本發(fā)明涉及低階煤干餾，尤其涉及一種多段式半焦冷卻排焦系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、低階煤資源的特點(diǎn)是埋藏淺、儲(chǔ)量大、開(kāi)采成本低。全世界的低階煤地質(zhì)儲(chǔ)量約為4萬(wàn)億噸，占全世界煤炭總儲(chǔ)量的40％。目前，我國(guó)的煙煤、無(wú)煙煤等優(yōu)質(zhì)煤資源已經(jīng)被充分利用，對(duì)低階煤的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用則剛剛開(kāi)始。

2、現(xiàn)階段主要采用內(nèi)熱式直立爐對(duì)低階煤進(jìn)行提質(zhì)利用，即采用向爐內(nèi)通入煤氣和空氣混合氣的方式，在直立爐內(nèi)通過(guò)燃燒進(jìn)行煤干餾，干餾后形成的半焦經(jīng)冷卻后排出。半焦冷卻的方式主要包括水熄焦(濕熄焦)工藝和干熄焦工藝。傳統(tǒng)的水熄焦工藝是將高溫半焦直接排入裝水的熄焦箱進(jìn)行冷卻，但半焦遇水后會(huì)產(chǎn)生大量含塵蒸汽，嚴(yán)重污染環(huán)境，且半焦的熱量并未得到有效回收。

3、基于環(huán)保要求，新建的內(nèi)熱式直立爐均采用了干熄焦工藝，即熱解爐干餾后得到的半焦先經(jīng)水冷壁換熱冷卻至300℃以下，換熱產(chǎn)生的蒸汽外送利用，換熱后半焦由推焦機(jī)控制落入熄焦大槽中，熄焦大槽內(nèi)設(shè)置噴水熄焦冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步對(duì)半焦進(jìn)行降溫，使半焦溫度達(dá)到冷卻要求。但受水冷壁換熱效率和煤導(dǎo)熱性差等方面因素影響，半焦熱量不能全部回收，且焦炭含水量偏高影響了其銷(xiāo)售價(jià)格，因此仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

4、公開(kāi)號(hào)為cn105018120a的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了“一種蘭炭低水分熄焦裝置及使用方法”，熄焦裝置包括集焦倉(cāng)，集焦倉(cāng)底部連接有出焦倉(cāng)，出焦倉(cāng)底部設(shè)置有刮板機(jī)；集焦倉(cāng)頂部安裝有吸收顯熱的余熱回收裝置；集焦倉(cāng)與出焦倉(cāng)之間設(shè)置有第一閥門(mén)，出焦倉(cāng)底部與刮板機(jī)之間連接有第二閥門(mén)；集焦倉(cāng)的一側(cè)連接有推焦機(jī)，出焦過(guò)程是700℃左右的熾熱蘭炭先經(jīng)過(guò)水冷壁換熱初步降溫，降溫后的蘭炭被推焦機(jī)推落入集焦倉(cāng)，在集焦倉(cāng)內(nèi)熄滅的蘭炭經(jīng)過(guò)集焦倉(cāng)與出焦倉(cāng)、出焦倉(cāng)與刮板機(jī)之間的兩個(gè)電液動(dòng)插板閥“一開(kāi)一閉”實(shí)現(xiàn)密閉卸料，具有有效節(jié)約能源并提高產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。但其并未解決水冷壁換熱效率低、焦炭熱量回收效果差等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多段式半焦冷卻排焦系統(tǒng)及方法，熱半焦經(jīng)過(guò)一段水冷壁換熱器冷卻后由一段推焦器推入二段水冷壁換熱器再次回收熱量，通過(guò)將一段水冷壁換熱器中的一段半焦下料通道與二段水冷壁換熱器中的二段半焦下料通道錯(cuò)位設(shè)置，能夠降低邊壁半焦和中心半焦的溫差，保證半焦冷卻的均勻性；經(jīng)過(guò)二次冷卻的半焦再經(jīng)熄焦大槽調(diào)溫調(diào)濕，滿足溫度及含水量要求；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，半焦熱量回收效率高。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種多段式半焦冷卻排焦系統(tǒng)，包括設(shè)于直立爐底部的一段半焦冷卻排焦裝置、二段半焦冷卻排焦裝置及三段半焦冷卻排焦裝置；直立爐底部設(shè)多個(gè)排焦口，多個(gè)排焦口沿同一直線排列；所述一段半焦冷卻排焦裝置由一段水冷壁換熱器、一段推焦器及一段托焦板組成；所述二段半焦冷卻排焦裝置由二段水冷壁換熱器、二段推焦器及二段托焦板組成；所述三段半焦冷卻排焦裝置由熄焦大槽及刮板輸送機(jī)組成；所述一段水冷壁換熱器與直立爐的排焦口一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述二段水冷壁換熱器與一段水冷壁換熱器一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置；一段水冷壁換熱器中一段半焦通道的入口與對(duì)應(yīng)的排焦口連通，一段半焦通道的出口下方對(duì)應(yīng)設(shè)置一段托焦板，一段推焦器的推焦桿沿排焦口排列方向設(shè)于一段水冷壁換熱器與一段托焦板之間；所述二段水冷壁換熱器中二段半焦通道的入口與對(duì)應(yīng)的一段半焦通道出口交錯(cuò)設(shè)置，且沿一段推焦器的推焦方向設(shè)于一段半焦通道出口的下游；二段水冷壁換熱器中的二段半焦下料通道與一段水冷換熱器中的一段半焦下料通道錯(cuò)位設(shè)置；二段半焦通道出口下方對(duì)應(yīng)設(shè)置二段托焦板，二段推焦器的推焦桿沿排焦口排列方向設(shè)于二段水冷壁換熱器與二段托焦板之間；熄焦大槽設(shè)于二段半焦冷卻排焦裝置的下方，熄焦大槽內(nèi)設(shè)冷卻水噴淋裝置，熄焦大槽的底部設(shè)刮板輸送機(jī)。

