專利名稱：煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤干餾工藝技術(shù)，具體地說涉及一種煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)
及其控制方法。
背景技術(shù)：
干餾是固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過程。干餾的結(jié)果是生 成各種氣體、蒸氣以及固體殘?jiān)?。氣體與蒸氣的混合物經(jīng)冷卻后被分成氣體和液體。干餾 是人類很早就熟悉和采用的一種生產(chǎn)過程，如干餾木材制木炭，同時(shí)得到木精(甲醇)、木 醋酸等。在煤的化學(xué)加工中，干餾一直是重要的方法。煤經(jīng)過干餾后，原料的成分和聚集狀 態(tài)都將發(fā)生變化，產(chǎn)物中固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)都有，可得到半焦、煤焦油、粗氨水以及焦?fàn)t 氣。 一般來講，高水分煤是指含水量15%以上的原煤，低溫干餾是指干餾溫度控制在約為 450-500°C左右的干餾方法。 魯奇-斯皮爾蓋斯低溫干餾法是工業(yè)上已采用的典型方法，此法采用氣體熱載體 內(nèi)熱式垂直連續(xù)爐，這種魯奇爐在中國(guó)俗稱三段爐，即從上而下包括干燥段、干餾段和冷卻 段三部分。褐煤或由褐煤壓制成型的煤塊(粒徑約在25 60mm)由上而下移動(dòng)，與燃燒 氣逆流直接接觸受熱。爐頂原料的含水量較高，在干燥段脫除大部分水分，逆流而上的約 25(TC熱氣體冷至80 IO(TC。干燥后原料在干餾段被600 70(TC不含氧的燃燒氣加熱 至約450-50(TC，發(fā)生熱分解；熱氣體冷至約25(TC，生成的半焦進(jìn)入冷卻段被冷氣體冷卻。 半焦排出后進(jìn)一步用水和空氣冷卻。從干餾段逸出的揮發(fā)物經(jīng)過冷凝、冷卻等步驟，得到焦 油和熱解水。 目前常用的上述煤干餾爐均存在的問題是，在熱載體溫度的控制上目前主要是通 過調(diào)節(jié)煤氣和空氣比例來實(shí)現(xiàn)，這會(huì)造成煤氣燃燒不充分，產(chǎn)生大量黑煙，污染環(huán)境；物料 的終溫通?？扛淖兂鼋顾俣葋韺?shí)現(xiàn)，這對(duì)于多段爐來說很難保證干燥和干餾段同時(shí)滿足要 求；同時(shí)如果推焦過快則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品干燥/干餾不充分。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的煤干餾爐的熱載體溫度控制方式不 合理、容易因煤氣燃燒不充分而污染環(huán)境的技術(shù)問題，提出一種煤干餾工藝參數(shù)的控制系 統(tǒng)及其控制方法。 為解決上述技術(shù)問題，一種煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，用于具有輸送煤氣、空氣 以及循環(huán)氣的管道的煤干餾裝置中，具有熱載體溫度控制部分和物料終端溫度控制部分， 所述熱載體溫度控制部分包括 循環(huán)氣流量控制裝置，其為設(shè)置在循環(huán)氣的管道中的閥門裝置； 混合腔室溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在所述混合腔室內(nèi)，與所述循環(huán)氣流量控制裝置
連鎖； 所述物料終端溫度控制部分，包括
煤氣空氣流量控制裝置，其為設(shè)置在煤氣和空氣管道中的閥門裝置，可按照相同 增減比例控制進(jìn)行燃燒的煤氣和空氣流量； 物料終端溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在物料終端處，與所述煤氣空氣流量控制裝置連 鎖。 在上述技術(shù)方案中，所述閥門裝置設(shè)置在管道中靠近出氣端處。 在上述技術(shù)方案中，所述循環(huán)氣在對(duì)煤塊進(jìn)行干燥處理過程中為煙氣，該煙氣為
所述熱載體在對(duì)煤塊進(jìn)行干燥處理后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。 在上述技術(shù)方案中，所述循環(huán)氣在對(duì)煤塊進(jìn)行干餾處理過程中為荒煤氣，該荒煤
氣為所述熱載體在對(duì)煤塊進(jìn)行干餾處理后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。 —種采用上述的控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟 a、由所述混合腔室溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)所述混合腔室內(nèi)的當(dāng)前溫度數(shù)值； b、根據(jù)步驟a中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，所述循環(huán)氣流量控制裝置對(duì)管道中循環(huán)氣的
流量進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則增大所述循環(huán)氣的流量；若所述溫度數(shù)值低
于預(yù)設(shè)值則減小所述循環(huán)氣的流量。
