一種煤氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱解氣、焦油和活性炭生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種疏松多孔類炭質(zhì)材料，具有吸附作用，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)。蘭炭，即半焦，是一種采用中低溫干餾工藝生產(chǎn)出的一種高固定碳含量的固體物質(zhì)，生產(chǎn)半焦的同時(shí)副產(chǎn)焦油和焦?fàn)t煤氣，半焦可廣泛應(yīng)用于電石、鐵合金、活性炭制備和城市居民潔凈用煤等生產(chǎn)生活領(lǐng)域。焦油用途極為廣泛，可制取清潔燃料油，也是合成塑料、染料、纖維、橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料等有機(jī)化工的重要原料；焦?fàn)t煤氣可用于發(fā)電、冶金、制取氫氣、合成氨、甲醇、笨等化工產(chǎn)品以及工業(yè)煅燒用熱源等。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外煤炭干餾技術(shù)包括:外熱式立式爐工藝、內(nèi)熱式立式爐工藝、美國(guó)的Toscoal工藝、德國(guó)的LR工藝、前蘇聯(lián)3TX(ETCH)-175工藝、澳大利亞的流化床快速熱解工藝、中國(guó)的多段回轉(zhuǎn)爐工藝、中國(guó)固體熱載體新法干餾、西安三瑞實(shí)業(yè)有限公司的外熱式臥置回轉(zhuǎn)炭化爐熱解工藝等。內(nèi)熱式直立炭化爐熱裂解制備蘭炭工藝是目前運(yùn)用最廣泛，規(guī)模最大、最多的一種裂解原煤制備蘭炭的工藝。工藝流程主要為:原料煤由爐體頂部上煤斗連續(xù)垂直加入焦?fàn)t，經(jīng)預(yù)熱后落入干餾段，干餾段干餾溫度為600°C?700°C，干餾所用熱量主要由回爐煤氣與空氣在火道內(nèi)混合均勻后，由鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)火口吹入干餾段燃燒，干餾段下部焦炭落入水封槽冷卻，然后排出?；拿簹庠诟绅s室內(nèi)沿料層上升，通過(guò)煤氣收集罩、上升管、橋管先后經(jīng)文氏管塔、旋流板塔洗滌，煤氣在風(fēng)機(jī)的作用下回爐加熱，剩余部分放散。焦油進(jìn)入沉淀池脫水，然后集中在焦油池進(jìn)行靜置恒溫加熱和二次脫水，脫水后的焦油即為成品油。
[0004]上述方法的不足之處為:
[0005]1、采用內(nèi)熱式干餾，爐內(nèi)包含大量空氣，因此生成的煤氣熱值較低，其中含氫氣、甲烷較低，氮?dú)夂窟^(guò)高，達(dá)不到化工利用的最佳條件，只能當(dāng)作燃料。
[0006]2、其蘭炭熄焦處理時(shí)采用濕法出焦，消耗了一部分蘭炭的潛熱，且產(chǎn)品含水量較高，影響蘭炭的質(zhì)量，限制蘭炭的使用，增加運(yùn)輸成本，需要消耗額外的能量對(duì)其進(jìn)行干燥；另外熄焦過(guò)程產(chǎn)生的廢蒸汽含有大量的有毒有害物質(zhì)，惡化現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境，污染大氣；而且熄焦產(chǎn)生的大量含酚廢水，后處理成本昂貴。
[0007]3、焦油回收率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)利用了半焦活化的伴生氣體為熱解供熱提高了熱解效率并同時(shí)減少了熱解氣中的含氮量；二氧化碳和水蒸氣的混合氣體通過(guò)冷卻爐不僅能對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱進(jìn)而為通入活化爐作為氣體活化劑使用做準(zhǔn)備，還能夠?qū)钚蕴窟M(jìn)行有效的冷卻。