一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法
【专利摘要】一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，属于化工【技术领域】。利用神华煤直接液化残渣与低阶煤或油页岩按照一定配比混合后在固定床进行共热解，实现对粉化产物的有效粘连捕集，降低成粉量，解决低阶煤或油页岩热解加工过程的粉化问题，并实现液化残渣的固定床热解加工。
【专利说明】一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，属于化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 低阶煤水分较高（30%?60% )，易风化和自燃，不宜长期储存，运输成本高，燃烧 效率低。因此，大规模的开发和利用低阶煤的关键是对低阶煤进行热提质，降低其水分含 量，提高能量密度，满足低阶煤长距离运输、安全储存及作为动力煤或化工原料煤的要求。 但由于低阶煤自身的特殊煤质特性，使其在热提质过程中存在较严重的粉化现象，特别是 1_以下的煤粉产物，使生产过程中粉尘量偏高，常发生系统堵塞，且液体产物与粉化产物 难于分离，影响液态产物的进一步加工转化。相同问题亦发生在油页岩加工过程中，油页岩 在热解过程受到表面水骤然汽化及热应力等耦合作用导致崩碎，严重影响工艺正常运行。 随着我国优质煤资源的减少和开采难度的增加，对低阶煤提质的需求明显增加；我国石油 资源短缺，通过油页岩热解加工获得页岩油以补充石油的不足已成为新热点。然而在现有 的热解技术中，低阶煤或油页岩在热加工过程中的除粉、防尘及粉尘分离问题始终是关键 难点，至今尚未得到较好解决。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化 的方法。
[0004] 本发明的目的是为降低热解过程中低阶煤（或油页岩）的粉化程度，解决低阶煤 及油页岩热解过程的症结问题，并实现液化残渣的固定床热解加工利用。
[0005] -种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，含有以下步骤；
[0006] 步骤1)、将低阶煤（或油页岩）与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应 粒度级，两者粒级范围分别为低阶煤或油页岩：大于13mm ;煤液化残渔：6mm?0. 5mm ;
[0007] 步骤2)、按照设定的重量配比，称取一定量的低阶煤（或油页岩）和液化残渣；
[0008] 物料的重量配比范围为：
[0009] 低阶煤（或油页岩）：液化残渣=9. 5?7. 0 :0. 5?3. 0 ;
[0010] 步骤3)、将称取重量后的低阶煤（或油页岩）与液化残渣进行均匀混合，混合方式 为圆周转动搅拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法：
[0011] ①将1/2重量份额的低阶煤（或油页岩）与1/2重量份额的液化残渣进行圆周混 合形成混料A，混合时间为10?50min ;
[0012] ②将剩余1/2重量份额的两种物料进行圆周混合形成混料B，混合时间为10? 50min ；
[0013] ③将混料A和混料B再次进行圆周混合，混合时间为10?50min，形成最终混料产 品 A-B ;
[0014] 步骤4)、将最终混料产品A-B加入固定床反应器，进行终温为400°C?900°C的共 热解提质，提质时间为lh?6h，待气体产物析出基本完全后冷却出料。
[0015] 本发明的优点是在终温为400°C?900°C下，低阶煤-液化残渣热解提质后小于 1_粉状物产率为〇. 5%?10%，而相同条件下低阶煤原煤热解后小于1_粉状物产率为 6%?23%，利用本方法相比于相同条件下低阶煤原煤热解，小于1mm粉状物产率降低了 5. 5%?13% ;油页岩-液化残渔热解后小于1mm粉状物产率为0. 5%?5%，而相同条件 下油页岩原岩热解后小于1mm粉状物产率为4%?13%，利用本方法相比于相同条件下油 页岩原岩热解，小于1mm粉状物产率降低了 3. 5%?8%。本方法对低阶煤或油页岩热解后 细粉的产出量均有较好抑制作用。
【具体实施方式】
[0016] 显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保 护范围。
[0017] 实施例1 : 一种抑制热解过程中低阶煤或油页岩粉化的方法，具体的说是利用神 华煤直接液化残渣与低阶煤或油页岩按照一定配比混合后在固定床进行共热解，实现对粉 化产物的有效粘连捕集，降低成粉量，解决低阶煤或油页岩热解加工过程的粉化问题，并实 现液化残渔的固定床热解加工。