在上述技術(shù)方案中，還包括以下步驟 c、由物料終端溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)物料終端處的當(dāng)前溫度數(shù)值； d、根據(jù)步驟c中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，煤氣空氣流量控制裝置對(duì)管道中煤氣和空氣 的流量按照相同增減比例進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則減小所述煤氣和空氣的 流量；若所述溫度數(shù)值低于預(yù)設(shè)值則增大所述煤氣和空氣的流量。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，其中的熱載體溫度控制部分通過配氣的方 式來實(shí)現(xiàn)，即在混合腔室內(nèi)有兩種氣體同時(shí)進(jìn)入，一種為煤氣和空氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的高 溫?zé)煔?，另一種為經(jīng)過換熱后的循環(huán)氣(干燥段為煙氣，干餾段為荒煤氣)，混合腔室內(nèi)設(shè) 置溫度傳感器提供反饋信號(hào)，溫度高則增加循環(huán)氣量，溫度低則減小循環(huán)氣量，操作方便靈 活，能夠快速適應(yīng)溫度變化，利于實(shí)現(xiàn)自控。 另外，本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，其中的物料終溫控制部分通過同時(shí) 按比例調(diào)節(jié)燃燒機(jī)入口的煤氣量和空氣量，在干餾段底部和干燥段底部分別安裝溫度控制 器提供反饋信號(hào)，從而能快速實(shí)現(xiàn)對(duì)物料終溫的調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍較寬，同時(shí)還解決了干餾 和干燥互相影響的問題，使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中 圖1是本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記表示為1-煤氣管道，2-空氣管道，3-循環(huán)氣管道，4-閥門，5-混合腔室 溫度感應(yīng)裝置，6-物料終端溫度感應(yīng)裝置。
具體實(shí)施例方式圖1顯示了本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
。如圖1所示，在干餾爐的混合腔室內(nèi)設(shè)有混合腔室溫度感應(yīng)裝置5，其與設(shè)置在循環(huán)氣管道3靠近出 氣口處的閥門4控制相連；在干餾爐的的物料終端處設(shè)有物料終端溫度感應(yīng)裝置6，其分別 與設(shè)置在煤氣管道1和空氣管道2靠近出氣口處的閥門4控制相連。 應(yīng)用了本實(shí)施方式工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)的外燃內(nèi)熱式煤干餾爐，其從上至下依次 為預(yù)熱段、干燥段、干餾段以及冷卻段。所述預(yù)熱段設(shè)置在所述干燥段上方、與所述干燥 段連通、用來對(duì)原料煤進(jìn)行預(yù)熱處理；所述干燥段用來對(duì)原料煤進(jìn)行干燥處理，并同時(shí)得到 冷煙氣；所述干餾段用來對(duì)經(jīng)過干燥處理的原料煤進(jìn)行干餾處理，原料煤經(jīng)過干餾處理后 形成半焦；所述冷卻段是通過通入所述冷煙氣來對(duì)其中產(chǎn)出的半焦進(jìn)行冷卻處理，并同時(shí) 得到熱煙氣。所述煤干餾爐還設(shè)有將所述干燥段產(chǎn)生的所述冷煙氣導(dǎo)通至所述冷卻段的冷 煙氣管道，以及將所述冷卻段產(chǎn)生的所述熱煙氣導(dǎo)通至所述預(yù)熱段的尾氣管道。所述冷煙 氣管道上連接有的循環(huán)風(fēng)機(jī)，其可以使所述干燥段中的產(chǎn)生的所述冷煙氣經(jīng)由所述冷煙氣 管道導(dǎo)通至所述冷卻段，之后再經(jīng)由所述尾氣管道導(dǎo)通至所述預(yù)熱段。所述冷煙氣管道連 接有將所述冷卻段不需要的多余的所述冷煙氣排空的排空通道。在所述干餾段的荒煤氣出 口處還連接有對(duì)所述干餾段中對(duì)原料煤進(jìn)行干餾處理時(shí)產(chǎn)生荒煤氣進(jìn)行除煤焦油的后處 理系統(tǒng)。在所述后處理系統(tǒng)的煙氣出口與所述干燥段之間還連接有干燥燃燒器，在所述冷 煙氣管道與所述干燥燃燒器的煙氣出口之間還連接干燥管道。所述干燥燃燒器將所述后處 理系統(tǒng)中產(chǎn)生的部分煤氣進(jìn)行燃燒、以產(chǎn)生用于所述干燥段中的干燥處理的干燥煙氣，所 述干燥管道可將所述干燥段中產(chǎn)生的部分冷煙氣與所述干燥煙氣混合以調(diào)節(jié)所述干燥段 中干燥處理的溫度。此外，在所述后處理系統(tǒng)的煙氣出口與所述干餾段之間還連接有干餾 燃燒器，在所述后處理系統(tǒng)的煙氣出口與所述干餾燃燒器的煙氣出口之間還連接有干餾管 道。所述干餾燃燒器可將所述后處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的部分煤氣進(jìn)行燃燒、以產(chǎn)生用于所述干 餾段中的干餾處理的干餾煙氣，所述干餾管道可將所述后處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的部分煤氣與所 述干餾煙氣相混合以調(diào)節(jié)所述干餾段中的干餾處理的溫度。所述干燥燃燒器和所述干餾燃 燒器的煙氣入口處還連接有分別向所述干燥燃燒器和所述干餾燃燒器中提供助燃空氣的 助燃空氣風(fēng)機(jī)。 本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，其設(shè)置在煤干餾爐中對(duì)煤層進(jìn)行干餾處理