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煤氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括用于對(duì)煤進(jìn)行預(yù)熱和熱解的熱解爐、用于對(duì)熱解產(chǎn)生的半焦進(jìn)行活化的活化爐和用于對(duì)活化產(chǎn)生的活性炭進(jìn)行冷卻處理的冷卻爐，所述熱解爐、活化爐和冷卻爐依次連通，所述熱解爐、活化爐和冷卻爐均為回轉(zhuǎn)爐，所述熱解爐包括預(yù)熱爐體和與預(yù)熱爐體連通的熱解爐體，所述預(yù)熱爐體遠(yuǎn)離熱解爐體的一端設(shè)置有進(jìn)煤口和熱解氣出口，所述活化爐的外側(cè)設(shè)置有隔熱夾套，所述活化爐與隔熱夾套之間構(gòu)成用于容納活化加熱氣體的加熱腔室，所述冷卻爐遠(yuǎn)離活化爐的一端連接有出料箱，所述出料箱上設(shè)置有活性炭出口和用于向出料箱內(nèi)通入水蒸氣和二氧化碳混合氣體的冷卻氣體入口，所述冷卻爐的外側(cè)設(shè)置有冷卻夾套，所述冷卻爐與所述冷卻夾套之間構(gòu)成冷卻腔室，所述冷卻夾套上開(kāi)設(shè)有冷卻水進(jìn)口和蒸汽出口，所述冷卻水進(jìn)口和蒸汽出口均通向所述冷卻腔室，所述蒸汽出口與所述冷卻氣體入口相連通。
[0010]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括用于將煤氣和焦油從熱解氣中分尚出來(lái)的分尚系統(tǒng)，所述分尚系統(tǒng)與所述熱解氣出口相連通。
[0011]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述分離系統(tǒng)包括用于除去熱解氣中的粉塵的除塵器、用于對(duì)熱解氣進(jìn)行冷凝處理的間接冷卻器和用于對(duì)熱解氣冷凝后形成的油水混合物進(jìn)行焦油捕集的電捕焦油器，以及采用MEA溶液對(duì)熱解氣中的二氧化碳進(jìn)行捕集的吸收塔和解吸塔，所述熱解氣出口與除塵器底部相連通，所述除塵器的頂部與間接冷卻器的底部相連通，所述間接冷卻器的頂部與電捕焦油器的底部相連通，所述電捕焦油器的頂部與吸收塔的底部相連通，所述吸收塔的底部與所述解吸塔的頂部相連通，所述解吸塔的底部與吸收塔的頂部連通，所述吸收塔的頂部設(shè)置有煤氣出口，所述解吸塔的頂部設(shè)置有二氧化碳出口，所述電捕焦油器的底部連接有焦油儲(chǔ)槽。
[0012]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述分離系統(tǒng)還包括用于收集間接冷卻器中的油水混合物并分離出焦油的焦油氨水澄清池，所述焦油氨水澄清池上開(kāi)設(shè)有焦油輸出口、焦油渣輸出口和氨水排出口。
[0013]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述焦油氨水澄清池為密封式氨水槽。
[0014]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述間接冷卻器為列管式換熱器。
[0015]上述的一種熱解氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述除塵器為高溫旋風(fēng)除塵器。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理。
[0018]2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置加熱腔室對(duì)活化爐內(nèi)的半焦進(jìn)行間接加熱，避免采用燃燒半焦提供活化熱源，從而增加了活性炭生產(chǎn)能力，又提高了活性炭的品質(zhì)，代替現(xiàn)有技術(shù)中的空氣燃燒室供熱方式，減少了煤氣中的含氮量。
[0019]3、本發(fā)明在對(duì)活性炭冷卻時(shí)，通過(guò)將間接冷卻方式和直接冷卻方向相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)活性炭充分、徹底冷卻，且能夠確?；钚蕴康暮瘦^低，提高了活性炭的品質(zhì)。
[0020]4、本發(fā)明通過(guò)分離系統(tǒng)，能夠?qū)⒔褂秃兔簹鈴臒峤鈿庵杏行У姆蛛x出來(lái)，并通過(guò)對(duì)二氧化碳的捕集能夠提高煤氣熱值，同時(shí)又減少了二氧化碳的排放量，避免二氧化碳的存在對(duì)煤氣熱值產(chǎn)生的影響。
[0021]5、本發(fā)明的分離系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置焦油氨水澄清池，能夠?qū)峤鈿庠陂g接冷卻器內(nèi)冷凝形成的油水混合物進(jìn)行進(jìn)一步的處理，從所述油水混合物中有效分離出焦油，提高了焦油的產(chǎn)率和回收率。
