亚洲狠狠干,亚洲国产福利精品一区二区,国产八区,激情文学亚洲色图

一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法

文檔序號(hào):5136870閱讀:459來源:國(guó)知局
一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法
【專利摘要】一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,在高溫脫灰段流化床內(nèi)使用高溫流化氣體加熱粉狀碳料至其灰熔點(diǎn)以上的溫度實(shí)現(xiàn)碳料脫灰,脫灰段上部排出的氣固物流進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)被四周的低溫流化床介質(zhì)冷卻降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流離開降溫段流化床,降溫物流在分離部分分離為氣體和脫灰碳料,部分脫灰碳料返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分脫灰碳料冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料,特別適合于以粉煤干餾半焦為原料脫灰生產(chǎn)低灰碳料的過程,可以靈活調(diào)節(jié)脫灰流化床操作溫度和循環(huán)加工時(shí)間,適應(yīng)不同碳料種類和脫灰率的要求,將低價(jià)值的碳料比如粉狀半焦加工成高價(jià)值的高純碳料。
【專利說明】一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,在高溫脫灰段流化床內(nèi)使用高溫流化氣體加熱粉狀碳料至其灰熔點(diǎn)以上的溫度實(shí)現(xiàn)碳料脫灰,脫灰段上部排出的氣固物流在降溫段流化床內(nèi)完成降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流并在分離部分分離為氣體和脫灰碳料,部分脫灰碳料部分返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分脫灰碳料冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料,可以將低價(jià)值的碳料比如粉狀半焦加工成高價(jià)值的高純碳料。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明所述的粉狀碳料,通常指含有較多灰分的碳料,包括粉煤、半焦等。
[0003]本發(fā)明所述的粉狀碳料脫灰,指的是在一定條件下使含灰碳料中的灰分無機(jī)物與有機(jī)質(zhì)相互分離,獲得低灰碳料和高灰物料的過程。
[0004]隨著煤化工的工業(yè)化發(fā)展,粉煤干餾的工業(yè)化將直接生產(chǎn)大量的粉狀半焦或粉狀凈潔煤,而塊煤制半焦或凈潔煤過程也產(chǎn)生了大量的粉狀半焦或粉狀凈潔煤,這些粉狀半焦或粉狀凈潔煤具有碳含量較高、揮發(fā)份較低的優(yōu)點(diǎn),可以用作還原劑和燃料,但是由于灰分含量較高,其用途被大大制約,本發(fā)明的目的是提供一種粉狀碳料脫灰生產(chǎn)低灰碳料的方法,使用高溫氣體熱載體,將低價(jià)值的碳料比如粉狀半焦加工成高價(jià)值的高純碳料。
[0005]本發(fā)明的構(gòu)想是:一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,在高溫脫灰段流化床內(nèi)使用高溫流化氣體加熱粉狀碳料至其灰熔點(diǎn)以上的溫度實(shí)現(xiàn)碳料脫灰,脫灰段上部排出的氣固物流進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)被四周的低溫流化床介質(zhì)冷卻降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流離開降溫段流化床,阻止或減少降溫段流化床的脫灰段上部排出的氣固物流的熔融灰接觸降溫段設(shè)備內(nèi)壁,降溫物流在分離部分分離為氣體和脫灰碳料,部分脫灰碳料返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分脫灰碳料冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料,特別適合于以粉煤干餾半焦為原料脫灰生產(chǎn)低灰碳料的過程,可以靈活調(diào)節(jié)脫灰流化床操作溫度和循環(huán)加工時(shí)間,適應(yīng)不同碳料種類和脫灰率的要求,將低價(jià)值的碳料比如粉狀半焦加工成高價(jià)值的高純碳料。
[0006]本發(fā)明所述粉煤的循環(huán)流化床熱解方法未見報(bào)道。
[0007]本發(fā)明的第一目的在于提出一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法。
[0008]本發(fā)明的第二目的在于提出一種使用串聯(lián)流化床的粉焦脫灰方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,其特征在于:
[0010]①原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)并流向脫灰段RlA ;
[0011]在使用流化床的脫灰段R1A,高溫氣體熱載體F15作為流化氣體使用,使碳粒加熱、旋轉(zhuǎn)、碰撞、碰撞后粘結(jié)或分離,并向上移動(dòng)穿過流化床床層作為脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段RlC ;在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔點(diǎn)以上的溫度,碳粒中的灰分向碳粒表面移動(dòng),碳粒表面的熔融灰的一部分飛離碳粒接觸脫灰爐爐內(nèi)壁后沿內(nèi)壁下流形成灰液F18進(jìn)入灰冷卻段RlB ;在碳粒碰撞過程中,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起制造大顆粒,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起然后分離為富灰顆粒和貧灰顆粒;