的干餾段部分，其具體包括一個(gè)熱載體溫度控制部分，其包括循環(huán)氣流量控制裝置，其為
設(shè)置在循環(huán)氣的管道中的閥門裝置；混合腔室溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在混合腔室內(nèi)，與所述
流量控制裝置連鎖。本發(fā)明的控制系統(tǒng)還包括一個(gè)物料終端溫度控制部分，其包括煤氣空
氣流量控制裝置，其為設(shè)置在煤氣和空氣管道中的閥門裝置，可按照相同增減比例控制進(jìn)
行燃燒的煤氣和空氣流量；物料終端溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在物料終端處，與所述煤氣空氣
流量控制裝置連鎖。其中，所述閥門裝置設(shè)置在管道中靠近出氣端處。所述熱載體為煤氣
和空氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c循環(huán)氣在混合室內(nèi)混合形成的產(chǎn)物。 本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)中，所述熱載體溫度控制部分中所述流量控
制裝置設(shè)置在輸送所述高溫?zé)煔馀c所述循環(huán)氣的管道的出氣口處。所述物料終端溫度控制
部分中，煤氣空氣流量控制裝置設(shè)置在運(yùn)送煤氣和空氣的管道的出口處。所述循環(huán)氣在對(duì)
煤塊進(jìn)行干燥處理過程中為煙氣，該煙氣為所述熱載體在對(duì)煤塊進(jìn)行干燥處理后產(chǎn)生的氣
體產(chǎn)物。所述循環(huán)氣在對(duì)煤塊進(jìn)行干餾處理過程中為荒煤氣，該荒煤氣為所述熱載體在對(duì)
煤塊進(jìn)行干餾處理后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。
本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)中，所述熱載體溫度控制部分可以控制循環(huán) 氣的流量；而所述物料終端溫度控制部分可以通過控制高溫?zé)煔獾漠a(chǎn)量，進(jìn)而控制其流量。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)在工作過程中的控制方法包括以下步驟(其中，循環(huán)氣為荒煤 氣) a、由所述混合腔室溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)所述混合腔室內(nèi)的當(dāng)前溫度數(shù)值； b、根據(jù)步驟a中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，所述循環(huán)氣流量控制裝置對(duì)管道中循環(huán)氣的
流量進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則增大所述循環(huán)氣的流量；若所述溫度數(shù)值低
于預(yù)設(shè)值則減小所述循環(huán)氣的流量。 c、由物料終端溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)物料終端處的當(dāng)前溫度數(shù)值； d、根據(jù)步驟c中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，煤氣空氣流量控制裝置對(duì)管道中煤氣和空氣 的流量按照相同增減比例進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則減小所述煤氣和空氣的 流量；若所述溫度數(shù)值低于預(yù)設(shè)值則增大所述煤氣和空氣的流量。 本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，其中的熱載體溫度控制部分通過配氣的方 式來實(shí)現(xiàn)，即在混合腔室內(nèi)有兩種氣體同時(shí)進(jìn)入，一種為煤氣和空氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的高 溫?zé)煔?，另一種為經(jīng)過換熱后的循環(huán)氣，混合腔室內(nèi)設(shè)置溫度傳感器提供反饋信號(hào)，溫度高 則增加循環(huán)氣量，溫度低則減小循環(huán)氣量，操作方便靈活，能夠快速適應(yīng)溫度變化，利于實(shí) 現(xiàn)自控；另外，其中的物料終溫控制部分通過同時(shí)按比例調(diào)節(jié)燃燒機(jī)入口的煤氣量和空氣 量，在干餾段底部和干燥段底部分別安裝溫度控制器提供反饋信號(hào)，從而能快速實(shí)現(xiàn)對(duì)物 料終溫的調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍較寬，同時(shí)還解決了干餾和干燥互相影響的問題，使產(chǎn)品質(zhì)量大 大提高。 在其他的具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的控制系統(tǒng)還可以應(yīng)用在對(duì)煤層進(jìn)行干燥處理 的干燥段煤干餾爐中，此時(shí)的循環(huán)氣為煙氣。同樣，可以利用本前面所述的具體實(shí)施方式
