低品质煤制备气化焦装置及方法与流程

文档序号:18799031发布日期:2019-09-29 20:21
低品质煤制备气化焦装置及方法与流程

本发明涉及一种装置及方法,尤其涉及一种低品质煤制备气化焦装置及方法。



背景技术:

随着国内能源需求的日益增大和优质煤炭资源量的锐减,低品质煤的提质转化与综合利用已然成为当前我国能源研究与开发的重点领域。其中,气化焦是指专用于生产煤气的焦炭,主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2为可燃成分的煤气。气化焦的要求比冶金焦低,可接受较低的强度、较小的粒度、较高挥发分含量,并且对灰分、硫等杂质的含量不敏感,因此可以使用低品质煤作为原料生产气化焦。

通常,气化焦等焦炭的生产主要采用炼焦炉,在隔绝空气条件下,煤料在炼焦炉的炭化室中受热变成焦炭,再经导焦、熄焦后收料。然而,现有的气化焦制备装置还存在着一定的弊端,包括以下几点:(1)送料机构只具备送料的功能,无法解决原料大量浪费的问题,既提高了生产成本,还造成了能源的浪费;(2)难以保证气化焦的品质,制备的气化焦粒径不均或粒径过大,从而影响影响气化过程的传质和传热条件,降低煤气的生产产量,无法创造更好的经济效益。



技术实现要素:

为了解决上述技术所存在的不足之处,本发明提供了一种低品质煤制备气化焦装置及方法。

为了解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:一种低品质煤制备气化焦装置,包括煤塔、炼焦炉、导焦机构,它还包括进料机构、回收中转箱、回收箱、一级收料箱、二级收料箱;

进料机构与煤塔相互连通,进料机构包括倾斜设置的进料管,进料管内设置有螺旋搅拌器且进料管与煤塔在相接处共同设置有进料过滤网;进料过滤网固定在安装架内,安装架固定设置在进料管内且安装架在下端与进料管共同开设有回收开口;

回收开口处连通有回收管,回收管上设置有一号阀门,一号阀门位于回收管与回收开口相接的一端;回收管在另一端与回收中转箱相连通,回收中转箱设置在固定平台上,固定平台的下方四个角处均设置有支撑腿;

回收中转箱与回收箱相连通,回收箱设置在固定平台的下方;回收箱的下方设置有推车,推车上安装有升降机构,回收箱放置在升降机构上;

煤塔设置在炼焦炉的上方并与炼焦炉相连通;炼焦炉的下方设置有基台,基台固定在地面上;炼焦炉包括炭化燃烧室、蓄热室、烟道,烟道位于炼焦炉的底部且烟道与蓄热室相连通;蓄热室通过斜通道与炭化燃烧室相连通,炭化燃烧室由间隔排列的炭化室与燃烧室组成;

炭化燃烧室在同一侧分别连通有除尘管和导焦机构,除尘管与除尘系统相连通,导焦机构通过冷却管与一级收料箱相连通;一级收料箱内斜向设置有一级过滤网,一级收料箱的侧壁下部连通有一级收料管,一级收料管上设置有一级收料阀门;

一级收料箱通过收料中转管与二级收料箱相连通;收料中转管与一级收料箱相接的一端位于一级过滤网最低边缘的上方,且收料中转管与一级收料箱在相接处安装有吸尘装置;

二级收料箱内设置有收料盘、研磨辊以及二级过滤网,二级收料箱的侧壁下部连通有二级收料管,二级收料管上设置有二级收料阀门;二级过滤网安装在收料盘的下方,研磨辊位于收料盘的上方,研磨辊通过一号转动轴连接有研磨电机,研磨电机安装在二级收料箱的顶部;

收料盘包括盘体,盘体的前端固定设置有滑动仓,滑动仓内滑动设置有推拉板,推拉板固定连接有推拉电机,推拉电机安装在二级收料箱的内壁上;盘体在两侧通过二号转动轴连接有旋转电机,旋转电机安装在二级收料箱的外壁上。

进一步地,回收中转箱的下端连通有一号连通管,回收箱的顶端连通有二号连通管,一号连通管穿过固定平台后与二号连通管相连接,一号连通管上设置有二号阀门。

进一步地,二号连通管插置在一号连通管内。

进一步地,冷却管呈螺旋状,冷却管具有双层管壁,双层管壁内连通有循环水。

进一步地,推拉板设置有两个,两个推拉板对称安装在滑动仓内。

一种低品质煤制备气化焦的方法,包括以下步骤:

