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1、(10)申请公布号 CN 102925175 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102925175 A *CN102925175A* (21)申请号 201210430752.2 (22)申请日 2012.11.01 C10B 51/00(2006.01) C10B 57/02(2006.01) C10B 53/04(2006.01) C10B 15/00(2006.01) C10B 31/00(2006.01) C10B 21/10(2006.01) (71)申请人 长安大学 地址 710064 陕西省西安市南二环中段 (72)发明人 赵鹏 姜国璋 马飞 高光耀 (74)专。
2、利代理机构 西安恒泰知识产权代理事务 所 61216 代理人 史玫 (54) 发明名称 一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置 (57) 摘要 本发明公开了一种煤炭干馏方法及实现该方 法的装置， 以解决现有的外热式干馏工艺存在的 热值利用率低和设备造价高、 内热式干馏工艺存 在的氮气混入煤气以及内外热式组合干馏工艺存 在的半焦输送困难的问题。所公开的方法将煤炭 依次经过不同温度的外热式加热区、 内热式燃烧 区和外热式加热区进行干馏， 并且利用内热式干 馏区产生的热半焦为原料煤进行加热， 同时内热 式加热区产生的烟气被排出。所公开的装置包括 外筒、 内筒以及外筒与内筒之间的烟道， 内筒中安 装有内部。
3、与烟道相通的燃烧筒， 并且内筒和燃烧 筒外壁上设有水平返料螺旋， 延长煤炭加热干馏 的时间， 同时实现直接和间接加热烟气与煤气的 隔离， 保证煤气的品质， 提高生产效率和干馏热效 率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种煤炭干馏方法， 其特征在于， 方法中设有外热式 400 600加热区、 内热式 800 1000燃烧区和外热式 600 800加热区 ； 方法是将原煤和经 800 1000燃烧区燃烧干馏的热半焦返料混合后。
4、， 经 400 600加热区加热干馏后一部分返送回至 800 1000燃烧区、 一部分送入 600 800 加热区 ； 经 800 1000燃烧区燃烧干馏后的煤炭为热半焦返料继续送入 400 600加 热区与新进的原料煤炭混合 ； 收集经 600 800加热区加热干馏的煤炭作为最终的半焦 产品 ； 收集 400 600加热区和 600 800加热区产生的煤气 ； 同时， 用外热式 600 800加热区的热源、 内热式 800 1000燃烧区直接加热的热半焦和产生的烟气作为 400 600加热区的热源。 2. 一种实现权利要求 1 所述方法的设备， 包括外筒 （1） 和固定安装在外筒 （1） 中。
5、的内 筒 （2） ， 其特征在于， 设备进一步还包括外筒 （1） 与内筒 （2） 之间形成的轴向烟道 （3） ； 所述内筒 （2） 的两端分别为进料端和出料端， 且由进料端至出料端为走料方向 ； 所述 内筒 （2） 的进料端安装有进料装置 ； 所述内筒 （2） 的出料端安装有出料装置 ； 在外筒 （1） 中沿走料方向依次设有加热干馏区和加热干馏区 ； 在位于加热干馏区的内筒 （2） 中固定安装有燃烧筒 （4） ； 所述燃烧筒 （4） 的壁上开设 有返料进口 （9） 、 热半焦出口、 烟气出口 （6） 和气体进口 ； 所述燃烧筒 （4） 的外壁上固定安装 有热半焦返料螺旋 （5） ， 该热半焦返。
6、料螺旋 （5） 的一端设有热半焦进口， 该热半焦进口与热 半焦出口相接， 另一端设有热半焦返料出口 （7） 且该热半焦返料出口 （7） 位于远离出料端 的一端 ； 所述烟气出口 （6） 与所述烟道 （3） 相通 ； 在位于加热干馏区的内筒 （2） 的壁上开设有混料出口且该混料出口位于远离进料端 的一端 ； 在位于加热干馏区的内筒 （2） 的外壁上固定安装有返料螺旋 （8） ， 该返料螺旋 （8） 的 一端设有混料进口， 该混料进口与混料出口相接， 另一端设有返料出口， 该返料出口与燃烧 筒 （4） 上的返料进口 （9） 相接 ； 在位于加热干馏区的内筒 （2） 的上设有煤气出口 （10） ； 。