中的控制系統(tǒng)以及其控制方法對(duì)煤層進(jìn)行干燥處理，干燥處理過程中可以快速適應(yīng)溫度變 化，實(shí)現(xiàn)靈活控制。 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，用于具有輸送煤氣、空氣以及循環(huán)氣的管道的煤干餾裝置中，其特征在于，具有熱載體溫度控制部分和物料終端溫度控制部分，所述熱載體溫度控制部分包括循環(huán)氣流量控制裝置，其為設(shè)置在循環(huán)氣的管道中的閥門裝置；混合腔室溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在所述混合腔室內(nèi)，與所述循環(huán)氣流量控制裝置連鎖；所述物料終端溫度控制部分，包括煤氣空氣流量控制裝置，其為設(shè)置在煤氣和空氣管道中的閥門裝置，可按照相同增減比例控制進(jìn)行燃燒的煤氣和空氣流量；物料終端溫度感應(yīng)裝置，其設(shè)置在物料終端處，與所述煤氣空氣流量控制裝置連鎖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門裝置設(shè)置在管道中靠近出 氣端處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)氣在對(duì)煤塊進(jìn)行干燥處 理過程中為煙氣，該煙氣為所述熱載體在對(duì)煤塊進(jìn)行干燥處理后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)氣在對(duì)煤塊進(jìn)行干餾處 理過程中為荒煤氣，該荒煤氣為所述熱載體在對(duì)煤塊進(jìn)行干餾處理后產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。
5. —種采用權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟a、 由所述混合腔室溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)所述混合腔室內(nèi)的當(dāng)前溫度數(shù)值；b、 根據(jù)步驟a中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，所述循環(huán)氣流量控制裝置對(duì)管道中循環(huán)氣的流量 進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則增大所述循環(huán)氣的流量；若所述溫度數(shù)值低于預(yù) 設(shè)值則減小所述循環(huán)氣的流量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟 C、由物料終端溫度感應(yīng)裝置檢測(cè)物料終端處的當(dāng)前溫度數(shù)值；d、根據(jù)步驟C中檢測(cè)到的溫度數(shù)值，煤氣空氣流量控制裝置對(duì)管道中煤氣和空氣的流 量按照相同增減比例進(jìn)行控制若所述溫度數(shù)值高于預(yù)設(shè)值則減小所述煤氣和空氣的流 量；若所述溫度數(shù)值低于預(yù)設(shè)值則增大所述煤氣和空氣的流量。
全文摘要
一種煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，用于具有輸送煤氣、空氣以及循環(huán)氣的管道的煤干餾裝置中，具有熱載體溫度控制部分和物料終端溫度控制部分。本發(fā)明的煤干餾工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)，其中的熱載體溫度控制部分通過配氣的方式來實(shí)現(xiàn)，即在混合腔室內(nèi)有兩種氣體同時(shí)進(jìn)入，一種為煤氣和空氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓硪环N為經(jīng)過換熱后的循環(huán)氣(干燥段為煙氣，干餾段為荒煤氣)，混合腔室內(nèi)設(shè)置溫度傳感器提供反饋信號(hào)，溫度高則增加循環(huán)氣量，溫度低則減小循環(huán)氣量，操作方便靈活，能夠快速適應(yīng)溫度變化，利于實(shí)現(xiàn)自控。
文檔編號(hào)G05D27/00GK101719001SQ200910252429
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者何鵬, 劉振強(qiáng), 張旭輝, 張毅, 朱永平, 白中華, 石長(zhǎng)江, 程建龍, 苗文華 申請(qǐng)人:北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司;北京中能華源投資有限公司