统包括热解方炉1、燃料回炉装置2、汽水分离装器4和微正压控制装置5。燃料回炉装置2的进口端连接于制氢系统6的出气口端，燃料回炉装置2的出口端与热解方炉1的燃料进口端连接。热解方炉1的冷却段13设有余热回收装置3，余热回收装置3包括换热管路30。汽水分离装器4设于换热管路30的出口端，且汽水分离装器30的蒸汽出口端与蒸汽管网连接。微正压控制装置5设于热解方炉1的顶部，能够控制热解方炉1的炉顶始终保持微正压。
28.本实施例提供的原煤热解余热回收系统，在热解方炉1的燃料进口端设置燃料回炉装置2，并将燃料回炉装置2连接于制氢系统6的出气口端；在热解方炉1的顶部设置微正压控制装置5；以及在热解方炉1的冷却段13设置包括换热管路30的余热回收装置3，并在换热管路30的出口端设置气液分离器4，同时将汽水分离装器4的蒸汽出口端与蒸汽管网连接。鉴于此，该原煤热解余热回收系统在运行时，第一方面可以利用燃料回炉装置2将制氢系统6产生的副产解吸气引至热解方炉1的燃烧室，通过副产解吸气和煤干镏产生的煤气进行混合掺烧，大幅降低了煤气的自消耗，从而增加了外送煤气量，提高了煤气产出效益，而且实现了副产解吸气的回收利用，同时保证制氢系统6的稳定运行；第二方面通过微正压控制装置5控制热解方炉1的炉顶保持稳定的微正压，从而有效降低了煤气中的氧含量，保证后续制氢工序的稳定运行；第三方面通过余热回收装置3中的循环除盐水对半焦进行换热冷却，从而在实现冷却半焦的同时产生大量汽水混合物，汽水混合物经气液分离装器4分离出直接输送至供热系统利用，实现了原煤热解过程中余热的回收利用。
29.本领域技术人员应当理解的是，热解方炉1是指适用于兰炭生产的煤热解方炉，比如sj低温干馏方炉。本实施例以sj低温干馏方炉为例，sj低温干馏方炉分为干燥段11、干馏段12和冷却段13，原煤热解的工艺流程一般是：原煤经布煤仓输送到干燥段11，通过循环烟气将原煤干燥并加热到150℃，脱除原煤带入的水分，防止原煤粉碎成粉碎，提高炭化质量；干燥的煤块进入干馏段12，通过煤干镏自产的煤气和燃料回炉装置2引来的副产解析气进行混合掺烧产生热气流以将煤块加热到550-650℃，煤块在该温度下发生热解产生煤气和焦炭，其中，焦炭进入冷却段13经干熄焦之后被换热管路中的循环除盐水冷却输出，煤气则经出煤气口排出并作预处理、提氢等工序后一部分作为煤气产品外送，另一部分则回炉燃烧供给热解能量。
30.当然，本实施例中的热解方炉1不限于sj低温干馏方炉，而应当是兰炭生产的煤干镏通用设备，设备的型号及结构不作具体限定。同时，以上描述的工艺流程仅为兰炭生产的部分工序，便于说明和解释本实施例的原煤热解余热回收系统的工作过程，至于其他工序步骤按本领域常规工序实施操作。
31.本领域技术人员还应当理解，本实施例中的热解方炉1可以包括均为中空腔室结构的燃烧室和热解室，其中，燃烧室与热解室相互隔开并环绕在热解室的外周。燃烧室与热解室之间具有送气孔，送气孔能够将燃烧室内的热气流输送至热解室以对干燥煤块进行热解。
32.燃料回炉装置2是能够将制氢系统6产生的副产解析气输送至热解方炉1的燃烧室的装置，其可以由相互连通的管道、风机、阀门以及密封部件等组成。本实施例中通过燃料回炉装置2将制氢系统6中产生的副产解析气引至热解方炉1的燃烧室内以作燃料，实现了副产解析气的回收利用，并且副产解析气与煤干镏产生的氢煤气进行混合燃烧以供给热量，大大减少了煤气的自消耗，从而增加了煤气的外送量，提高了原煤热解生产效益。
33.余热回收装置3是指可以通过换热方式对半焦进行冷却的设备，例如循环除盐水冷却系统。本实施例中，在热解方炉1的冷却段13设置余热回收装置3，从而可以通过换热管路30中的循环除盐水对半焦进行换热冷却，而吸热之后的除盐水产生汽水混合物，汽水混合物经汽水分离器4分离出的蒸汽可直接输送至蒸汽管网利用，从而实现了半焦热量的回收利用。