步骤一、首根据生产需求按比例准备各低品质煤;

步骤二、使用粉碎机将各低品质煤分别粉碎,各低品质煤的粒度不超过35mm时,完成粉碎;随后,在室温条件下,将各低品质煤在搅拌机中进行共混,在共混的过程中添加改性剂;

步骤三、共混完成后,将共混的低品质煤送入真空干燥机中进行干燥,当含水量达到14-18wt%时,完成干燥;

步骤四、干燥完成后,将干燥的各低品质煤由提升机送入到进料机构1的进料管中,同时,添加有机粘接剂;确保一号阀门关闭,干燥的各低品质煤与有机粘接剂由螺旋搅拌器不断进行搅拌并沿着进料管向下运送;

经进料过滤网过滤后,符合粒径要求的各低品质煤进入煤塔并送入到炼焦炉的炭化燃烧室进行炼焦,生产气化焦;

不符合粒径要求的各低品质煤堆积在回收开口处,此时,停止加料并打开一号阀门,不符合粒径要求的各低品质煤沿回收管进入到回收中转箱中,打开二号阀门时,回收中转箱中的各低品质煤进入回收箱中被收集,以用于下一轮气化焦的制备;

步骤五、炼焦炉生产的气化焦经导焦机构收集与处理后,经冷却管冷却后进入一级收料箱中进行第一级收料;经一级过滤网的过滤作用,符合粒径要求的气化焦在一级收料箱中被收集,最终从一级收料管处完成收料;

步骤六、不符合粒径要求的气化焦隔离在一级过滤网上,沿着一级过滤网移动并被吸尘装置吸入到收料中转管中,由收料中转管送入二级收料箱中进行第二级收料;不符合粒径要求的气化焦掉落至收料盘内,由研磨辊进行辊压研磨;辊压研磨完成后,旋转电机带动收料盘旋转至竖直方向,同时,推拉电机拉开推拉板,研磨完成的气化焦经二级过滤网过滤,符合粒径要求的气化焦在二级收料箱中被收集,最终从二级收料管处完成收料;少量不符合粒径要求的气化焦则被隔离在二级过滤网上,以便于集中处理。

进一步地,低品质煤包括低阶煤、炼焦煤、高硫炼焦煤。

本发明公开了一种低品质煤制备气化焦装置,通过对进料机构进行改进,实现原料的回收利用,尽可能减少原料的浪费,既降低了生产成本,还节约了能源,并且,进料机构可对低品质煤等原料进行筛选,从而在一定程度可提高气化焦的生产质量。同时,经导焦、熄焦后的气化焦经过一级、二级收料箱筛选,充分确保气化焦的产品品质,使得气化焦的粒径更小,从而有利于提高煤气的生产产量,创造更高的经济效益。本发明还公开了一种低品质煤制备气化焦的方法,在本发明所公开的低品质煤制备气化焦装置运行,通过多级收料筛选,获得高品质的气化焦,有利于提高煤气的生产产量,尽可能在最大程度上实现能源的利用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1中进料机构、回收中转箱以及回收箱的结构示意视图。

图3为图1中炼焦炉的结构示意图。

图4为图1中一级收料箱与二级收料箱的结构示意图。

图5为图4中收料盘的结构示意图。

图中:1、进料机构;2、煤塔;3、炼焦炉;4、导焦机构;5、回收中转箱;6、回收箱;7、一级收料箱;8、二级收料箱;9、除尘管;11、进料管;12、螺旋搅拌器;13、进料过滤网;14、安装架;15、回收开口;31、基台;32、烟道;33、蓄热室;34、炭化燃烧室;51、回收管;52、一号阀门;53、固定平台;54、一号连通管;55、二号阀门;56、支撑腿;61、推车;62、二号连通管;63、升降机构;71、冷却管;72、一级过滤网;73、一级收料管;74、一级收料阀门;75、收料中转管;76、吸尘装置;81、收料盘;82、研磨电机;83、一号转动轴;84、研磨辊;85、旋转电机;86、二级收料口;87、二级收料阀门;88、二号转动轴;89、二级过滤网;811、盘体;812、滑动仓;813、推拉板;814、推拉电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种低品质煤制备气化焦装置,如图1所示,包括煤塔2、炼焦炉3、导焦机构4,它还包括进料机构1、回收中转箱5、回收箱6、一级收料箱7、二级收料箱8;

