以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺 【技术领域】
本发明涉及煤炭低温干馏工艺，特别是一种以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺。
背景技术
目前，公知的褐煤低温干馏工艺以热风炉产生的烟气作为干燥及干馏载热质，且在整个工艺流程的连接中，能量利用效率也有待提高。公知的褐煤低温干馏工艺存在以下缺点：
1.烟气中的飞灰进入加工煤炭，导致加工煤炭灰分增加。
2.热风炉空气消耗系数控制不好时，热烟气含有较多氧气，使煤尘、煤气爆炸的可能性增加，系统安全性变差。
3.如果热风炉火星进入干燥干馏系统，可能成为点火源引爆整个干燥、干馏系统，导致灾难性后果。
4.烟气将进入干馏煤气中，干馏煤气中存在大量惰性气体，使干馏煤气热值大幅度降低，严重影响干馏气的燃烧效率、燃烧的稳定性及燃烧后的热能利用率。
5.褐煤干燥出的大量水蒸气带走了大量的汽化潜热，造成了巨大的能量损失，同时大量的水分未能回收。
6.湿法熄焦使干馏后的半焦二次浸水，为了降低半焦含水率，需对半焦进行二次干燥，二次干燥造成了大量的能量损失和水资源的二次污染。
【发明内容】
本发明旨在解决传统煤炭干燥及低温干馏工艺安全性差、热效率低、煤气惰性成分高、焦油含尘量大、外排气污染大、污水处理费用高等问题，而提供一种以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺，它以发生炉煤气为热源加热自产干馏煤气去干馏褐煤，以降低干馏煤气中惰性气体的含量，提高干馏煤气的热值；不采用传统热风炉烟气直接做为干燥剂，而是采用自产蒸汽作为干燥剂以确保干燥系统的安全性及高效性；不采用传统湿熄焦方式，而是采用干湿结合的方法熄焦，避免半焦二次浸水现象，省掉二次干燥工序，节省二次干燥能量并避免了水资源的二次污染。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺，工艺流程包括备煤流程、干燥流程、干馏流程、热源流程、煤气及焦油处理流程、半焦冷却输送流程。
a.备煤流程：原煤进入破碎机破碎后在筛分床上进行筛分，粒径介于3-25mm的煤炭输送入干燥塔进行干燥；粒径小于3mm的煤炭送入煤气发生炉中作为气化原料；粒径大于25mm的煤炭返回破碎机继续破碎；
b.干燥流程：煤炭在干燥塔干燥过程中自生的水蒸汽作为干燥剂，经干燥剂除尘器处理成洁净水蒸气，该洁净水蒸汽分成两部分，一部分作为干燥剂被来自热管换热器的废气余热加热至规定温度后，进入干燥塔对煤炭进行干燥，干燥剂与煤炭进行逆叉流两回程换热，干燥剂在两回程间的温度通过改变高温干燥剂的掺入量来进行调节；另一部分洁净水蒸汽被引入熄焦罐作为熄焦冷却汽；
c.干馏流程：干燥后的煤炭进入斜饲往复折返式干馏塔中以规定的干馏速度进行干馏，干馏介质为被热风炉产生的热烟气加热到一定温度的自产干馏煤气，干馏产物为高温半焦、焦油及干馏煤气；
d.热源流程：粒径小于3mm的煤炭送入煤气发生炉中进行煤气化过程，发生炉煤气从发生炉引出后，进入热风炉燃烧产生高温烟气，高温烟气进入热管换热器，加热来自煤气除尘器后部的洁净干馏煤气，自热管换热器引出的中温热烟气进入干燥剂换热器加热干燥剂，然后经热风炉烟气除尘器除尘净化后，经烟囱排入大气；