[0022]6、本發(fā)明所述除塵器采用高溫旋風(fēng)除塵器。通過(guò)采用高溫旋風(fēng)除塵器，能夠保證除塵器內(nèi)的溫度處于高溫狀態(tài)，以有效減少重油在除塵器內(nèi)冷凝。
[0023]7、本發(fā)明的原料粒徑小于等于6mm的粉煤，能夠充分利用小粒徑煤。
[0024]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1中的A-A斷面圖。
[0027]圖3為圖1中的B-B斷面圖。
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0029]I一熱解爐； 1-1 一預(yù)熱爐體；1-2—熱解爐體；
[0030]1-3—進(jìn)煤口； 1-4 一熱解氣出口；1-5—?jiǎng)恿ρb置；
[0031]1-6一大齒輪； 1-7—第一托輪；1-8—第一托輪座；
[0032]2一活化爐； 2-1—第二托輪；2-2—第二托輪座；
[0033]2-3—第一支座； 3—隔熱夾套；3-1—活化加熱氣進(jìn)口；
[0034]3-2—活化加熱氣出口； 4 一加熱腔室；5—冷卻夾套；
[0035]5-1 —冷卻水進(jìn)口； 5-2—蒸汽出口；6—冷卻腔室；
[0036]7—冷卻爐； 7-1—第三托輪；7-2—第三托輪座；
[0037]7-3一第二支座； 8一出料箱；8_1—活性炭出口 ；
[0038]8-2—冷卻氣體入口； 9 一除塵器；10—間接冷卻器；
[0039]11 一電捕焦油器； 12—吸收塔；12-1—煤氣出口；
[0040]13一解吸塔；13-1—二氧化碳出口 ；14一二氧化碳儲(chǔ)觸；
[0041]15—焦油儲(chǔ)槽； 16—焦油中間槽；17—焦油渣槽；
[0042]18—焦油氨水澄清池；19一氨水回收槽。
【具體實(shí)施方式】
[0043]如圖1、圖2和圖3所示的一種煤氣、焦油和活性炭的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括用于對(duì)煤進(jìn)行預(yù)熱和熱解的熱解爐1、用于對(duì)熱解產(chǎn)生的半焦進(jìn)行活化的活化爐2和用于對(duì)活化產(chǎn)生的活性炭進(jìn)行冷卻處理的冷卻爐7，所述熱解爐1、活化爐2和冷卻爐7依次連通，所述熱解爐
1、活化爐2和冷卻爐7均為回轉(zhuǎn)爐，所述熱解爐I包括預(yù)熱爐體1-1和與預(yù)熱爐體1-1連通的熱解爐體1-2，所述預(yù)熱爐體1-1遠(yuǎn)離熱解爐體1-2的一端設(shè)置有進(jìn)煤口 1-3和熱解氣出口 1-4，所述活化爐2的外側(cè)設(shè)置有隔熱夾套3，所述活化爐2與隔熱夾套3之間構(gòu)成用于容納活化加熱氣體的加熱腔室4，其中，所述隔熱夾套3上開(kāi)設(shè)有活化加熱氣進(jìn)口 3-1和活化加熱氣出口 3-2，所述活化加熱氣進(jìn)口 3-1和活化加熱氣出口 3-2均通向所述加熱腔室4，所述冷卻爐7遠(yuǎn)離活化爐2的一端連接有出料箱8，所述出料箱8上設(shè)置有活性炭出口 8-1和用于向出料箱8內(nèi)通入水蒸氣和二氧化碳混合氣體的冷卻氣體入口 8-2，所述冷卻爐7的外側(cè)設(shè)置有冷卻夾套5，所述冷卻爐7與所述冷卻夾套5之間構(gòu)成冷卻腔室6，所述冷卻夾套5上開(kāi)設(shè)有冷卻水進(jìn)口 5-1和蒸汽出口 5-2，所述冷卻水進(jìn)口 5-1和蒸汽出口 5-2均通向所述冷卻腔室6，所述蒸汽出口 5-2與所述冷卻氣體入口 8-2相連通。
[0044]本實(shí)施例中，該聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在使用時(shí)，所述熱解爐1、活化爐2和冷卻爐7同步回轉(zhuǎn)，粉煤從進(jìn)煤口 1-3加入熱解爐I的預(yù)熱爐體1-1內(nèi)，經(jīng)預(yù)熱后的粉煤進(jìn)入熱解爐I的熱解爐體1-2內(nèi)，在熱解爐體1-2內(nèi)粉煤熱解生產(chǎn)熱解氣和半焦，其中熱解氣從所述熱解氣出口1-4輸出以進(jìn)一步分離出煤氣和焦油，其中半焦進(jìn)入活化爐2內(nèi)活化生產(chǎn)活性炭，