首先,进料机构1与煤塔2相互连通,由进料机构1运输炼焦原料(即处理好的低品质煤),如图2所示,进料机构1包括倾斜设置的进料管11,通常进料管的倾斜角度在45-60°之间,能确保炼焦原料能沿着进料管11向下滑动,同时,在进料管11内设置有螺旋搅拌器12,螺旋搅拌器12既能够加快炼焦原料的滑动速度,还能够进一步混合炼焦原料与有机粘接剂,提高气化焦的生产效率和生产质量。

进一步地,进料管11与煤塔2在相接处共同设置有进料过滤网13,进料过滤网13固定在安装架14内,安装架14固定设置在进料管11,由进料过滤网13对炼焦原料进行筛选,将粒径过大的炼焦原料回收,炼焦原料经再次处理后,可继续用于生产,极大的减少浪费,降低生产成本。各回收装置的具体设置为:如图2所示,进料过滤网13的安装架14在下端与进料管11共同开设有回收开口15,回收开口15处连通有回收管51,回收管51上设置有一号阀门52,一号阀门52位于回收管51与回收开口15相接的一端;回收管51在另一端与回收中转箱5相连通,回收中转箱5设置在固定平台53上,固定平台53的下方四个角处均设置有支撑腿56,回收中转箱5与回收箱6相连通,回收箱6则位于在固定平台53的下方,从而不符合规格的炼焦原料被回收到回收中转箱5中,再送入到回收箱6中,以完成回收。

此外,为了便于回收箱6的安装与运输,在回收中转箱5的下端连通有一号连通管54,回收箱6的顶端连通有二号连通管62,一号连通管54穿过固定平台53后与二号连通管62相连接,使二号连通管62插置在一号连通管54内。一号连通管54上设置有二号阀门55。同时,回收箱6的下方设置有推车61,推车61上安装有升降机构63,回收箱6放置在升降机构63上。由此,当不符合规格的炼焦原料完成回收后,关闭二号阀门55,降低升降机构63,使二号连通管62与一号连通管54分离,推动推车61,将回收箱61推走;当放回回收箱61时,升高升降机构63,使二号连通管62插入到一号连通管54内,打开二号阀门55,进行炼焦原料回收。

如图3所示,煤塔2设置在炼焦炉3的上方并与炼焦炉3相连通;炼焦炉3的下方设置有基台31,基台31固定在地面上;炼焦炉3采用生产气化焦的炼焦炉,对于炼焦炉3主要包括炭化燃烧室34、蓄热室33、烟道32,烟道32位于炼焦炉3的底部且烟道32与蓄热室33相连通;蓄热室33通过斜通道与炭化燃烧室34相连通,炭化燃烧室34由间隔排列的炭化室与燃烧室组成;在炭化室内炼焦原料受热变成气化焦。随后,经导焦机构4导焦、熄焦操作,完成气化焦制备。此外,炭化燃烧室34在同一侧分别连通有除尘管9和导焦机构4,除尘管9与除尘系统相连通,以避免污染。

对于气化焦,其粒度范围影响气化过程的传质和传热条件,因此,气化焦的粒径小且粒径均匀,有利于提高煤气的生产产量,创造更高的经济效益。由此,本发明所公开的低品质煤制备气化焦装置包括一级收料箱7和二级收料箱8,以对气化焦进行多级筛选,获得品质更优的终产物。一级收料箱7和二级收料箱8具体的设置方式为:导焦机构4通过冷却管71与一级收料箱7相连通;一级收料箱7通过收料中转管75与二级收料箱8相连通,冷却管71呈螺旋状,冷却管71具有双层管壁,双层管壁内连通有循环水,以对气化焦进行进一步冷却,缩短熄焦时间,提高工作效率。其中,一级收料箱7内斜向设置有一级过滤网72,一级过滤网72的目数根据所需的气化焦产品粒径选取,并且,一级收料箱7的侧壁下部连通有一级收料管73,一级收料管73上设置有一级收料阀门74;通过一级过滤网72的过滤作用,能够将符合粒径要求的气化焦回收,最终从一级收料管73处完成收料。对于不符合粒径要求的气化焦则通过收料中转管75送入到二级收料箱8中。