[0018] 神华煤直接液化残渣的特征是其在热态下（200°C以上）呈现较强的黏结特性，无 法在固定床反应器中通过热解加工获得所富含的油、气产物。液化残渣与低阶煤或油页岩 按照一定比例混合后，不但可抑制矿物燃料粉化，而且可以抑制残渣的黏结性，使其可实现 固定床热解。另一方面，液化残渣氢含量较高，可在提质过程中与煤发生协同作用，改善油 气产物品质。因此在低阶煤或油页岩热解过程中，利用其黏结性较强的特点，对粉化产物进 行粘连捕集，可以达到抑制粉尘的效果，同时可提高热解产物品质。液化残渣作为一种工业 废弃物，应用其与低阶煤（或油页岩）共热解以制约粉化，不但可解决低阶煤（或油页岩） 热解加工中的关键问题，同时也在一定程度上实现了对废弃资源的高值化利用。
[0019] 实施例2 : -种抑制热解过程中低阶煤或油页岩粉化的方法，
[0020] 步骤1)、将褐煤与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应粒度级，两者粒 级范围分别为褐煤：25-13_ ;液化残渣：3-1_ ;
[0021] 步骤2)、按照设定的重量配比，称取褐煤和液化残渣；
[0022] 物料的重量配比范围为：
[0023] 褐煤：液化残渣=8 :2 ;
[0024] 步骤3)、将称取重量后的褐煤与液化残渣进行均匀混合，混合方式为圆周转动搅 拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法：
[0025] 加入固定床进行500°C共热解，时间为lh，得到热解产物中小于1mm粉状物产率为 1. 57%，相同条件下褐煤原煤热解后小于1mm粉状物产率为8. 46%，较其降低了 6. 89%。
[0026] 实施例3 : -种抑制热解过程中低阶煤或油页岩粉化的方法，
[0027] 将重量配比为9:1的25-13mm褐煤和6-3mm液化残渔进行圆周搅拌均勻混合，力口 入固定床进行600°C共热解，时间为2h，得到热解产物中小于1mm粉状物产率为0. 91%，相 同条件下褐煤原煤热解后小于1mm粉状物产率为13. 53%，较其降低了 12.62%。
[0028] 实施例4 :一种抑制热解过程中低阶煤或油页岩粉化的方法，
[0029] 将重量配比为8· 5:1· 5的25-13mm长焰煤和3-lmm液化残渣进行圆周搅拌均匀 混合，加入固定床进行700°C共热解，时间为2h，得到热解产物中小于1mm粉状物产率为 2. 01%，相同条件下长焰煤原煤热解后小于1mm粉状物产率为6. 50%，较其降低了 4. 49%。
[0030] 实施例5 : -种抑制热解过程中低阶煤或油页岩粉化的方法，
[0031] 将重量配比为8:2的25-13mm油页岩和3-lmm液化残渔进行圆周搅拌均勻混合， 加入固定床进行600°C共热解，时间为lh，得到热解产物中小于1mm粉状物产率为0. 95%， 相同条件下油页岩原岩热解后小于1mm粉状物产率为4. 76 %，较其降低了 3. 81 %。
[0032] 实施例6 :-种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，含有以下步骤；
[0033] 步骤1)、将低阶煤（或油页岩）与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应 粒度级，两者粒级范围分别为低阶煤或油页岩：大于13mm ;煤液化残渔：6mm?0. 5mm ;
[0034] 步骤2)、按照设定的重量配比，称取一定量的低阶煤（或油页岩）和液化残渣；
[0035] 物料的重量配比范围为：
[0036] 低阶煤（或油页岩）：液化残渣=9. 5 :0. 5
[0037] 步骤3)、将称取重量后的低阶煤（或油页岩）与液化残渣进行均匀混合，混合方式 为圆周转动搅拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法：
[0038] ①将1/2重量份额的低阶煤（或油页岩）与1/2重量份额的液化残渣进行圆周混 合形成混料A，混合时间为15min ;
[0039] ②将剩余1/2重量份额的两种物料进行圆周混合形成混料B，混合时间为15min ;
[0040] ③将混料A和混料B再次进行圆周混合，混合时间为20min，形成最终混料产品 A_B ；
[0041] 步骤4)、将最终混料产品A-B加入固定床反应器，进行终温为400°C?900°C的共 热解提质，提质时间为3h，待反应完成后冷却出料。
[0042] 实施例7 :
[0043] 一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，含有以下步骤；