34.微正压控制装置5是将压缩空气经过滤、除水、干燥后充入到热解方炉1内，使热解方炉1内的空气压力始终保持在微正压状态的装置。本实施例在不作限定的情况下，即本领域的常规装置。
35.制氢系统6是兰炭生产工艺中煤气在通过提纯氢气工序相关的设备，解析气是煤气提氢后的副产解析气。虽然副产解析气的热值相对煤气而言较低，但本实施例在将煤气与副产解析气掺烧之后完全能够满足原煤热解的热量需求，而且副产解析气的掺烧能将煤气节约出来送去制氢工段进行提氢，提高了煤气产出量。
36.继续参阅图1，燃料回炉装置2包括燃料输送管路20和减压阀21，减压阀21设于燃料输送管路20上，以对副产解析气进行降压。具体地，由于制氢系统6产生的副产解吸气的压力一般为15-25kpa，而热解方炉1能够承受的压力通常为4.5-5.5kpa，所以本实施例在副产解吸气进入热解方炉1之前通过减压阀21进行降压处理，能够保证热解方炉1的运行安全。
37.进一步地，燃料回炉装置2还包括气体缓冲装置22，气体缓冲装置22设于燃料输送管路20上，并位于减压阀21的背离制氢系统6的一侧，以稳定副产解析气的压力。具体地，副产解析气在经减压阀21降压处理之后，其压力达到适合热解方炉1的设计要求，但副产解析气存在压力不稳定的情况，影响掺烧质量，所以本实施例在减压阀21之后设置气体缓冲装置22以稳定其压力，从而提高掺烧质量。需要说明的是，气体缓冲装置22可以是气体缓冲罐。
38.进一步地，燃料回炉装置2还包括水封装置23，水封装置23设于燃料输送管路20上，并位于气体缓冲装置22的背离减压阀21的一侧，以隔绝煤气与副产解析气，防止混合发生事故。
39.燃料回炉装置2还包括流量调节阀24，流量调节阀24设于燃料输送管路20上，并位于水封装置23的背离气体缓冲装置22的一侧，以控制解析气的压力和流量，保证掺烧平稳进行，提高掺烧质量。
40.基于以上描述，本实施例提供的原煤热解余热回收系统的工作原理及过程是：制氢系统6产生的副产解析气进入燃料输送管路20，因制氢系统6产生的副产解析气的压力远大于热解方炉1的承受压力，为保证热解方炉1的正常运行，所以在燃料输送管路20上设置减压阀21，通过减压阀21降低解析气的压力。同时，解析气输送压力不稳定会影响掺烧质量，所以在副产解析气进行减压之后设置气体缓冲装置22以缓冲副产解析气的输送压力，
确保副产解析气平稳地进入燃烧室。同时出于安全考虑，在气体缓冲装置22之后设置水封装置23以隔离煤气和解析气，并在水封装置23之后还设置流量调节阀24，从而能够控制进入热解方炉1的副产解析气的流量，保证副产解析气与煤气平稳、可控地进行掺烧。因此，本实施例通过燃料回炉装置2将热解方炉1的燃料进口端与制氢系统6的副产解析气的出气口端连通，实现了副产解析气的回炉利用，降低了煤热解过程中的煤气自消耗，增加了煤气产出量。同时，原煤经布煤仓进入热解方炉1的干燥段11，在煤气与副产解析气混合掺烧产生的热气流下加热至150℃，从而蒸发出原煤中所含的水分得到干燥原煤，干燥原煤进入干馏段12，在550-650℃的温度下发生分解反应生产煤气和焦炭，煤气经出煤气口排出并作预处理、提氢等工序后一部分作为煤气产品外送，另一部分则回炉燃烧供给热解能量，焦炭则进入冷却段13经干熄焦之后，再通过余热回收系统3中的循环除盐水换热冷却输出。在余热回收系统3对半焦进行换热冷却时，换热管路30中的除盐水吸收半焦热量产生汽水混合物，汽水混合物经气液分离装器4分离出蒸汽直接输送至供热系统利用，实现了半焦冷却过程中热量的回收利用。同时，在该原煤热解系统运行过程中，微正压装置54控制热解方炉1的内部压力始终保持微正压，从而有效降低煤气中的氧含量，确保后续制氢工序的稳定运行。
41.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解的是。其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。