4、進(jìn)一步的，所述一段水冷壁換熱器固定在直立爐底部大梁上。

5、進(jìn)一步的，所述一段半焦冷卻推焦裝置與二段半焦冷卻推焦裝置之間設(shè)密封箱體一，一段水冷壁換熱器的底部設(shè)高溫膨脹節(jié)與密封箱體一的頂部開(kāi)口連接；一段推焦器由一段推焦桿及一段推焦桿驅(qū)動(dòng)裝置組成，一段推焦桿及一段托焦板均設(shè)于密封箱體一內(nèi)，一段推焦桿的一端穿出密封箱體一與一段推焦桿驅(qū)動(dòng)裝置相連；密封箱體一的底部開(kāi)口與二段半焦通道入口連通。

6、進(jìn)一步的，所述二段半焦冷卻推焦裝置與三段半焦冷卻推焦裝置之間設(shè)密封箱體二，二段水冷壁換熱器的底部設(shè)中溫膨脹節(jié)與密封箱體二的頂部開(kāi)口連接；二段推焦器由二段推焦桿及二段推焦桿驅(qū)動(dòng)裝置組成，二段推焦桿及二段托焦板均設(shè)于密封箱體二內(nèi)，二段推焦桿的一端穿出密封箱體二與二段推焦桿驅(qū)動(dòng)裝置相連；密封箱體二的底部開(kāi)口與熄焦大槽的頂部連通。

7、進(jìn)一步的，所述一段水冷壁換熱器包括一段水冷壁進(jìn)口管、一段水冷壁外壁、一段水冷壁內(nèi)壁、一段水冷壁出口管及去汽包總管；所述一段水冷壁外壁由多根豎直排列的一段外壁水冷管組成，一段水冷壁外壁的內(nèi)部空間為一段半焦通道，一段半焦通道由一段水冷壁內(nèi)壁分隔為多個(gè)一段半焦下料通道，一段水冷壁內(nèi)壁由多根豎直排列的一段內(nèi)壁水冷管組成；一段外壁水冷管及一段內(nèi)壁水冷管的底部冷卻水進(jìn)口分別連接一段水冷壁進(jìn)口管；一段外壁水冷管及一段內(nèi)壁水冷管的頂部冷卻水出口分別連接一段水冷壁出口管，一段水冷壁出口管通過(guò)去汽包總管連接汽包。

8、進(jìn)一步的，所述一段水冷壁換熱器的橫截面長(zhǎng)度為3600～4200mm，寬度為620～720mm；一段水冷壁換熱器的高度為2000～2500mm；一段水冷壁內(nèi)壁的間距為500～700mm。