7、所述烟道 （3） 一端安装有燃气输入装置， 且该燃气输入装置位于出料端， 另一端安装有 烟气输出装置， 且该烟气输出装置位于进料端。 3. 如权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述燃烧筒 （4） 位于进料端。 4. 如权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述返料进口 （9） 位于远离进料端的一端。 5. 如权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述返料进口 （9） 位于远离出料端的一端， 所述热半焦出口位于远离进料端的一端。 6. 如权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述烟气出口 （6） 位于远离进料端的一端。 7. 如权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述进。
8、料装置包括进料螺旋 （11） ， 该进料螺 旋 （11） 通过动静盘与内筒 （2） 连接 ； 所述出料装置包括出料螺旋 （12） ， 该出料螺旋 （12） 通 过动静盘与内筒 （2） 连接。 8. 如权利要求 7 所述的设备， 其特征在于， 所述进料螺旋 （11） 为中空结构， 所述气体进 口通过进气管与燃气和空气供给装置 （21） 连接， 且进气管穿过进料螺旋 （11） 。 9. 如权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述燃气输入装置包括燃气室 （13） ， 该燃气 室 （13） 通过机械密封安装在内筒 （2） 和外筒 （1） 上， 所述燃气室 （13） 上设有燃气进口 （24） 权 。
9、利 要 求 书 CN 102925175 A 2 2/2 页 3 和燃气出口， 所述燃气出口与烟道 （3） 相通 ； 所述烟气输出装置包括烟气室 （14） ， 该烟气室 （14） 通过机械密封安装在内筒 （2） 和外筒 （1） 上， 所述烟气室 （14） 上设有烟气进口和烟气 排放口 （22） ， 所述烟气进口与烟道 （3） 相通。 权 利 要 求 书 CN 102925175 A 3 1/4 页 4 一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置 技术领域 0001 本发明属于煤化工技术领域， 具体涉及一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置。 背景技术 0002 常见的煤炭干馏方法主要有外热式干馏法、 半焦。
10、直接加热干馏法 （内热式干馏法） 和内外热式组合干馏方法。 0003 外热式干馏法存在有传热效率低的缺点， 并且外热式干馏设备因采取加热夹套固 定不动、 内筒旋转的方式， 所以内筒须具有较高的高温强度， 这样便会造成金属内筒造价昂 贵、 并且具有高温变形的风险 ； 同时设备的内筒为整体式结构， 在安装拆卸时因设备体积大 重量大引起操作不便。 0004 内热式干馏过程中因空气与煤炭直接接触， 干馏过程中产生的煤气中含有过多的 二氧化碳、 氨气和氮气， 这样就会给后续的煤气处理带来不便， 导致最终得到的煤气质量较 差。 0005 内外热式组合干馏工艺通常的做法是在外热式干馏设备的基础上再设置一套回。