[0012]②在灰冷卻段R1B,來自脫灰段RlA的熔融灰被冷卻后排出灰冷卻段RlB ;
[0013]③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流F19離開降溫段流化床進(jìn)入分離部分SI,低溫流化床介質(zhì)Jffff包括流化氣體F12和被氣體F12流化的冷碳料F130L ;
[0014]④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料F130L。
[0015]通常降溫段RlC使用的冷碳料的溫度低于碳料F13的溫度,此時(shí)本發(fā)明其特征在于:
[0016]③在降溫段R1C,原料粉狀碳料Fll加入降溫段RlC的低溫流化床區(qū)域;
[0017]④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料。
[0018]為了保證脫灰效率,本發(fā)明特征在于:①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔融溫度以上的溫度;③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其固體顆?;曳肿冃螠囟纫韵碌臏囟瘸蔀榻禍匚锪鱂19進(jìn)入分離部分SI。
[0019]為了提高脫灰效率,本發(fā)明特征在于:①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分流動(dòng)溫度以上的溫度;③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至固體顆?;曳肿冃螠囟纫韵碌臏囟瘸蔀榻禍匚锪鱂19進(jìn)入分離部分SI,降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少30°C。
[0020]降溫物流F19進(jìn)行兩級(jí)分離時(shí),本發(fā)明特征在于:⑤在分離部分S2,物流F20進(jìn)行氣固分離得到的碳料F22和氣體F21分別離開分離部分S2;通過返料循環(huán)管221,至少一部分碳料F22返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F221,其余碳料F22作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S2的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D2的粒子,特征粒徑D2小于特征粒徑D1,分離部分SI的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑Dl的粒子。
[0021]降溫物流F19進(jìn)行三級(jí)分離時(shí),本發(fā)明特征在于:⑤在分離部分S2,使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離;⑥在分離部分S3,物流F21進(jìn)行氣固分離得到的碳料F32和氣體F31分別離開分離部分S3 ;通過返料循環(huán)管321,至少一部分碳料F32返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F321,其余碳料F32作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S3的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D3的粒子,特征粒徑D3小于特征粒徑D2 ;通常,在分離部分S3,物流F21通過由金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器的過濾面時(shí),粒徑大于I微米顆粒物被攔截,氣體通過過濾面成為脫塵氣體;在過濾器的過濾面,部分被攔截的顆粒物構(gòu)成濾餅,在過濾器的過濾面的再生過程濾餅脫離過濾面,過濾器的過濾面攔截的顆粒物作為濾出固體被收集。
[0022]本發(fā)明操作條件通常為:
[0023]①原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.001?6毫米;高溫氣體熱載體F15來自碳料氣化過程,高溫氣體熱載體F15的操作溫度為1350?2000°C ;
[0024]脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、操作溫度為1250?1750°C、固體停留時(shí)間為10?1200秒;
[0025]②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、灰渣溫度為40?200°C ;
[0026]③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?IlOO0C ;降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少50°C ;
[0027]④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?1100°C;分離部分Si使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離。
[0028]本發(fā)明操作條件一般為:
[0029]①原料粉狀碳料Fll為半焦;高溫氣體熱載體F15來自半焦氣化過程,操作溫度為1350 ?1800? ;
[0030]原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.001?6毫米;脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、操作溫度為1350?1650°C、固體停留時(shí)間為30?600秒;
