УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЯ Российский патент 2020 года по МПК C10B53/04 C10B47/18 C10B57/18 

Область техники настоящего изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к области техники теплообмена и, в частности, к устройству для пиролитической обработки угля.

Уровень техники настоящего изобретения

[0002] В зависимости от различных требований к конечным продуктам, устройства для пиролиза угля значительно отличаются друг от друга, а также имеют значительно различающиеся выходы угольной смолы, например, коксовая печь для получения кокса и полукоксовая печь для получения полукокса имеют значительные различия в отношении типа печи. Коксовая печь производит кокс с относительно небольшим количеством летучего материала, имеет низкий выход угольной смолы, но производит большое количество угольного газа, в то время как полукоксовая печь производит полукокс с повышенным количеством летучего материала, имеет относительно высокий выход угольной смолы и производит несколько меньшее количество угольного газа. В последние годы согласно требованию нефтяной стратегии новым фаворитом становится вращающаяся сушильная печь для коалитовой смолы с высоким выходом масла. В заявке на патент КНР №201010262786.6 и публикации №CN101985558 под заголовком «Оборудование для разложения угля» описано разлагающее уголь оборудование, содержащее воздухонепроницаемый корпус сушильной печи с впуском угля и выпуском угля, в котором нагревающее трубопровод факельного газа устройство установлено в корпусе сушильной печи, и канал для введения и разложения угля образован между нагревающим трубопровод факельного газа устройством и внутренней стенкой корпуса сушильной печи; и труба, собирающая газ от разложения угля, установлена на корпусе сушильной печи для сообщения с каналом для введения и разложения угля. Поскольку это изобретение обеспечивает, что большое количество тепла, производимого нагревающим трубопровод факельного газа устройством, собирается и излучается на пульверизованный уголь в канале для введения и разложения угля, пульверизованный уголь полностью поглощает тепло таким образом, что он нагревается и разлагается, образуя топливный газ, смоляной газ и уголь с повышенной теплотворной способностью в канале для введения и разложения угля. Топливный газ и смоляной газ сообщаются с устройством для удаления пыли и сжижения, расположенным снаружи вращающейся сушильной печи, через трубу, собирающую газ от разложения угля, и после разложения топливный газ и смоляной газ очищают от пыли, разделяют и сжижают при повышенном давлении.

[0003] Вышеупомянутый патент действительно обеспечивает относительно высокий выход масла и рассматривается в качестве примера, но этот патент принимает во внимание только максимальный выход смолы, но не учитывает относительно большое количество летучего материала в облагороженном угле, получаемом в результате такого пиролиза при низкой температуре, и количество угольного газа, требуемого для гидрирования смолы. Ограничения вышеупомянутого патента заключаются в том, что он обеспечивает или высокий выход угольной смолы и низкий выход угольного газа, или высокий выход газа и низкий выход угольной смолы, но не может одновременно выполнять оба требования.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0004] Ввиду вышеизложенного, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для пиролитической обработки угля в целях преодоления недостатков предшествующего уровня техники, которое может обеспечивать высокоэффективное одновременное получение газа и угольной смолы.

[0005] Для решения указанной выше технической проблемы настоящее изобретение предлагает следующее техническое решение: устройство для пиролитической обработки угля, содержащее устройство для первичного пиролиза угля и устройство для вторичного пиролиза угля, причем устройство для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие, первичное выпускное отверстие, первичный выпуск угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы;

устройство для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие, вторичное выпускное отверстие, вторичный выпуск угольного газа и вторичный нагревательный механизм;

первичное выпускное отверстие сообщается с вторичным впускным отверстием, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа.

[0006] Устройство для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, или устройство для разложения угля шахтной сушильной печи теплообменного типа.

[0007] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство, расположенное выше по потоку относительно устройства для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство для первичного пиролиза угля.

[0008] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит пылеотделитель, расположенный в первичном выпуске угольного газа, и пылеотделитель, расположенный во вторичном выпуске угольного газа, и пылеотделитель представляет собой циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель или высокотемпературный мембранный фильтр, имеющий фильтрующий элемент, поверхность которого покрыта мембраной.

[0009] Первичный выпуск угольного газа и вторичный выпуск угольного газа вместе вводятся в высокотемпературный мембранный фильтр.

[0010] Первичный выпуск угольного газа и вторичный выпуск угольного газа перед вводом в высокотемпературный мембранный фильтр сначала вместе вводятся в циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель.

[0011] Первичный выпуск угольного газа ведет в первый мембранный фильтр, и вторичный выпуск угольного газа ведет во второй мембранный фильтр.

[0012] Первичный выпуск угольного газа проходит через первый циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель и затем поступает в первый мембранный фильтр, и вторичный выпуск угольного газа проходит через второй циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель и поступает во второй мембранный фильтр.