11、 转装置， 专门用于半焦的内热式燃烧， 被加热的半焦与烟气分离后再进入外热式干馏设备， 这种工艺投资大， 两个回转炉之间热半焦输送环节多、 输送困难， 且设备故障率高， 热耗高， 大规模生产设备多， 占地大， 设备运行不经济。 发明内容 0006 本发明的目的之一在于提供一种热值利用率高、 所产煤气质量较好的煤炭干馏方 法。 0007 为此， 本发明提供的煤炭干馏方法中设有外热式 400 600加热区、 内热式 800 1000燃烧区和外热式 600 800加热区 ； 方法是将原煤和经 800 1000燃烧 区燃烧干馏的热半焦返料混合后， 经400600加热区加热干馏后一部分返送回至800 1。
12、000燃烧区、 一部分送入600800加热区 ； 经8001000燃烧区燃烧干馏后的煤炭 为热半焦返料继续送入400600加热区与新进的原料煤炭混合 ； 收集经600800加 热区加热干馏的煤炭作为最终的半焦产品 ； 收集400600加热区和600800加热区 产生的煤气 ； 同时， 过程中用外热式 600 800加热区的热源、 内热式 800 1000燃烧 区直接加热的热半焦和产生的烟气作为 400 600加热区的热源。 0008 本发明的方法将外热式和内热式相结合对煤炭进行加热干馏， 方法中内热式 800 1000燃烧区产生的烟气被排出， 不进入煤气产品， 进而保证煤气不被氮气污染 ； 外。
13、 热式加热区的热源被持续用于加热干馏煤炭， 进而提高外热式热量的利用效率。 0009 本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的煤炭干馏设备， 同时解决内外热 式组合干馏工艺中， 两个回转炉之间热半焦输送困难的问题。所提供的设备具体包括 ： 外 筒、 固定安装在外筒中的内筒以及外筒与内筒之间形成的轴向烟道 ； 0010 所述内筒的两端分别为进料端和出料端， 且由进料端至出料端为走料方向 ； 所述 说 明 书 CN 102925175 A 4 2/4 页 5 内筒的进料端安装有进料装置 ； 所述内筒的出料端安装有出料装置 ； 0011 在外筒中沿走料方向依次设有加热干馏区和加热干馏区 ； 001。
14、2 在位于加热干馏区的内筒中固定安装有燃烧筒 ； 所述燃烧筒的壁上开设有返料 进口、 热半焦出口、 烟气出口和气体进口 ； 所述燃烧筒的外壁上固定安装有热半焦返料螺 旋， 该热半焦返料螺旋的一端设有热半焦进口， 该热半焦进口与热半焦出口相接， 另一端设 有热半焦返料出口且该热半焦返料出口位于远离出料端的一端 ； 所述烟气出口与所述烟道 相通 ； 0013 在位于加热干馏区的内筒的壁上开设有混料出口且该混料出口位于远离进料 端的一端 ； 0014 在位于加热干馏区的内筒的外壁上固定安装有返料螺旋， 该返料螺旋的一端设 有混料进口， 该混料进口与混料出口相接， 另一端设有返料出口， 该返料出口与燃。
15、烧筒上的 返料进口相接 ； 0015 在位于加热干馏区的内筒上设有煤气出口 ； 0016 所述烟道一端安装有燃气输入装置， 且该燃气输入装置位于出料端， 另一端安装 有烟气输出装置， 且该烟气输出装置位于进料端。 0017 所述燃烧筒位于进料端。 0018 所述返料进口位于远离进料端的一端。 0019 所述返料进口位于远离出料端的一端， 所述热半焦出口位于远离进料端的一端。 0020 所述烟气出口位于远离进料端的一端。 0021 所述进料装置包括进料螺旋， 该进料螺旋通过动静盘与内筒连接 ； 所述出料装置 包括出料螺旋， 该出料螺旋通过动静盘与内筒连接。 0022 所述进料螺旋为中空结构， 所。
16、述气体进口通过进气管与燃气和空气供给装置连 接， 且进气管穿过进料螺旋。 0023 所述燃气输入装置包括燃气室， 该燃气室通过机械密封安装在内筒和外筒上， 所 述燃气室上设有燃气进口和燃气出口， 所述燃气出口与烟道相通 ； 所述烟气输出装置包括 烟气室， 该烟气室通过机械密封安装在内筒和外筒上， 所述烟气室上设有烟气进口和烟气 排放口， 所述烟气进口与烟道相通。 0024 本发明提供的装置中位于加热干馏区的内筒中为 400 600加热区， 燃烧筒 内为 800 1000燃烧区， 位于加热干馏区的内筒中为 600 800加热区， 煤炭在该装 置中的被输送路线如图 3 所示， 采取该输送方式有效解。