[0031]②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、灰渣溫度為40?200°C ;
[0032]③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000C ;降溫物流F19溫度比其固體顆中粒灰分變形溫度低至少100°C ;
[0033]④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000°C。
[0034]本發(fā)明加工的原料粉狀碳料Fll為粉狀半焦或粉狀煤,粒度分布范圍通常為
0.001?6暈米、一般為0.001?3暈米。
[0035]本發(fā)明的系統(tǒng)工作方式之一為間歇加料、間歇排出產(chǎn)品:高溫氣體熱載體F15連續(xù)進(jìn)入,氣體F20連續(xù)排出;原料粉狀碳料Fll間歇加入,脫灰碳料產(chǎn)品間歇排出,原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)進(jìn)行一段時(shí)間脫灰加工后轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品排出;每次加入的原料粉狀碳料Fll量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%,每次排出系統(tǒng)的脫灰碳料產(chǎn)品量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%。
[0036]本發(fā)明的系統(tǒng)工作方式之一為連續(xù)加料、連續(xù)排出產(chǎn)品:脫灰碳料產(chǎn)品排出質(zhì)量流率與脫灰段RlA的碳料F131量質(zhì)量流率之比值,通常為I?30重量%、一般為5?10
重量%。
[0037]本發(fā)明高溫氣體熱載體F15,可以是來自粉煤氣化過程氣化爐的煤氣,可以是來自粉焦氣化過程氣化爐的煤氣,可以是燃料燃燒煙氣,燃料選自煤或燃?xì)饣蛴汀?br> [0038]為了回收分離部分的排出氣的熱能,低溫狀態(tài)的原料粉狀碳料R)1與降溫物流F19的分離部分的排出氣接觸加熱升溫后作為原料粉狀碳料Fll使用。
[0039]根據(jù)需要,本發(fā)明設(shè)置大顆粒碳料粉碎步驟:④在分離部分SI,一部分碳料F13降溫后作為物料F132進(jìn)入粉碎系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉鬯槲锪鱂F132,粉碎物流FF132返回脫灰段RlA的流化床床層內(nèi)。
[0040]本發(fā)明的操作目標(biāo)通常為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于50%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于7重量%。
[0041]本發(fā)明的操作目標(biāo)一般為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于70%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于4重量%。
[0042]本發(fā)明的操作目標(biāo)優(yōu)選為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于85%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于2重量%。
[0043]本發(fā)明脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,可以組合為一體化設(shè)備,降溫段RlC流化床位于脫灰段RlA流化床之上,灰冷卻段RlB冷卻室位于脫灰段RlA流化床之下;通常,脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,組合為一體化設(shè)備,設(shè)備中心軸線重疊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]附圖1是本發(fā)明的基本方案的流程示意圖,附圖1中主要設(shè)備有:脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床一體化設(shè)備R1ABC,分離部分S1、返料循環(huán)管131 ;與脫灰段RlA相關(guān)的管道:粉狀碳料F131輸入管11、氣化劑F15輸入管13、灰液F18排出管18 ;與灰冷卻段RlB相關(guān)的管道:冷卻水FWll輸入管W11、冷卻水FW12排出管W12、灰渣排出閥V1、灰渣F14排出管14 ;與降溫段RlC相關(guān)的管道:原料粉狀碳料Fll輸入管11、冷氣體F12輸入管12、循環(huán)冷碳料F130L輸入管130L、降溫物流F19排出管19 ;與分離部分SI相關(guān)的管道:進(jìn)料管19、氣相物流F20排出管20、固相物流F13排出管13 ;分離部分SI,通常選用旋風(fēng)分離器;物流F13可以分為三路:一路通過管道130、通過冷卻器E降溫后、通過返料循環(huán)管130L返回降溫段RlC的低溫流化床區(qū)域用作循環(huán)冷碳料F130L,一路通過返料循環(huán)管13返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi),一路作為物流F132經(jīng)管道132排出。