e.煤气及焦油处理流程：干馏煤气引出干馏塔后，首先进入煤气除尘器除尘，然后依次进入除焦油器、间冷器、煤气脱硫器进行分离及净化处理，纯净的干馏煤气一部分进入气柜进行IGCC发电，另一部分进入热管换热器加热做为干馏介质循环使用；
f.半焦冷却输送流程：干馏后的热半焦由干馏塔最下一层进入熄焦罐进行干湿结合冷却，首先，来自凝结水换热器的凝结水被喷洒在热半焦上，然后利用来自干燥剂除尘器的低温水蒸气冲刷热半焦，将热半焦冷却到200℃后进入蛟龙卸料器；冷却介质离开熄焦罐后经熄焦除尘器除尘，然后在凝结水换热器中向煤气发生炉气化剂放热凝结，凝结水则循环进入熄焦罐用于熄焦喷水。
与现有技术相比，本发明的技术优势体现在以下几方面：
(1)干燥部分采用了独特的自生蒸汽干燥系统，干燥介质采用洁净循环废气，有效利用了排烟显热及排烟机余压。同时，由于水蒸气比热容较大，从而降低了干燥介质的数量，有效降低了风机电耗，而且避免了燃煤热风炉灰分进入干燥煤引起的煤的灰分的增加。
(2)由于水蒸气为惰性气体，闭路循环时水蒸汽中几乎不含氧气，系统不存在爆炸的可能性。
(3)干燥介质闭路循环充分利用了干燥介质排汽显热，且加热干燥介质的热量来自热风炉废气余热，热能利用率得到大幅度提高。
(4)在该流程的干馏塔中，采用干馏煤气作为干馏载热介质的独特工艺，焦油质量及煤气热值大幅度提高，为焦油及煤气的深加工创造了良好的条件，煤气热值可达3500Kcal/Kg左右。
(5)干馏过程和干燥过程既可独立生产又可一体化生产，独立生产既可增加产品种类，又可作为生产缓冲，提高生产的连续性，降低事故对生产的影响。一体化生产可以简化生产流程，缩小占地面积。
(6)利用换热器将热风炉与干燥装置分开，防止火星进入干燥器，避免爆炸现象发生的机率，为提高干燥剂温度、进行深度干燥提供安全保证。
(7)干馏半焦的冷却采用干燥排烟+半水喷淋的冷却方式，不但可以提高半焦质量，还可以省掉后部干燥工序，技术优势明显。
(8)利用半焦冷却废气预热空气，可回收废气余热，同时获得冷却水，冷却水回收可用于半焦冷却喷水、发生炉煤气气化剂、焦油冷却剂等。中水的循环使用，大幅度净化外排烟气，减少了水蒸气所携带的大量有害气体排放，同时，中水的循环回用，省去了大量的污水处理费用，既提高了整个系统的经济效益，又提高了其环境效益。
(9)本工艺可以生产出高指标干燥煤、干半焦、高热值煤气、高品质焦油，具有完善高效的能量循环利用体系，为产品的深度转化提供了高质量开放性接口。
【附图说明】
图1为本发明工艺流程图。
图中：破碎机1；筛分床2；干燥塔3；干燥剂换热器4；干燥剂除尘器5；热风炉烟气除尘器6；烟囱7；煤气发生炉8；热风炉9；热管换热器10；凝结水换热器11；送风机12；水池13；熄焦除尘器14；干馏塔15；熄焦罐16；煤气除尘器17；除焦油器18；间冷器19；煤气脱硫器20；煤气柜21；蛟龙卸料器22，运焦车23。
【具体实施方式】
以下结合附图及实施例详述本发明。
参看图1，以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺分为备煤流程、干燥流程、干馏流程、热源流程、煤气及焦油处理流程、半焦冷却输送流程。
