一种气载体内热式低阶煤提质工艺

摘要

本发明公开了一种气载体内热式低阶煤提质工艺，该工艺包括如下步骤：1)经过粉碎和筛分处理的原料煤经过原煤进料溜管加入到反应器底部的旋转炉箅中；2)乏氧加热气体从设置在反应器下方的热气体进口进入，并通过炉箅上的凿孔与煤样直接接触进行传热，发生干燥或热解反应；3)经过一定反应时间后，随旋转炉箅的转动，处理后的煤样被固定设置在旋转炉蓖上方的犁式机械搅拌器推至卸料口，热气体尾气经过排气出口排出。本发明使用乏氧循环烟气作为低阶煤干馏的热源，烟气直接与固体煤进行热交换，热效率高、能耗比低；同时对处理煤颗粒粒度要求低、范围广，有效降低尾气中粉尘含量，有利于最终产品的运输。

权利要求

1.一种气载体内热式低阶煤提质工艺，该工艺包括如下步骤：

1)经过粉碎和筛分处理的原料煤经过原煤进料溜管加入到反应器底部的旋转炉蓖中；

2)乏氧加热气体从设置在反应器下方的热气体进口进入，并通过炉蓖上的凿孔与煤样直接接触进行传热，发生干燥或热解反应；

3)经过一定反应时间后，随旋转炉蓖的转动，处理后的煤样被设置在旋转炉蓖上方的犁式机械搅拌器刮至卸料口，热气体尾气经过排气出口排出。

2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，进入所述反应器的原煤颗粒粒度分布在6～

50mm，进口乏氧加热气体的含氧量小于1％。

说明书

一种气载体内热式低阶煤提质工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用乏氧热气载体进行内热式的低阶煤提质的工艺。

背景技术

[0002] 目前我国的煤炭资源的开采和利用仍以无烟煤和烟煤为主，随着我国对能源需求的不断增加，以及无烟煤和烟煤资源过度开采造成的资源紧张，而通过对低阶煤进行提质转化代替高阶煤，缓解能源需求压力显得越来越重要。

[0003] 低阶煤包括泥煤、褐煤和长焰煤、气煤、弱粘结煤等次烟煤，约占世界煤炭资源储量的50％，同样低阶煤在我国储量也极其丰富，大约占我国煤炭储量的60％以上。主要分布在云南、内蒙古、东北、四川等省份。其特点是含水量高，一般占20％以上(收到基)；挥发份高，约在30～50％(干燥无灰基)；热值低，在2500～4500千卡/公斤。

[0004] 针对低阶煤反应活性高、易自燃、不易长途运输、含水量大、热值低等的缺点，低阶煤提质工艺的开发的主要是两种：干燥提质和低温干馏(热解)提质工艺两种。其中干燥提质工艺一方面只能将煤中水分进行一定程度脱除，不能达到完全或绝大部分脱除的目的，另一方面干燥后的煤极易发生复吸水和自燃的现象，所以低阶煤的提质工艺发展方向主要是低温干馏提质。

[0005] 通过低温干馏(热解)对低阶煤进行提质的研究早在上世纪初就开始进行，上世纪80年代前后，达到高峰，国内外开发了许多具有各自鲜明特点的工艺，例如：国外具有代表性的有德国的L-R(鲁奇-鲁尔)固载体低温干馏工艺，美国油页岩公司的Toscoal工艺，美国西方研究公司Garrett工艺，美国COED工艺；国内现有具有代表性的有陕西三江集团的SJ，大连理工大学的DG固载体工艺，煤炭科学总院的回转炉工艺，以及中国科学院的循环流化床锅炉联用工艺。由于无法解决真正褐煤含水高的问题，用于褐煤干馏提质的成熟工业化的技术较少，大多集中在高挥发、弱粘结次烟煤的干馏工艺。

[0006] 中国专利CN201053004Y介绍了一种使用回转炉进行次烟煤和烟煤干馏提质处理的工艺技术，该工艺虽处理煤量大，可以实现规模化生产，但是处理低阶煤能力不高，能耗大，且对工厂建设要求高，占地较大，设备配套系统复杂。

[0007] 中国专利CN1966612A中公开了一种使用气载体的内热式直立炉进行弱粘结性煤干馏提质的工艺技术，该工艺只能用于含水量较低的烟煤的提质加工，煤种要求高，很难实现处理煤种的多样化；且该工艺为了保证传热效率和气体循环量，处理煤量并不大，难以实现工业规模的扩大化生产。

[0008] 中国专利CN1847364A公开了一种利用循环流化床和回转窑进行热固载体热解的工艺技术，该工艺通过在循环流化床内使用半焦加热固体热载体，然后循环到回转窑内对低阶煤进行热解干馏，虽然工艺简单，热效率高，并获得较大收率的高热值煤气和煤焦油，但是生产过程中受气粉分离效率的限制，气体和焦油产品含尘高，管道堵塞问题没有彻底解决，因此工业化程度不高，生产过程对环境影响大。