[0044] 步骤1)、将低阶煤（或油页岩）与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应 粒度级，两者粒级范围分别为低阶煤或油页岩：大于13mm ;煤液化残渔：6mm?0. 5mm ;
[0045] 步骤2)、按照设定的重量配比，称取一定量的低阶煤（或油页岩）和液化残渣；
[0046] 物料的重量配比范围为：
[0047] 低阶煤（或油页岩）：液化残渣=7. 0:3. 0
[0048] 步骤3)、将称取重量后的低阶煤（或油页岩）与液化残渣进行均匀混合，混合方式 为圆周转动搅拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法：
[0049] ①将1/2重量份额的低阶煤（或油页岩）与1/2重量份额的液化残渣进行圆周混 合形成混料A，混合时间为lOmin ;
[0050] ②将剩余1/2重量份额的两种物料进行圆周混合形成混料B，混合时间为lOmin ;
[0051] ③将混料A和混料B再次进行圆周混合，混合时间为lOmin,形成最终混料产品 A_B ；
[0052] 步骤4)、将最终混料产品A-B加入固定床反应器，进行终温为400°C?900°C的共 热解提质，提质时间为1. 5h，待反应完成后冷却出料。
[0053] 实施例8 :
[0054] -种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，含有以下步骤；
[0055] 步骤1)、将低阶煤（或油页岩）与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应 粒度级，两者粒级范围分别为低阶煤或油页岩：大于13mm ;煤液化残渔：6mm?0. 5mm ;
[0056] 步骤2)、按照设定的重量配比，称取一定量的低阶煤（或油页岩）和液化残渣；
[0057] 物料的重量配比范围为：
[0058] 低阶煤（或油页岩）：液化残渣=8. 0:2. 0
[0059] 步骤3)、将称取重量后的低阶煤（或油页岩）与液化残渣进行均匀混合，混合方式 为圆周转动搅拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法：
[0060] ①将1/2重量份额的低阶煤（或油页岩）与1/2重量份额的液化残渣进行圆周混 合形成混料A，混合时间为50min ;
[0061] ②将剩余1/2重量份额的两种物料进行圆周混合形成混料B，混合时间为50min ;
[0062] ③将混料A和混料B再次进行圆周混合，混合时间为50min，形成最终混料产品 A_B ；
[0063] 步骤4)、将最终混料产品A-B加入固定床反应器，进行终温为400°C?900°C的共 热解提质，提质时间为1. 5h，待反应完成后冷却出料。
[0064] 如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发 明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这 样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种抑制热解过程低阶煤或油页岩粉化的方法，其特征在于含有以下步骤； 步骤1)、将低阶煤或油页岩与液化残渣分别进行破碎、筛分、研磨，制备至相应粒度级， 两者粒级范围分别为低阶煤或油页岩：大于13mm ;煤液化残渔：6mm?0. 5mm ; 步骤2)、按照设定的重量配比，称取低阶煤或油页岩和液化残渣； 物料的重量配比范围为： 低阶煤或油页岩：液化残渣=9. 5?7. 0 :0. 5?3. 0 ; 步骤3)、将称取重量后的低阶煤或油页岩与液化残渣进行均匀混合，混合方式为圆周 转动搅拌；为使物料混匀，混合的操作方法为三次混合法： ① 将1/2重量份额的低阶煤或油页岩与1/2重量份额的液化残渣进行圆周混合形成混 料A，混合时间为10?50min ; ② 将剩余1/2重量份额的两种物料进行圆周混合形成混料B，混合时间为10?50min ; ③ 将混料A和混料B再次进行圆周混合，混合时间为10?50min，形成最终混料产品 A_B ； 步骤4)、将最终混料产品A-B加入固定床反应器，进行终温为400°C?900°C的共热解 提质，提质时间为lh?6h，待气体产物析出基本完全后冷却出料。
【文档编号】C10B53/06GK104194812SQ201410445836
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】初茉, 曲洋, 曹文翰, 畅志兵, 申国栋 申请人:中国矿业大学(北京)