[0013] Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что когда уголь помещают в устройство для первичного пиролиза угля, выход смолы достигает максимального значения, и первичный облагороженный уголь, который все еще имеет относительно высокое содержание летучего материала, вводят в устройство для вторичного пиролиза угля в горячем состоянии и продолжают подвергать нагреванию и пиролизу таким образом, что получают облагороженный уголь, содержащий меньшее количество летучего материала, и в то же время дополнительно получают больше угольного газа. Угольный газ, получаемый посредством вторичного пиролиза, содержит большее количество СО и H₂, и СО может быть превращен в H₂ через угольный газ таким образом, что может быть обеспечен достаточный источник H₂ для гидрирования угольной смолы, что эффективно уменьшает стоимость гидрирования угольной смолы.

[0014] Дополнительное высушивающее устройство способствует уменьшению энергопотребления для пиролиза угля; а дополнительный фильтр отфильтровывает и удаляет пыль из угольного газа, содержащего пыль и содержащего смолу, перед разделением масла и газа, чтобы обеспечивать чистоту масла и газа и тем самым создавать хорошую основу для последующей обработки масла и газа.

Краткое описание чертежей

[0015] На фиг. 1 представлено схематическое структурное изображение первого варианта осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлено схематическое структурное изображение второго варианта осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлено схематическое структурное изображение третьего варианта осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 4 представлено схематическое структурное изображение четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.

Подробное раскрытие вариантов осуществления настоящего изобретения

[0016] Чтобы пояснить задачи, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения, далее технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны четко и подробно со ссылкой на фиг. 1-4, представляющие варианты осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описываемые варианты осуществления представляют собой некоторые, но не все из вариантов осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, получаемые обычными специалистами в данной области техники, в свете описанных вариантов осуществления настоящего изобретения будут находиться в пределах объема настоящего изобретения согласно формуле настоящего изобретения.

[0017] Первый вариант осуществления. - Как представлено на фиг. 1, устройство для пиролитической обработки угля содержит устройство 1 для первичного пиролиза угля и устройство 2 для вторичного пиролиза угля, причем устройство 1 для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство 1 для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие 11, первичное выпускное отверстие 12, первичный выпуск 13 угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы 14;

устройство 2 для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие 21, вторичное выпускное отверстие 22, вторичный выпуск 23 угольного газа и вторичный нагревательный механизм 24;

первичное выпускное отверстие 12 сообщается с вторичным впускным отверстием 21, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве 1 для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство 2 для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства 2 для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве 2 для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа.

[0018] Устройство 2 для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа.

[0019] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство 3, расположенное выше по потоку относительно устройства 1 для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство 1 для первичного пиролиза угля.

[0020] Первичный выпуск угольного газа и вторичный выпуск угольного газа ведут в высокотемпературный мембранный фильтр 5.

[0021] Второй вариант осуществления. - Как представлено на фиг. 2, устройство для пиролитической обработки угля содержит устройство 1 для первичного пиролиза угля и устройство 2 для вторичного пиролиза угля, причем устройство 1 для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство 1 для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие 11, первичное выпускное отверстие 12, первичный выпуск 13 угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы 14;

устройство 2 для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие 21, вторичное выпускное отверстие 22, вторичный выпуск 23 угольного газа и вторичный нагревательный механизм 24;

первичное выпускное отверстие 12 сообщается с вторичным впускным отверстием 21, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве 1 для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство 2 для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства 2 для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве 2 для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа.

[0022] Устройство 2 для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа.

[0023] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство 3, расположенное выше по потоку относительно устройства 1 для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство 1 для первичного пиролиза угля.

[0024] Первичный выпуск 13 угольного газа и вторичный выпуск 23 угольного газа сходятся через циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель 4 и затем в высокотемпературный мембранный фильтр 5.

[0025] Третий вариант осуществления. - Как представлено на фиг. 3, устройство для пиролитической обработки угля содержит устройство 1 для первичного пиролиза угля и устройство 2 для вторичного пиролиза угля, причем устройство 1 для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство 1 для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие 11, первичное выпускное отверстие 12, первичный выпуск 13 угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы 14;

устройство 2 для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие 21, вторичное выпускное отверстие 22, вторичный выпуск 23 угольного газа и вторичный нагревательный механизм 24;

первичное выпускное отверстие 12 сообщается с вторичным впускным отверстием 21, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве 1 для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство 2 для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства 2 для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве 2 для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа.

[0026] Устройство 2 для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля шахтной сушильной печи теплообменного типа.

[0027] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство 3, расположенное выше по потоку относительно устройства 1 для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство 1 для первичного пиролиза угля.

[0028] Первичный выпуск 13 угольного газа ведет в первый мембранный фильтр 51, и вторичный выпуск 23 угольного газа ведет во второй мембранный фильтр 52.

[0029] Четвертый вариант осуществления. - Как представлено на фиг. 4, устройство для пиролитической обработки угля содержит устройство 1 для первичного пиролиза угля и устройство 2 для вторичного пиролиза угля, причем устройство 1 для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство 1 для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие 11, первичное выпускное отверстие 12, первичный выпуск 13 угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы 14;

устройство 2 для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие 21, вторичное выпускное отверстие 22, вторичный выпуск 23 угольного газа и вторичный нагревательный механизм 24;

первичное выпускное отверстие 12 сообщается с вторичным впускным отверстием 21, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве 1 для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство 2 для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства 2 для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве 2 для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа.

