專利名稱：一種輸送床熱解制油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤熱解轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，是一種輸送床熱解制油 方法。
背景技術(shù)：
我國的現(xiàn)有煤炭資源中，揮發(fā)分較高的煙煤占78.8%,褐 煤占3.6%，如果這些中、高揮發(fā)分煤中的C (H)資源能夠得 到高值化利用，生產(chǎn)替代石油的液體燃料，將對我國能源供應(yīng) 具有重要的意義。固體熱載體熱解方法可通過煤熱解制油，提 取煤中的揮發(fā)分和易裂解部分，制取焦油，是一種適用程度很 好的熱解制油方法。
現(xiàn)有的固體熱載體熱解方法通常設(shè)置循環(huán)流化床燃燒室 以產(chǎn)生高溫的固體熱載體，循環(huán)流化床燃燒室物料摻混強烈， 熱容量大，燃燒穩(wěn)定；然而相對于熱解制油要求的半焦燃燒而 言，常規(guī)的循環(huán)流化床燃燒室顯得大材小用。
此外，固體熱載體熱解方法用于制油時，熱解室的溫度控 制對焦油產(chǎn)率有決定性的作用，對于不同的煤種，最佳熱解制 油溫度有所不同；對于給定的設(shè)計煤種，在運行中還會因為入 爐煤的成分波動而需要對熱解室溫度進行小幅調(diào)整。因此，熱 解室溫度控制是該方法的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種輸送床熱 解制油方法，包括熱解室溫度的控制方法，燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、 造價低廉，熱解室溫度控制靈活簡便。
為達到上述目的，本發(fā)明的輸送床熱解制油方法的技術(shù)解決方案是
一種輸送床熱解制油方法，將0-8mm的煤加入熱解室中 進行熱解反應(yīng)，產(chǎn)生半焦和含焦油的熱解氣；熱解氣從熱解室 上部排出，經(jīng)除塵、冷凝后，分離出焦油；半焦從熱解室底部 進入下返料器， 一部分作為副產(chǎn)品經(jīng)下返料器直接排出，另一 部分經(jīng)下返料器送入燃燒室中燃燒，燃燒后形成的固體熱載體 被與燃燒室上部相連的分離器從煙氣中分離出來，經(jīng)熱解室上 方的上返料器送入熱解室，為熱解反應(yīng)提供熱量；
燃燒室為流化速度為6 15m/s的輸送床；
調(diào)節(jié)從下返料器直接排出的半焦量，將熱解室溫度 適合熱解制油的500 65(TC范圍內(nèi)；
燃燒室內(nèi)的空氣過量系數(shù)小于1,調(diào)節(jié)通入燃燒室 量以調(diào)節(jié)半焦在燃燒室內(nèi)的燃燒份額，來調(diào)節(jié)燃燒室出 體熱載體的溫度，從而進一步調(diào)節(jié)熱解室的溫度；
當通入燃燒室的空氣量無法使燃燒室達到設(shè)計流化速度 時，通入熱解氣和/或煙氣作為補充流化氣體；
熱解室為低速流化床，流化氣體為熱解氣和/或煙氣；
對經(jīng)分離器分離出固體熱載體的煙氣進行空氣補燃，將煙 氣中的氣體可燃成分和固體可燃成分燃盡，燃燒釋放的熱量回 收利用。
所述的輸送床熱解制油方法，其所述燃燒室優(yōu)選為流化速 度為6 12m/s的輸送床。
所述的輸送床熱解制油方法，其所述燃燒室底部設(shè)有布風板。
本發(fā)明的方法特別適用于煤的熱解制油，也可用于油頁 巖、生物質(zhì)及其它含碳廢棄物的熱解，系統(tǒng)簡單，調(diào)節(jié)簡便。


圖1為本發(fā)明輸送床熱解制油方法實施例1的示意圖； 圖2為本發(fā)明輸送床熱解制油方法實施例2的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的輸送床熱解制油方法原理是