[0045]附圖2表不降溫物流F19的氣固分尚部分為三級(jí)分尚。在分尚部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI,分離部分SI可以使用慣性器比如分離罐或旋風(fēng)分離器,物流F13可以分為兩路:一路通過返料循環(huán)管13返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi),一路作為物流F132經(jīng)管道132排出;在分離部分S2,物流F20進(jìn)行氣固分離得到的碳料F22和氣體F21分別離開分離部分S2,分離部分SI通常使用旋風(fēng)分離器,物流F22可以分為兩路:一路通過返料循環(huán)管221返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi),一路作為物流F222經(jīng)管道222排出;在分離部分S3,物流F21進(jìn)行氣固分離得到的碳料F32和氣體F31分別離開分離部分S3,分離部分S3可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器的過濾面時(shí),使粒徑大于I微米顆粒物被攔截,物流F32可以分為兩路:一路通過返料循環(huán)管321返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi),一路作為物流F322經(jīng)管道322排出。
[0046]附圖3是本發(fā)明應(yīng)用于粉焦原料脫灰的一種應(yīng)用方案流程圖,與附圖1所示方案相比,低溫狀態(tài)的原料粉狀碳料H)1與降溫物流F19的分離部分的排出氣F20混合通過流化床RO完成加熱升溫后作為物流F02經(jīng)過管道02進(jìn)入分離器SO進(jìn)行氣固分離得到的碳料F04和氣體R)3,分離部分SO通常使用旋風(fēng)分離器;碳料F04作為原料粉狀碳料Fll使用。
[0047]附圖4是本發(fā)明應(yīng)用于粉煤原料脫灰的一種應(yīng)用方案流程圖,與附圖3所示方案相比,碳料F04分為兩路:一路通過返料循環(huán)管041作為循環(huán)料H)41返回流化床RO循環(huán)加熱進(jìn)行干餾脫揮發(fā)份,一路作為原料粉狀碳料Fll使用。

【具體實(shí)施方式】
[0048]以下詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0049]本發(fā)明所述的壓力,指的是絕對(duì)壓力。
[0050]以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明技術(shù)方案。附圖是為了說明本發(fā)明而繪制的,但不能限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0051]附圖1是本發(fā)明的基本方案的流程示意圖,作為本發(fā)明的基本方案固相物流F13作為脫灰碳料排出系統(tǒng),為了提高脫灰效率,通常物流F13分為兩路:一路通過返料循環(huán)管13返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi),一路作為物流F132經(jīng)管道132排出??梢詫?duì)F19或F130進(jìn)行冷卻獲得循環(huán)冷碳料F130L,優(yōu)選方案是對(duì)F130進(jìn)行冷卻獲得循環(huán)冷碳料F130L。
[0052]附圖2表示降溫物流F19的氣固分離部分為三級(jí)分離。分離部分S3可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器。本發(fā)明含固體粉塵和或含焦油氣的高溫氣體,其中的部分粉塵顆粒直徑小于5微米以,操作溫度介于500?900°C,氣體過濾過程要求濾出直徑大于I微米的顆粒,在此條件下,傳統(tǒng)過濾材料無法長(zhǎng)期高效工作。成都易態(tài)科技有限公司的Al系金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料比如FeAl系金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料,具有優(yōu)異的耐高溫氧化、易密封、加工性好等特性,特別是在高溫等苛刻環(huán)境下,有著傳統(tǒng)過濾材料不可替代的優(yōu)勢(shì),適用于高溫含硫氣體的凈化、鐵合金高溫爐氣凈化回收、高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用、煤轉(zhuǎn)化、電石工業(yè)、生物制氣工業(yè)、油頁巖工業(yè)等工藝中的氣固分離凈化。本發(fā)明的分離部分S3,基于高溫加壓(或常壓)條件下含固體粉塵、含微量焦油氣的煤氣中焦油處于氣相狀態(tài),使用Al系金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料濾出直徑大于I微米甚至濾出直徑大于0.3微米的顆粒,得到脫出固體的煤氣。為了充分發(fā)揮濾芯功能,通常要求進(jìn)入過濾器的原料氣為氣固混相物流、不希望出現(xiàn)氣、油、固三相物流,同時(shí)可能需要降低進(jìn)料溫度以保證濾芯壽命。
[0053]當(dāng)降溫物流F19的氣固分離部分為二級(jí)分離時(shí),分離部分S2可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器。特別情況下比如原料粉狀碳料Fll粒度小于100微米時(shí),分離部分SI也可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器。
[0054]附圖3是本發(fā)明應(yīng)用于粉焦原料脫灰的一種應(yīng)用方案流程圖,分離部分S0,特別情況下比如原料粉狀碳料FOl粒度小于100微米時(shí),分離部分SO也可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器。
[0055]附圖4是本發(fā)明應(yīng)用于粉煤原料脫灰的一種應(yīng)用方案流程圖,分離部分S0,特別情況下比如原料粉狀碳料FOl粒度小于100微米時(shí),分離部分SO也可以使用金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器。
[0056]本發(fā)明一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,其特征在于:
[0057]①原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)并流向脫灰段RlA ;