[0030] Устройство 2 для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля шахтной сушильной печи теплообменного типа.

[0031] Устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство 3, расположенное выше по потоку относительно устройства 1 для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство 1 для первичного пиролиза угля.

[0032] Первичный выпуск 13 угольного газа ведет в первый мембранный фильтр 51, и вторичный выпуск 23 угольного газа ведет во второй мембранный фильтр 52.

[0033] Первичный выпуск 13 угольного газа вначале ведет в первый циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель 41 и затем поступает в первый мембранный фильтр 51, а вторичный выпуск 23 угольного газа вначале ведет во второй циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель 42 и затем поступает во второй мембранный фильтр 52.

[0034] Приведенное выше описание представляет собой иллюстрацию предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, и следует отметить, что некоторые улучшения и модификации могут быть произведены обычными специалистами в данной области техники без отклонения от принципов, описанных в настоящем документе, причем указанные улучшения и модификации следует считать входящими в объем патентной защиты настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к области техники теплообмена, а именно к устройству для пиролитической обработки угля. Устройство для пиролитической обработки угля содержит устройство 1 для первичного пиролиза, выполненное в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, и устройство 2 для вторичного пиролиза угля. Выпускное отверстие 12 устройства 1 для первичного пиролиза угля сообщается с впускным отверстием 21 устройства 2 для вторичного пиролиза угля. Вторичный выпуск угольного газа расположен на противоположном конце устройства 2 для вторичного пиролиза угля. В устройстве 1 для первичного пиролиза угля осуществляется нагрев угля с выделением угольной смолы в максимальной степени, затем уголь поступает в устройство 2 для вторичного пиролиза угля. Уголь продолжает нагреваться и подвергаться пиролизу в верхней части устройства 2 для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, подвергнутый первичному пиролизу и облагораживанию, дополнительно выделяется в устройстве 2 для вторичного пиролиза угля. Заявленное устройство обеспечивает одновременно высокий выход угольной смолы и высокий выход газа. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для пиролитической обработки угля, содержащее устройство для первичного пиролиза угля и устройство для вторичного пиролиза угля, причем устройство для первичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа;

устройство для первичного пиролиза угля содержит первичное впускное отверстие, первичное выпускное отверстие, первичный выпуск угольного газа и нагревательный механизм в форме первичной радиационной трубы;

устройство для вторичного пиролиза угля содержит вторичное впускное отверстие, вторичное выпускное отверстие, вторичный выпуск угольного газа и вторичный нагревательный механизм;

первичное выпускное отверстие сообщается с вторичным впускным отверстием, угольная смола в максимальной степени выделяется из угля в устройстве для первичного пиролиза угля, а затем уголь вводят в устройство для вторичного пиролиза угля, и уголь продолжает подвергаться нагреванию и пиролизу в верхней части устройства для вторичного пиролиза угля таким образом, что летучий материал облагороженного угля, облагороженного посредством первичного пиролиза, дополнительно выделяется в устройстве для вторичного пиролиза угля, и увеличивается производство угольного газа,

причем вторичное впускное отверстие расположено на одном конце устройства для вторичного пиролиза угля, сообщающемся с первичным выпускным отверстием, а вторичный выпуск угольного газа расположен на другом конце устройства для вторичного пиролиза угля, противоположном концу устройства для вторичного пиролиза угля, сообщающемуся с первичным выпускным отверстием.

2. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 1, в котором устройство для вторичного пиролиза угля представляет собой устройство для разложения угля, которое присутствует в форме радиационной трубы вращающейся сушильной печи нагревательного типа, или устройство для разложения угля шахтной сушильной печи теплообменного типа.

3. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 1, причем устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит высушивающее уголь устройство, расположенное выше по потоку относительно устройства для первичного пиролиза угля, и высушенный уголь вводят в устройство для первичного пиролиза угля.

4. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 1, причем устройство для пиролитической обработки угля дополнительно содержит по меньшей мере один пылеотделитель, расположенный в первичном выпуске угольного газа, и по меньшей мере один пылеотделитель, расположенный во вторичном выпуске угольного газа, и пылеотделитель представляет собой циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель или высокотемпературный мембранный фильтр, имеющий фильтрующий элемент, поверхность которого покрыта мембраной.

5. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 4, в котором первичный выпуск угольного газа и вторичный выпуск угольного газа ведут в высокотемпературный мембранный фильтр.

6. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 4, в котором первичный выпуск угольного газа и вторичный выпуск угольного газа выполнены с возможностью объединения через циклонный пылеотделитель или гравитационный пылеотделитель, а затем последующего ввода в высокотемпературный мембранный фильтр.

7. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 4, в котором первичный выпуск угольного газа ведет в первый мембранный фильтр, и вторичный выпуск угольного газа ведет во второй мембранный фильтр.

8. Устройство для пиролитической обработки угля по п. 4, в котором первичный выпуск угольного газа ведет в первый мембранный фильтр через первый циклонный пылеотделитель или первый гравитационный пылеотделитель, а вторичный выпуск угольного газа ведет во второй мембранный фильтр через второй циклонный пылеотделитель или второй гравитационный пылеотделитель.