17、决了现有的外热式回转干馏和半焦 热载体直接加热结合时， 两个回转炉之间热半焦输送困难的问题 ； 燃气由装置的出料端进 入烟道后经整个干馏区最终由进料端输出， 大大提高了燃气的热值利用率 ； 半焦直接加热 过程中 （燃烧室内） 产生的烟气经烟气出口进入烟道后最终排出， 避免了氮气和二氧化碳对 煤气的污染。 并且， 装置中的内筒与外筒一起旋转， 因此内筒壁较传统外热式设备的内筒壁 薄， 极大地降低干馏炉体造价 ； 装置中的内筒和燃烧筒外壁上还设有水平返料螺旋， 以延长 煤炭被加热干馏的时间， 实现直接和间接加热烟气与煤气的隔离， 保证原料被充分加热干 馏， 保证煤气的品质， 提高生产效率和干馏热效。
18、率， 可实现低能耗大规模面煤、 油页岩的干 馏生产。 说 明 书 CN 102925175 A 5 3/4 页 6 附图说明 0025 以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 0026 图 1 为本发明的方法的工艺流程图 ； 0027 图 2 为实施例 1 提供的装置的结构示意图 ； 0028 图 3 为煤炭在装置中的输送工艺流程图 ； 0029 图中各代码表示 ： 1- 外筒、 2- 内筒、 3- 烟道、 4- 燃烧筒、 5- 热半焦返料螺旋、 6- 烟 气出口、 7- 热半焦返料出口、 8- 返料螺旋、 9- 返料进口、 10- 煤气出口、 11- 进料螺旋、 12- 出 料。
19、螺旋、 13- 燃气室、 14- 烟气室、 15- 垂直进料道、 16- 进料翻板阀、 17- 垂直出料道、 18- 出 料翻板阀、 19-大齿轮与传动装置、 20-托轮与滚圈、 21-煤气和空气输送装置、 22-烟气排放 口、 23- 煤气管、 24- 燃气进口。 具体实施方式 0030 如何将外热式回转干馏和半焦热载体直接加热结合 （内外热式结合） ， 并在一个设 备中完成煤炭干馏， 不仅对面煤干馏具有重要意义， 而且对大规模生产所需设备大型化， 降 低大规模生产的设备投资， 减少占地， 提高热效率， 保证半焦质量， 提高焦油回收率， 提高煤 气热值都具有重要意义。本发明的方法将外热式和内。
20、热式间接式结合对煤炭进行加热干 馏， 参考图1， 具体方法中设有外热式400600加热区、 内热式8001000燃烧区和外 热式 600 800加热区 ； 方法是将原煤和经 800 1000燃烧区燃烧干馏的热半焦返料 混合后， 经 400 600加热区加热干馏后一部分返送回至 800 1000燃烧区、 一部分送 入 600 800加热区 ； 经 800 1000燃烧区燃烧干馏后的煤炭为热半焦返料继续送入 400 600加热区与新进的原料煤炭混合 ； 收集经 600 800加热区加热干馏的煤炭作 为最终的半焦 ； 收集400600加热区和600800加热区产生的煤气 ； 同时， 过程中用 外热式。
21、 600 800加热区的热源、 内热式 800 1000燃烧区直接加热的半焦和产生的 烟气作为 400 600加热区的热源。 0031 以下是发明人提供的两种具体的实现上述方法的装置 ： 0032 实施例 1 ： 0033 如图 ,2 所示， 该实施例提供的装置包括外筒 1 和通过支撑圈固定安装在外筒 1 中 的内筒2以及内外筒之间形成的轴向烟道3， 外筒1通过两道托轮与滚圈20支撑， 中间大齿 轮与传动装置 19 为内外筒整体旋转提供动力。 0034 其中内筒2一端为进料端， 另一端为出料端 ； 内筒2的进料端通过动静盘安装有进 料螺旋 11， 进而实现内筒 2 与进料螺旋 11 之间的动态。
22、密封连接， 也就是说内筒 2 与进料螺 旋 11 不一起旋转， 进料螺旋 11 的进口通过动静盘安装有垂直进料道 15， 该垂直进料道 15 中安装有进料翻板阀 16， 且垂直进料道 15 的上部进口与干煤仓相通 ； 内筒 2 的出料端通过 动静盘安装有出料螺旋12， 出料螺旋12的出口通过动静盘安装有垂直出料道17， 该垂直出 料道 17 中安装有出料翻板阀 18 ； 0035 内外筒的出料端通过机械密封安装有固定式燃气室 13， 该燃气室 13 上设有燃气 进口 24 和与烟道 3 相通的燃气出口 ； 内外筒的进料端通过机械密封安装有固定式烟气室 22， 该烟气室 22 上设有与烟道 3 。