[0058]在使用流化床的脫灰段R1A,高溫氣體熱載體F15作為流化氣體使用,使碳粒加熱、旋轉(zhuǎn)、碰撞、碰撞后粘結(jié)或分離,并向上移動(dòng)穿過流化床床層作為脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段RlC ;在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔點(diǎn)以上的溫度,碳粒中的灰分向碳粒表面移動(dòng),碳粒表面的熔融灰的一部分飛離碳粒接觸脫灰爐爐內(nèi)壁后沿內(nèi)壁下流形成灰液F18進(jìn)入灰冷卻段RlB ;在碳粒碰撞過程中,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起制造大顆粒,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起然后分離為富灰顆粒和貧灰顆粒;
[0059]②在灰冷卻段R1B,來自脫灰段RlA的熔融灰被冷卻后排出灰冷卻段RlB ;
[0060]③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流F19離開降溫段流化床進(jìn)入分離部分SI,低溫流化床介質(zhì)Jffff包括流化氣體F12和被氣體F12流化的冷碳料F130L ;
[0061]④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料F130L。
[0062]通常降溫段RlC使用的冷碳料的溫度低于碳料F13的溫度,此時(shí)本發(fā)明其特征在于:
[0063]③在降溫段R1C,原料粉狀碳料Fll加入降溫段RlC的低溫流化床區(qū)域;
[0064]④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料。
[0065]為了保證脫灰效率,本發(fā)明特征在于:①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔融溫度以上的溫度;③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其固體顆粒灰分變形溫度以下的溫度成為降溫物流F19進(jìn)入分離部分SI。
[0066]為了提高脫灰效率,本發(fā)明特征在于:①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分流動(dòng)溫度以上的溫度;③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至固體顆粒灰分變形溫度以下的溫度成為降溫物流F19進(jìn)入分離部分SI,降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少30°C。
[0067]降溫物流F19進(jìn)行兩級(jí)分離時(shí),本發(fā)明特征在于:⑤在分離部分S2,物流F20進(jìn)行氣固分離得到的碳料F22和氣體F21分別離開分離部分S2;通過返料循環(huán)管221,至少一部分碳料F22返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F221,其余碳料F22作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S2的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D2的粒子,特征粒徑D2小于特征粒徑D1,分離部分SI的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑Dl的粒子。
[0068]降溫物流F19進(jìn)行三級(jí)分離時(shí),本發(fā)明特征在于:⑤在分離部分S2,使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離;⑥在分離部分S3,物流F21進(jìn)行氣固分離得到的碳料F32和氣體F31分別離開分離部分S3 ;通過返料循環(huán)管321,至少一部分碳料F32返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F321,其余碳料F32作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S3的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D3的粒子,特征粒徑D3小于特征粒徑D2 ;通常,在分離部分S3,物流F21通過由金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器的過濾面時(shí),粒徑大于I微米顆粒物被攔截,氣體通過過濾面成為脫塵氣體;在過濾器的過濾面,部分被攔截的顆粒物構(gòu)成濾餅,在過濾器的過濾面的再生過程濾餅脫離過濾面,過濾器的過濾面攔截的顆粒物作為濾出固體被收集。
[0069]本發(fā)明操作條件通常為:
[0070]①原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.001?6毫米;高溫氣體熱載體F15來自碳料氣化過程,高溫氣體熱載體F15的操作溫度為1350?2000°C ;
[0071]脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、操作溫度為1250?1750°C、固體停留時(shí)間為10?1200秒;
[0072]②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、灰渣溫度為40?200°C ;
[0073]③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?IlOO0C ;降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少50°C ;
[0074]④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?1100°C;分離部分Si使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離。