煤熱解產(chǎn)生的半焦在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生高溫的灰渣與未 燃半焦的混合物，即固體熱載體；固體熱載體在燃燒室與熱解 室之間流動，不斷將半焦燃燒產(chǎn)生的熱量從燃燒室?guī)霟峤?室，加熱加入到熱解室的煤，使之發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生含焦油 的熱解氣。半焦從熱解室底部進入下返料器， 一部分經(jīng)下返料 器送回燃燒室燃燒放熱，另一部分通過下返料器排出，可經(jīng)過 冷卻設(shè)備冷卻后，作為副產(chǎn)品外供。
焦油的產(chǎn)率主要取決于熱解室的溫度，熱解室平均溫度在
500 65(TC范圍內(nèi)時，特別是550 580。C時，熱解氣中焦油 含量較高。而熱解產(chǎn)生的半焦如果都送入燃燒室中并完全燃 燒，固體熱載體帶入熱解室的熱量將使熱解室內(nèi)的溫度遠遠超 過上述的最佳制油溫度，因此，進入熱解室的固體熱載體應(yīng)溫 度較低、量較少。從下返料器排出部分半焦可以減少進入熱解 室的固體熱載體的量；燃燒室過量空氣系數(shù)小于1使得半焦在 燃燒室內(nèi)只部分燃燒，從而降低燃燒室出口的固體熱載體的溫 度。
首先通過調(diào)節(jié)下返料器直接排出的半焦量，將熱解室溫度 控制到設(shè)計范圍內(nèi)；運行中的小幅度調(diào)整則通過調(diào)節(jié)通入燃燒 室的空氣量來實現(xiàn)。燃燒室過量空氣系數(shù)控制在小于1的范圍 內(nèi)，此時，半焦的燃盡程度隨著燃燒室內(nèi)通入的空氣量的增減 而增減通入的空氣量越少，燃燒室過量空氣系數(shù)越低，則發(fā) 生燃燒反應(yīng)的半焦量就越少，固體熱載體的溫度也越低，熱解 室的溫度也就隨之降低；反之，增加通入燃燒室的空氣量，熱 解室的溫度隨之升高。由此，通過下返料器直接排出的半焦量 和調(diào)節(jié)通入燃燒室的空氣量兩級調(diào)節(jié)手段，即可以實現(xiàn)熱解室 溫度的控制和調(diào)節(jié)。
由于只有少量的半焦需要在燃燒室內(nèi)燃燒放熱，燃燒室無
5需像鍋爐那樣為保證燃料的充分燃燒而設(shè)計為較大的橫截面 和較高的高度，其只需提供半焦部分燃燒所需的空間和高度， 并實現(xiàn)提升半焦和固體熱載體的功能即可，因此，本發(fā)明方法 的燃燒室為流化速度6 15m/s的輸送床。當加入熱解室的煤 粒徑較小時，如分布于0 4mm或0 6mm之間，燃燒室不需 設(shè)布風板，流化空氣及補充流化氣體直接從燃燒室底部通入； 當加入熱解室的煤粒徑分布于0 8mm之間、大顆粒較多時，
為避免燃燒室流化速度波動時，大顆粒流化不良、壓死床層， 燃燒室也可考慮設(shè)置布風板，流化空氣和煙氣從布風板下的風 室通入，熱解氣推薦從布風板上方通入；加入熱解室的煤粒徑 在0 8mm之間時，如能保證運行中流化速度波動很小，或燃 燒室設(shè)計流化速度較高時，也可不設(shè)布風板。此外，燃燒室可 設(shè)計為較小的直徑，以減少維持高流化速度所需的流化氣體 量，并降低燃燒室造價。為了盡量減輕磨損，優(yōu)選的燃燒室流 化速度為6 12m/s。
當所需的半焦燃燒份額較低的情況下，通入燃燒室的空氣 量很少，為保持燃燒室的設(shè)計流化速度，以熱解氣或煙氣或二 者同時作為流化氣體的補充。此時補充流化氣體的量根據(jù)空氣 量的變化進行調(diào)節(jié)，空氣量減少，則煙氣或熱解氣量相應(yīng)增加， 反之亦然。對于不需要熱解氣的系統(tǒng)，補充流化氣體首選是熱 解氣，此時熱解氣在燃燒室燃燒可以為熱解反應(yīng)提供一部分熱 量，從而減少半焦的燃燒份額，可以獲得更多半焦作為副產(chǎn)品。