23、相通的烟气进口和烟气排放口 22 ； 0036 沿走料方向即由进料端至出料端， 在内外筒上设有加热干馏区和加热干馏 说 明 书 CN 102925175 A 6 4/4 页 7 区 ； 在位于加热干馏区的内筒 2 中通过支撑圈固定安装有燃烧筒 4， 且燃烧筒 4 远离出料 端即位于进料端， 在燃烧筒 4 的壁上开设有返料进口 9、 热半焦出口、 烟气出口 6 和气体进 口， 其中返料进口 9 远离进料端 ； 热半焦出口与返料进口相隔一定的距离， 以保证返料在燃 烧筒4中被充分加热 ； 烟气出口6远离进料端， 可使得从燃烧筒4出来的烟气流经较长区段 的烟道 3， 其热值被利用加热新进的原煤 ； 。
24、在燃烧筒 4 的外壁上的部分段固定安装有热半焦 返料螺旋 5， 该热半焦返料螺旋 5 的一端为热半焦进口， 该热半焦进口与热半焦出口相通， 另一端为热半焦返料出口 7， 该热半焦返料出口 7 远离出料端 ； 烟气出口 6 通过烟气管与烟 道 3 相通 ； 气体进口通过进气管与设备外的煤气和空气输送装置鼓风机 21 相通 ； 0037 在位于加热干馏区的内筒 2 的壁上开设有混料出口且该混料出口远离进料端 ； 0038 在位于加热干馏区的内筒 2 的部分段外壁上固定安装有返料螺旋 8， 该返料螺 旋 8 的一端为混料进口， 该混料进口与混料出口相接， 另一端为返料出口， 该返料出口与燃 烧筒 4。
25、 上的返料进口 9 相接 ； 0039 在位于加热干馏区的内筒 2 的末端上设有煤气出口 10， 外热式干馏过程中产生 的煤气经煤气出口 10、 煤气管输送至煤气回收净化冷却装置。 0040 参考图 2 和图 3， 经过 200干燥后的干煤 （0-30 毫米） ， 经过干煤仓， 通过进料翻 板阀、 进料螺旋进入内筒， 此时在燃烧筒中被加热的热半焦通过热半焦出口、 热半焦进口、 热半焦返料螺旋和热半焦返料出口输送回至加热干馏区的内筒中， 与新进的原煤混合 ； 在加热干馏区的内筒中， 原煤被热半焦返料直接加热， 同时被内筒和外筒之间的环形烟 道中的热烟气间接加热， 之后一部分 （50%） 通过混料。
26、出口、 混料进口、 返料螺旋和返料进口 返回送入燃烧筒， 用于燃烧形成热半焦返料与原煤混合直接加热原煤， 循环使用 ； 另一部分 （50%） 进入加热干馏区的内筒中， 继续被间接加热， 实现彻底干馏后输出干馏内筒， 在内 筒中干馏产生的煤气经过煤气管道导出炉外， 通过冷却、 净化、 焦油回收等工艺。 0041 燃烧筒中所需要的燃气和空气通过燃烧筒上的气体进口送入， 同时燃烧过程中产 生的烟气经燃烧筒上的烟气出口、 烟气管进入烟道后最终从固定式烟气室的烟气排放口排 出 ； 烟道中的燃气和空气由燃气室上的燃气进口输入， 烟道中的燃气燃烧产生的烟气流经 整个烟道后从烟气排放口排出。 0042 上述工。
27、艺过程采用回转干馏， 热载体在干馏内筒外壁返回， 不需要专门的输送设 备， 在干馏内筒内燃烧加热后再与进料煤混合， 实现煤的热载体加热， 同时进行外热式干 馏， 实现了烟气与煤气的分离， 传热效率高， 煤气热值高， 无氮气引入， 产量大， 可实现大规 模生产， 不仅节能， 而且投资小， 维修方便， 自动化水平高。 0043 实施例 2 ： 0044 参考图 2， 该实施例的装置与实施例 1 不同之处在于 ： 返料进口 9 远离出料端， 在 位于加热干馏区的内筒 2 的整段外壁上固定安装有返料螺旋 8 ； 热半焦出口远离进料端， 在燃烧筒 4 的外壁上整部分都安装固定有热半焦返料螺旋 5。 说 明 书 CN 102925175 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102925175 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102925175 A 9 。