[0075]本發(fā)明操作條件一般為:
[0076]①原料粉狀碳料Fll為半焦;高溫氣體熱載體F15來自半焦氣化過程,操作溫度為1350 ?1800? ;
[0077]原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.001?6毫米;脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、操作溫度為1350?1650°C、固體停留時(shí)間為30?600秒;
[0078]②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、灰渣溫度為40?200°C ;
[0079]③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000C ;降溫物流F19溫度比其固體顆中粒灰分變形溫度低至少100°C ;
[0080]④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000°C。
[0081]本發(fā)明加工的原料粉狀碳料Fll為粉狀半焦或粉狀煤,粒度分布范圍通常為
0.001?6暈米、一般為0.001?3暈米。
[0082]本發(fā)明的系統(tǒng)工作方式之一為間歇加料、間歇排出產(chǎn)品:高溫氣體熱載體F15連續(xù)進(jìn)入,氣體F20連續(xù)排出;原料粉狀碳料Fll間歇加入,脫灰碳料產(chǎn)品間歇排出,原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)進(jìn)行一段時(shí)間脫灰加工后轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品排出;每次加入的原料粉狀碳料Fll量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%,每次排出系統(tǒng)的脫灰碳料產(chǎn)品量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%。
[0083]本發(fā)明的系統(tǒng)工作方式之一為連續(xù)加料、連續(xù)排出產(chǎn)品:脫灰碳料產(chǎn)品排出質(zhì)量流率與脫灰段RlA的碳料F131量質(zhì)量流率之比值,通常為I?30重量%、一般為5?10
重量%。
[0084]本發(fā)明高溫氣體熱載體F15,可以是來自粉煤氣化過程氣化爐的煤氣,可以是來自粉焦氣化過程氣化爐的煤氣,可以是燃料燃燒煙氣,燃料選自煤或燃?xì)饣蛴汀?br> [0085]為了回收分離部分的排出氣的熱能,低溫狀態(tài)的原料粉狀碳料H)1與降溫物流F19的分離部分的排出氣接觸加熱升溫后作為原料粉狀碳料Fll使用。
[0086]根據(jù)需要,本發(fā)明設(shè)置大顆粒碳料粉碎步驟:④在分離部分SI,一部分碳料F13降溫后作為物料F132進(jìn)入粉碎系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉鬯槲锪鱂F132,粉碎物流FF132返回脫灰段RlA的流化床床層內(nèi)。
[0087]本發(fā)明的操作目標(biāo)通常為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于50%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于7重量%。
[0088]本發(fā)明的操作目標(biāo)一般為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于70%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于4重量%。
[0089]本發(fā)明的操作目標(biāo)優(yōu)選為:原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于85%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于2重量%。
[0090]本發(fā)明脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,可以組合為一體化設(shè)備,降溫段RlC流化床位于脫灰段RlA流化床之上,灰冷卻段RlB冷卻室位于脫灰段RlA流化床之下;通常,脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,組合為一體化設(shè)備,設(shè)備中心軸線重疊。
[0091]本發(fā)明降溫段RlC使用的流化氣體F12,可以是任意一路合適的氣體,可以是來自粉煤氣化過程氣化爐的煤氣,可以是來自粉焦氣化過程氣化爐的煤氣,可以是燃料燃燒煙氣,燃料選自煤或燃?xì)饣蛴?。?dāng)然,可以將降溫物流F19的分離過程或后利用過程形成的氣體的一部分返回降溫段RlC作為流化氣體F12循環(huán)使用,根據(jù)需要,循環(huán)回路可以設(shè)置壓縮機(jī)、分離罐、過濾器等設(shè)備,由于壓縮機(jī)入口溫度不能太高,通常該循環(huán)氣進(jìn)入壓縮機(jī)前需要降低溫度,離開壓縮機(jī)后進(jìn)入降溫段RlC之前需要升溫,壓縮后的循環(huán)氣可以與降溫物流F19的分離過程或后利用過程形成的氣體換熱。
【權(quán)利要求】