发明内容

[0009] 本发明要解决的技术问题是提供一种气载体内热式低阶煤提质工艺，不仅工艺过程简单、易于控制，而且热效率高、能耗比低，可用于提质多种低阶煤煤种。

[0010] 为了解决上述问题，本发明提供的一种气载体内热式低阶煤提质工艺，该工艺包括如下步骤：

[0011] 1)经过粉碎和筛分处理的原料煤经过原煤进料溜管加入到反应器底部的旋转炉蓖中，进料溜管的落点与炉蓖之间的距离为处理煤层厚度；

[0012] 2)乏氧加热气体从设置在反应器下方的热气体进口进入，并通过炉蓖上的凿孔与煤样直接接触进行传热，发生干燥或热解反应；

[0013] 3)经过一定反应时间后，随旋转炉蓖的转动，处理后的煤样被固定设置在旋转炉蓖上方的犁式机械搅拌器推至卸料口，热气体尾气经过排气出口排出。

[0014] 优选地，进入所述反应器的原煤颗粒粒度分布在6～50mm，进口乏氧加热气体的含氧量小于1％。

[0015] 本发明具有如下优点：

[0016] 1、本发明使用乏氧循环烟气作为低阶煤干馏的热源，烟气直接与固体煤进行热交换，热效率高、能耗比低；

[0017] 2、工艺技术适应性好，可用于提质多种低阶煤煤种；

[0018] 3、原煤粒度要求低，工艺气中烟尘含量低，保护环境，也缓解了长期运行中粉尘和焦油混合易堵塞管道的问题；

[0019] 4、工艺过程简单、易于控制，产品丰富、市场调节性高，易于工业规模化。

附图说明

[0020] 图1是本发明的气载体内热式低阶煤提质装置结构和工艺示意图。

[0021] 1-原煤进料溜管

[0022] 2-反应器

[0023] 3-原煤煤样

[0024] 4-热气体进口

[0025] 5-旋转炉蓖

[0026] 6-犁式机械搅拌器

[0027] 7-排气出口

[0028] 8-卸料口

具体实施方式

[0029] 如图1所示，经过粉碎和筛分处理的颗粒粒度分布在6～50mm的原料煤经过原煤进料溜管1加入到反应器2的旋转炉蓖5中，进料溜管的落点与炉蓖之间的距离为处理煤层厚度，含氧量在1％以下的乏氧加热气体从设置在反应器2下方的热气体进口4进入，通过炉蓖上的凿孔与煤样3直接接触进行传热，发生干燥或热解反应，一定反应时间后，随旋转炉蓖5的转动，处理后的煤样被固定设置在旋转炉蓖5上方的犁式机械搅拌器6刮至卸料口8，进入到下一道工序，热气体尾气经过排气出口7排出。

[0030] 下面通过具体示范例进行说明。

[0031] 示范例1，将经粉碎筛分处理至15-50mm约25吨的含水14.25％，挥发份为25.43％，发热量为5500大卡/千克弱粘结性次烟煤首先送入气载体内热式干燥反应器2内，干燥气为含氧量0.8％、温度320℃的乏氧热气体，25min后含水3％的煤样进入气载体内热式热解反应器2内进行低温干馏，干馏气为600℃乏氧热气体，经20min干馏处理后获得产率为69.9％，发热量为6990大卡/千克的产品煤，并回收6.4％的煤焦油，干馏尾气中
3
含尘190mg/Nm(过旋风器后)。

[0032] 示范例2，将经粉碎筛分处理至15-50mm约22吨的含水38.5％，挥发份为23.38％，发热量为3400大卡/千克褐煤首先送入气载体内热式干燥反应器2内，干燥气为含氧量0.6％、温度327℃的乏氧热气体，20min后含水2％的煤样进入气载体内热式热解反应器2内进行低温干馏，干馏气为530℃乏氧热气体，经20min干馏处理后获得产率为
44.5％，发热量为6100大卡/千克的产品煤，并回收4％的煤焦油，干馏尾气中含尘300g/
3
Nm(过旋风器后)。

[0033] 示范例3，将经粉碎筛分处理至6-50mm约28吨的含水8.31％，挥发份为30.56％，发热量为6100大卡/千克弱粘结性次烟煤送入气载体内热式热解反应器内进行低温干馏，干馏气为660℃乏氧热气体，经25min干馏处理后获得产率为66.9％，发热量为7100大卡3
/千克的产品煤，并回收8.2％的煤焦油，干馏尾气中含尘140mg/Nm(过旋风器后)。

[0034] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。