对于收料中转管75,其与一级收料箱7相接的一端位于一级过滤网72最低边缘的上方,并且收料中转管75与一级收料箱7在相接处安装有吸尘装置76,从而尽可能将不符合粒径要求的气化焦全部送入到二级收料箱8中。

在二级收料箱8内设置有收料盘81、研磨辊84以及二级过滤网89,不符合粒径要求的气化焦在收料盘81内经研磨辊84研磨,再通过二级过滤网89过滤。首先,研磨辊84位于收料盘81的上方,研磨辊84通过一号转动轴83连接有研磨电机82,研磨电机82安装在二级收料箱8的顶部,确保研磨辊84的正常工作。

收料盘81包括盘体811,盘体811的前端固定设置有滑动仓812,滑动仓812内滑动设置有推拉板813,推拉板813固定连接有推拉电机814,推拉电机814安装在二级收料箱8的内壁上;盘体811在两侧通过二号转动轴88连接有旋转电机85,旋转电机85安装在二级收料箱8的外壁上。由此,完成研磨后,旋转电机85带动收料盘81旋转至竖直方向,推拉电机814拉开推拉板813放料,使研磨完的气化焦经二级过滤网89过滤。对于,推拉板813可设置有两个,两个推拉板对称安装在滑动仓812内,加快推拉板813的打开速度。二级过滤网89安装在收料盘81的下方,并且,二级收料箱8的侧壁下部连通有二级收料管86,二级收料管86上设置有二级收料阀门87。经研磨完成后,绝大部分的气化焦均能够满足粒径要求,经二级过滤网89过滤,最终从二级收料管86处完成收料。

本发明还公开了一种低品质煤制备气化焦的方法,包括以下步骤:

步骤一、首根据生产需求按比例准备各低品质煤;

步骤二、使用粉碎机将各低品质煤分别粉碎,各低品质煤的粒度不超过35mm时,完成粉碎;随后,在室温条件下,将各低品质煤在搅拌机中进行共混,在共混的过程中添加改性剂;

步骤三、共混完成后,将共混的低品质煤送入真空干燥机中进行干燥,当含水量达到14-18wt%时,完成干燥;

步骤四、干燥完成后,将干燥的各低品质煤由提升机送入到进料机构1的进料管11中,同时,添加有机粘接剂;确保一号阀门52关闭,干燥的各低品质煤与有机粘接剂由螺旋搅拌器12不断进行搅拌并沿着进料管11向下运送;

经进料过滤网13过滤后,符合粒径要求的各低品质煤进入煤塔2并送入到炼焦炉3的炭化燃烧室34进行炼焦,生产气化焦;

不符合粒径要求的各低品质煤堆积在回收开口15处,此时,停止加料并打开一号阀门52,不符合粒径要求的各低品质煤沿回收管51进入到回收中转箱5中,打开二号阀门55时,回收中转箱5中的各低品质煤进入回收箱6中被收集,以用于下一轮气化焦的制备;

步骤五、炼焦炉3生产的气化焦经导焦机构4收集与处理后,经冷却管71冷却后进入一级收料箱7中进行第一级收料;经一级过滤网72的过滤作用,符合粒径要求的气化焦在一级收料箱7中被收集,最终从一级收料管73处完成收料;

步骤六、不符合粒径要求的气化焦隔离在一级过滤网72上,沿着一级过滤网72移动并被吸尘装置76吸入到收料中转管75中,由收料中转管75送入二级收料箱8中进行第二级收料;不符合粒径要求的气化焦掉落至收料盘81内,由研磨辊84进行辊压研磨;辊压研磨完成后,旋转电机85带动收料盘81旋转至竖直方向,同时,推拉电机814拉开推拉板814,研磨完成的气化焦经二级过滤网89过滤,符合粒径要求的气化焦在二级收料箱8中被收集,最终从二级收料管86处完成收料;少量不符合粒径要求的气化焦则被隔离在二级过滤网89上,以便于集中处理。

对于低品质煤包括低阶煤和炼焦煤,如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、1/3焦煤、贫煤、瘦煤、贫瘦煤等,通过本发明所公开的方法,实现了低品质煤的提质转化与综合利用,尽可能避免能源浪费。

上述实施方式并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也均属于本发明的保护范围。

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