熱解室采用低速流化床，有利于固體熱載體與煤的混合； 采用熱解氣作為熱解室流化氣體時，熱解氣中的H2對焦油的 產(chǎn)生還有促進作用；熱解氣量不足時，煙氣也可作為熱解室流 化氣體。
由于燃燒室空氣過量系數(shù)小于1，煙氣中帶有大量的CO 和未燃碳，可在分離器之后設(shè)置補燃式余熱鍋爐，通入空氣進 行補燃，使煙氣中的CO和未燃碳燃燒放熱，余熱回收利用， 可用于生產(chǎn)熱水、蒸汽或者預熱燃燒室所需的空氣。此外，燃燒室也可設(shè)置受熱面，吸收多余的熱量。
以下列舉兩實施例對本發(fā)明的方法進行詳細說明。
實施例1
見圖1。
將粒徑在0 8mm之間的末煤A加入輸送床式的熱解室1 中進行熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的油氣B從熱解室1上部引出，進行 冷凝、分離，可以得到焦油及熱解氣D;熱解產(chǎn)生的半焦，一 部分經(jīng)熱解室1下方的下返料器2作為副產(chǎn)品C'排出，其余 經(jīng)下返料器2送入絕熱的燃燒室3中燃燒，燃燒產(chǎn)生的固體熱 載體被分離器4從煙氣中分離出來，經(jīng)熱解室1上方的上返料 器5送入熱解室1，為熱解反應(yīng)提供熱量。
燃燒室3底部設(shè)有布風板，設(shè)計流化速度為12m/s，為輸 送床。調(diào)節(jié)從下返料器2直接排出的半焦量，將熱解室1內(nèi)的 平均溫度控制在適合熱解制油的500 600°C范圍內(nèi)。
燃燒室3內(nèi)的空氣過量系數(shù)在小于l的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，燃燒 室3內(nèi)的半焦只進行部分燃燒；調(diào)節(jié)通入燃燒室3的空氣量以 調(diào)節(jié)半焦在燃燒室3內(nèi)的燃燒份額，從而進一步調(diào)節(jié)熱解室1 內(nèi)的平均溫度，使之保持在550 58(TC范圍內(nèi)。
燃燒室3的基本流化氣體為空氣E，經(jīng)布風板底部所設(shè)的 風室通入燃燒室3;為使燃燒室3保持設(shè)計流化速度，通入熱 解氣D和煙氣F作為補充流化氣體，熱解氣D從布風板上方 通入，煙氣F從風室通入。
熱解室3為低速流化床，流化氣體為熱解氣D。
經(jīng)分離器4分離出固體熱載體的煙氣引入空氣補燃式余 熱鍋爐6中，通入空氣E使煙氣中的CO和未燃碳燃盡，回收 的熱量可進行余熱利用，如用于加熱水H。
實施例2
7見圖2。
將粒徑在0 4mm之間的粉煤A加入輸送床式的熱解室1 中進行熱解反應(yīng)，產(chǎn)生的油氣B從熱解室1上部引出，進行 冷凝、分離，可以得到焦油及熱解氣.，熱解產(chǎn)生的半焦， 一部 分經(jīng)熱解室1下方的下返料器2作為產(chǎn)品C排出，其余經(jīng)下 返料器2送入燃燒室3中燃燒，燃燒產(chǎn)生的固體熱載體被分離 器4從煙氣中分離出來，經(jīng)熱解室1上方的上返料器5送入熱 解室1，為熱解反應(yīng)提供熱量。
燃燒室3底部不設(shè)布風板，設(shè)計流化速度為6m/s，為輸 送床。調(diào)節(jié)從下返料器2直接排出的半焦量，將熱解室1內(nèi)的 平均溫度控制在適合熱解制油的550 65(TC范圍內(nèi)。