1.一種使用串聯(lián)流化床的粉狀碳料脫灰方法,其特征在于: ①原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)并流向脫灰段RlA; 在使用流化床的脫灰段R1A,高溫氣體熱載體F15作為流化氣體使用,使碳粒加熱、旋轉(zhuǎn)、碰撞、碰撞后粘結(jié)或分離,并向上移動(dòng)穿過流化床床層作為脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段RlC ;在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔點(diǎn)以上的溫度,碳粒中的灰分向碳粒表面移動(dòng),碳粒表面的熔融灰的一部分飛離碳粒接觸脫灰爐爐內(nèi)壁后沿內(nèi)壁下流形成灰液F18進(jìn)入灰冷卻段RlB ;在碳粒碰撞過程中,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起制造大顆粒,部分碳粒通過表面的灰分粘結(jié)在一起然后分離為富灰顆粒和貧灰顆粒; ②在灰冷卻段R1B,來自脫灰段RlA的熔融灰被冷卻后排出灰冷卻段RlB; ③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其灰熔點(diǎn)以下的溫度成為降溫物流F19離開降溫段流化床進(jìn)入分離部分SI,低溫流化床介質(zhì)Jffff包括流化氣體F12和被氣體F12流化的冷碳料F130L ; ④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料F130L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于: ③在降溫段R1C,原料粉狀碳料Fll加入降溫段RlC的低溫流化床區(qū)域; ④在分離部分SI,物流F19進(jìn)行氣固分離得到的碳料F13和氣體F20分別離開分離部分SI ;部分碳料F13返回脫灰段流化床循環(huán)加工,部分碳料F13冷卻后返回降溫段流化床內(nèi)用作循環(huán)冷碳料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于: ①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分熔融溫度以上的溫度; ③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至其固體顆粒灰分變形溫度以下的溫度成為降溫物流F19進(jìn)入分尚部分SI。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于: ①在脫灰段R1A,在脫灰流化床床層內(nèi),碳料F131被加熱到其灰分流動(dòng)溫度以上的溫度; ③在降溫段R1C,脫灰氣固物流F17進(jìn)入降溫段流化床底部中心區(qū)域向上流動(dòng)并被四周的低溫流化床介質(zhì)JWW冷卻降溫至固體顆粒灰分變形溫度以下的溫度成為降溫物流F19進(jìn)入分離部分SI,降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少30°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于: ⑤在分離部分S2,物流F20進(jìn)行氣固分離得到的碳料F22和氣體F21分別離開分離部分S2 ;通過返料循環(huán)管221,至少一部分碳料F22返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F221,其余碳料F22作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S2的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D2的粒子,特征粒徑D2小于特征粒徑D1,分離部分SI的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑Dl的粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于: ⑤在分離部分S2,使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離; ⑥在分離部分S3,物流F21進(jìn)行氣固分離得到的碳料F32和氣體F31分別離開分離部分S3 ;通過返料循環(huán)管321,至少一部分碳料F32返回脫灰段RlA的脫灰流化床床層內(nèi)形成碳料循環(huán)物流F321,其余碳料F32作為脫灰碳料物流F222 ;分離部分S3的操作目標(biāo)是分離出預(yù)期特征粒徑D3的粒子,特征粒徑D3小于特征粒徑D2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于: ⑥在分離部分S3,物流F21通過由金屬間化合物非對(duì)稱膜過濾材料制作的過濾器的過濾面時(shí),粒徑大于I微米顆粒物被攔截,氣體通過過濾面成為脫塵氣體;在過濾器的過濾面,部分被攔截的顆粒物構(gòu)成濾餅,在過濾器的過濾面的再生過程濾餅脫離過濾面,過濾器的過濾面攔截的顆粒物作為濾出固體被收集。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: ①原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.0Ol?6毫米;高溫氣體熱載體F15來自碳料氣化過程,高溫氣體熱載體F15的操作溫度為1350?2000°C ; 脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、操作溫度為1250?1750°C、固體停留時(shí)間為10?1200秒; ②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、灰渣溫度為40?200°C; ③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?IlOO0C ;降溫物流F19溫度比其固體顆粒中灰分變形溫度低至少50°C ; ④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?15MPa、溫度為800?1100°C;分離部分SI使用旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于: ①原料粉狀碳料Fll為半焦;高溫氣體熱載體F15來自半焦氣化過程,操作溫度為1350 ?1800? ; 