备煤流程：设备包括破碎机1、筛分床2及配套的煤炭传送装置，其主要作用是将原煤破碎后进行筛分分级，按不同粒径输送到不同的位置。具体流程是：原煤进入破碎机1破碎后在筛分床2上进行筛分，粒径大于25mm的煤炭返回破碎机1继续破碎；粒径介于3-25mm的煤炭输送入干燥塔3进行干燥；粒径小于3mm的煤炭送入煤气发生炉8中作为气化原料。
干燥流程：设备包括干燥塔3、干燥剂换热器4、干燥剂除尘器5，其主要作用是去除原煤中的部分水分。具体流程是：煤炭在干燥塔3干燥过程中自生的水蒸汽作为干燥剂(干燥剂穿过煤层时带走煤中析出的水分形成干燥水蒸气)，经干燥剂除尘器5处理成洁净水蒸气，该洁净水蒸汽分成两部分，一部分作为干燥剂被来自热管换热器10的废气余热加热至规定温度后，进入干燥塔3对煤炭进行干燥，干燥剂与煤炭进行逆叉流两回程换热，干燥剂在两回程间的温度通过改变高温干燥剂的掺入量来进行调节；另一部分洁净水蒸汽被引入熄焦罐16作为熄焦冷却汽。
干馏流程：设备涉及干馏塔15，其作用是对干燥后的煤炭进行干馏，以获得半焦、煤气、焦油产品。具体流程是：干燥后的煤炭进入斜饲往复折返式干馏塔15中以规定的干馏速度进行干馏，干馏介质为被热风炉9产生的热烟气加热到一定温度的自产干馏煤气，干馏产物为高温半焦、焦油及干馏煤气。
热源流程：设备包括热风炉烟气除尘器6、烟囱7、煤气发生炉8、热风炉9、热管换热器10，其作用是为煤炭干燥、干馏过程提供热量。具体流程是：粒径小于3mm的煤炭送入煤气发生炉8中进行煤气化过程，发生炉煤气从发生炉引出后，进入热风炉9燃烧产生高温烟气，高温烟气进入热管换热器10，加热来自煤气除尘器17后部的洁净干馏煤气，自热管换热器10引出的中温热烟气进入干燥剂换热器4加热干燥剂，然后经热风炉烟气除尘器6除尘净化后，经烟囱7排入大气；
煤气及焦油处理流程：设备包括煤气除尘器17、除焦油器18、间冷器19、煤气脱硫器20、煤气柜21，具体流程是：干馏煤气引出干馏塔15后，首先进入煤气除尘器17除尘，然后依次进入除焦油器18、间冷器19、煤气脱硫器20进行分离及净化处理，纯净的干馏煤气一部分进入煤气柜21进行IGCC发电，另一部分进入热管换热器10加热做为干馏介质循环使用；
半焦冷却输送流程：设备包括熄焦除尘器14、熄焦罐16、凝结水换热器11、水池13、绞龙卸料器22、运焦车23，其主要作用是降低半焦温度，并凝结废气中的水蒸气，将合格的半焦输送至储焦场。具体流程是：干馏后的热半焦由干馏塔15最下一层进入熄焦罐16进行干湿结合冷却，首先，来自凝结水换热器11的凝结水被喷洒在热半焦上，然后利用来自干燥剂除尘器5的低温水蒸气冲刷热半焦，将热半焦冷却到200℃后进入蛟龙卸料器22，然后由运焦车23将合格的半焦输送至储焦场；冷却介质离开熄焦罐16后经熄焦除尘器14除尘，然后在凝结水换热器11中向煤气发生炉8气化剂放热凝结，不但回收了冷却介质中的大量水分，而且回收了热半焦产生显热。同时，气化剂(空气)得到预热，增加了煤气发生炉水蒸气气化剂的添加量，使发生炉煤气中的氢密度提高，在一定程度上提高了燃料的清洁性。凝结水则进入熄焦罐16用于熄焦喷水，从而实现中水循环利用，省去大量污水处理费用。
本发明上述工艺流程通过自动控制系统控制，自动控制系统的作用是对整个生产流程的关键技术参数进行自动检测、传输、显示并进行调控。