燃燒室3內(nèi)的空氣過量系數(shù)在小于l的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，燃燒 室3內(nèi)的半焦只進行部分燃燒。調(diào)節(jié)通入燃燒室3的空氣量以 調(diào)節(jié)半焦在燃燒室3內(nèi)的燃燒份額，從而進一步調(diào)節(jié)熱解室1 內(nèi)的平均溫度，使之保持在570 60(TC范圍內(nèi)。
燃燒室3的基本流化氣體為空氣E，從燃燒室3底部通入； 為使燃燒室3保持設(shè)計流化速度，必要時從燃燒室3底部通入 熱解氣D作為補充流化氣體。
熱解室l為低速流化床，流化氣體為煙氣F。
經(jīng)分離器4分離出固體熱載體的煙氣引入空氣補燃式空 預器6中，通入空氣E使煙氣中的CO和未燃碳燃盡，熱量回 收用于預熱燃燒室3所用的空氣E。
本方法同樣可用于油頁巖、生物質(zhì)及其它含碳廢棄物的熱解。
8
權(quán)利要求
1、一種輸送床熱解制油方法，將0～8mm的煤加入熱解室中進行熱解反應(yīng)，產(chǎn)生半焦和含焦油的熱解氣；熱解氣從熱解室上部排出，經(jīng)除塵、冷凝后，分離出焦油；半焦從熱解室底部進入下返料器，一部分作為副產(chǎn)品經(jīng)下返料器直接排出，另一部分經(jīng)下返料器送入燃燒室中燃燒，燃燒后形成的固體熱載體被與燃燒室上部相連的分離器從煙氣中分離出來，經(jīng)熱解室上方的上返料器再送入熱解室，為熱解反應(yīng)提供熱量；其特征在于a)燃燒室為流化速度為6～15m/s的輸送床；b)調(diào)節(jié)從下返料器直接排出的半焦量，將熱解室平均溫度控制在適合熱解制油的500～650℃范圍內(nèi)；c)燃燒室內(nèi)的空氣過量系數(shù)小于1，調(diào)節(jié)通入燃燒室的空氣量以調(diào)節(jié)半焦在燃燒室內(nèi)的燃燒份額，來調(diào)節(jié)燃燒室出口的固體熱載體的溫度，從而進一步調(diào)節(jié)熱解室的溫度；d)當通入燃燒室的空氣量無法使燃燒室達到設(shè)計流化速度時，通入熱解氣和/或煙氣作為補充流化氣體；e)熱解室為低速流化床，流化氣體為熱解氣和/或煙氣；f)對經(jīng)分離器分離出固體熱載體的煙氣進行空氣補燃，將煙氣中的氣體可燃成分和固體可燃成分燃盡，燃燒釋放的熱量回收利用。
2、 按權(quán)利要求1所述的輸送床熱解制油方法，其特征在 于，所述的燃燒室為流化速度為6 12m/s的輸送床。
3、 按權(quán)利要求1所述的輸送床熱解制油方法，其特征在于，所述的 燃燒室底部設(shè)有布風板。
全文摘要
本發(fā)明一種輸送床熱解制油方法，涉及煤熱解轉(zhuǎn)化技術(shù)，其a)燃燒室為流化速度為6～15m/s的輸送床；b)調(diào)節(jié)從下返料器直接排出的半焦量，將熱解室平均溫度控制在500～650℃范圍內(nèi)；c)燃燒室內(nèi)的空氣過量系數(shù)小于1，調(diào)節(jié)通入燃燒室的空氣量以調(diào)節(jié)半焦在燃燒室內(nèi)的燃燒份額，來調(diào)節(jié)燃燒室出口的固體熱載體的溫度；d)當通入燃燒室的空氣量無法使燃燒室達到設(shè)計流化速度時，通入熱解氣和/或煙氣作為補充流化氣體；e)熱解室為低速流化床，流化氣體為熱解氣和/或煙氣；f)對經(jīng)分離器分離出固體熱載體的煙氣進行空氣補燃，將煙氣中的氣體可燃成分和固體可燃成分燃盡，燃燒釋放的熱量回收利用。
文檔編號C10G1/00GK101684411SQ200810222959
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者呂清剛, 宋國良, 王東宇, 軍 賀, 那永潔, 鳴 高 申請人:中國科學院工程熱物理研究所