原料粉狀碳料Fll粒度分布范圍為0.001?6毫米;脫灰段RlA操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、操作溫度為1350?1650°C、固體停留時(shí)間為30?600秒; ②灰冷卻段RlB操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、灰渣溫度為40?200°C; ③降溫段R1C,降溫物流F19操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000°C;降溫物流F19溫度比其固體顆中?;曳肿冃螠囟鹊椭辽?00°C ; ④分離部分SI操作條件:操作壓力為常壓?8MPa、溫度為900?1000°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll為粉狀半焦,粒度分布范圍為0.001?6毫米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll為粉狀半焦,粒度分布范圍為0.001?3毫米。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll為粉狀煤,粒度分布范圍為0.001?6毫米。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll為粉狀煤,粒度分布范圍為0.001?3毫米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 系統(tǒng)工作方式為間歇加料、間歇排出產(chǎn)品:高溫氣體熱載體F15連續(xù)進(jìn)入,氣體F20連續(xù)排出;原料粉狀碳料Fll間歇加入,脫灰碳料產(chǎn)品間歇排出,原料粉狀碳料Fll加入系統(tǒng)進(jìn)行一段時(shí)間脫灰加工后轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品排出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于: 系統(tǒng)工作方式為間歇加料、間歇排出產(chǎn)品:每次加入的原料粉狀碳料Fll量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%,每次排出系統(tǒng)的脫灰碳料產(chǎn)品量為系統(tǒng)固體儲(chǔ)藏量的10?60%。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 系統(tǒng)工作方式為連續(xù)加料、連續(xù)排出產(chǎn)品:脫灰碳料產(chǎn)品排出質(zhì)量流率為脫灰段RlA的碳料F131質(zhì)量流率的I?30%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 系統(tǒng)工作方式為連續(xù)加料、連續(xù)排出產(chǎn)品:脫灰碳料產(chǎn)品排出質(zhì)量流率為脫灰段RlA的碳料F131質(zhì)量流率的5?10%。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 高溫氣體熱載體F15為來自粉煤氣化過程氣化爐的煤氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 高溫氣體熱載體F15為來自粉焦氣化過程氣化爐的煤氣。
20.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 高溫氣體熱載體F15為燃料燃燒煙氣,燃料選自煤或燃?xì)饣蛴汀?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 低溫狀態(tài)的原料粉狀碳料FOl與降溫物流F19的分離部分的排出氣接觸加熱升溫后作為原料粉狀碳料Fl I使用。
22.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的方法,其特征在于: ④在分離部分SI,一部分碳料F13降溫后作為物料F132進(jìn)入粉碎系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉鬯槲锪鱂F132,粉碎物流FF132返回脫灰段RlA的流化床床層內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于50%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于7重量%。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于70%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于4重量%。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 原料粉狀碳料Fll轉(zhuǎn)化為脫灰碳料產(chǎn)品,脫灰率大于85%,脫灰碳料產(chǎn)品灰分含量低于2重量%。
26.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的方法,其特征在于: 脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,組合為一體化設(shè)備,降溫段RlC流化床位于脫灰段RlA流化床之上,灰冷卻段RlB冷卻室位于脫灰段RlA流化床之下。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法,其特征在于: 脫灰段RlA流化床、灰冷卻段RlB冷卻室、降溫段RlC流化床,組合為一體化設(shè)備,設(shè)備 中心軸線重疊。
【文檔編號(hào)】C10B49/10GK104232126SQ201310244433
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】張曉 , 何巨堂 申請(qǐng)人:張曉 , 何巨堂
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1