9、進(jìn)一步的，所述二段水冷壁換熱器包括二段水冷壁進(jìn)口管、二段水冷壁外壁、二段水冷壁內(nèi)壁、二段水冷壁出口管及新水進(jìn)口總管；所述二段水冷壁外壁由多根豎直排列的二段外壁水冷管組成，二段水冷壁外壁的內(nèi)部空間為二段半焦通道，二段半焦通道由二段水冷壁內(nèi)壁分隔為多個(gè)二段半焦下料通道，二段水冷壁內(nèi)壁由多根豎直排列的二段內(nèi)壁水冷管組成；二段外壁水冷管及二段內(nèi)壁水冷管的底部冷卻水進(jìn)口分別連接二段水冷壁進(jìn)口管，二段水冷壁進(jìn)口管連接新水進(jìn)口總管；二段外壁水冷管及二段內(nèi)壁水冷管的頂部冷卻水出口分別連接二段水冷壁出口管；二段水冷壁出口管連接一段水冷壁換熱器的一段水冷壁進(jìn)口管。

10、進(jìn)一步的，所述二段水冷壁換熱器的橫截面長(zhǎng)度為4200～4800mm，寬度為620～720mm；二段水冷壁換熱器的高度為2500～3000mm；二段水冷壁內(nèi)壁的間距為500～700mm。

11、一種多段式半焦冷卻排焦方法，包括如下步驟：

12、1)半焦冷卻過(guò)程；干餾成熟后的半焦通過(guò)直立爐底部的排焦口排入一段水冷壁換熱器，經(jīng)一次冷卻后的半焦落入一段托焦板上，通過(guò)一段推焦器控制一段水冷壁換熱器的排焦速度和換熱程度；一段推焦器將半焦推入二段水冷壁換熱器繼續(xù)換熱冷卻；在此過(guò)程中，由于二段水冷壁換熱器中的二段半焦下料通道與一段水冷換熱器中的一段半焦下料通道錯(cuò)位設(shè)置，使靠近一段半焦下料通道邊壁處的半焦進(jìn)入二段半焦下料通道后處于中心位置，而處于一段半焦下料通道中心位置的半焦進(jìn)入二段半焦下料通道后靠近邊壁位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)半焦均勻換熱；經(jīng)二次冷卻后的半焦落入二段托焦板上，通過(guò)二段推焦器控制二段水冷壁換熱器的排焦速度和換熱程度；二段推焦器將半焦推入熄焦大槽中，通過(guò)熄焦大槽底部的刮板輸送機(jī)將冷卻后的半焦外送；

13、2)冷卻水流程；除鹽除氧水通過(guò)新水進(jìn)口總管進(jìn)入二段水冷壁換熱器的二段水冷壁進(jìn)口管，并流至各二段外壁水冷管及二段內(nèi)壁水冷管中，與自直立爐排出的熱焦炭逆流換熱；換熱升溫后的除鹽除氧水通過(guò)二段水冷壁出口管進(jìn)入一段水冷壁換熱器的一段水冷壁進(jìn)口管中，并流至各一段外壁水冷管及一段內(nèi)壁水冷管中，與自一段水冷壁換熱器排出的熱焦炭繼續(xù)逆流換熱；換熱升溫后的除鹽除氧水通過(guò)一段水冷壁出口管匯總后流入去汽包總管，并送至汽包產(chǎn)生蒸汽。

14、進(jìn)一步的，自直立爐底部排焦口排出的半焦溫度為620～670℃；經(jīng)一段水冷壁換熱器冷卻后的半焦溫度為：邊壁處100～150℃，中心處600～650℃；經(jīng)二段水冷壁換熱器冷卻后的半焦溫度為：邊壁處100～150℃，中心處100～150℃。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、1)熱半焦經(jīng)過(guò)一段水冷壁換熱器冷卻后由一段推焦器推入二段水冷壁換熱器再次回收熱量，通過(guò)將一段水冷壁換熱器中的一段半焦下料通道與二段水冷壁換熱器中的二段半焦下料通道錯(cuò)位設(shè)置，能夠降低邊壁半焦和中心半焦的溫差，保證半焦冷卻的均勻性；

17、2)經(jīng)過(guò)二次冷卻的半焦再經(jīng)熄焦大槽調(diào)溫調(diào)濕，最終滿足溫度及含水量要求；

18、3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，半焦熱量回收效率高。