一种低品质煤多联产提质的工艺及装置的制作方法

本发明属于煤化工行业煤净化和煤制气领域，特别涉及一种低品质煤多联产提质的工艺及装置。

背景技术：

煤炭是我国的主要能源，在一次能源结构中约占70%。在漫长的地质演变过程中，煤炭的形成受多种因素的作用，致使煤炭品种繁多。低品质煤是煤化作用初期的产物，具有含矿物高、硫分高、含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、挥发分高的特点，这些限制了对低品质煤的直接开发利用，据统计，我国低品质煤储量占全国已探明煤储量的55%以上。因此，低品质煤资源的大规模提质利用对于我国实现以煤为主的持续供给，保障经济快速持续发展具有重大战略意义。

低品质煤的提质工艺是低品质煤转化利用的手段之一，其是在隔绝空气或是非氧化气氛条件下将低品质煤加热至200～800℃进行中低温提质，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法。但目前的低品质煤提质技术大多均处于试验研究和工程化初始应用阶段，不存在使其大规模工业化应用的设备，由此限制了低品质煤的开发利用。

本发明开发出一种低品质煤多联产提质的工艺及装置，以低品质煤为原料，在隔绝空气的条件下，连续送入干馏炉进行加温干馏，分离出煤气（包括煤焦油和水分）后，连续生产出挥发分较低的洁净煤，将低品质煤中的硫份、氮和挥发份物质转为为煤气，进行净化回收处理，得到洁净煤气、洁净煤和焦油，实现低品质煤质量的改善，降低了自燃的风险，有利于煤的综合利用。

技术实现要素：

为解决现有低品质煤无法实现大规模应用，同时储存易发生自燃且煤气短缺的问题，从而提供了一种低品质煤多联产提质的工艺。

为此，本发明采取的技术方案为：

一种低品质煤多联产提质的工艺，包括，1）将贮煤场中的煤经过粉碎后，送入受煤坑，通过给料机连续送到皮带，至受料计量称进行称重，再送至干馏炉受料斗；2）干馏炉受料斗的煤在螺旋运输机的作用下，将煤料连续均匀的分配到不同炭化室，燃烧室通过蓄热式烧嘴燃烧产生热量不断地给炭化室供热，将干馏后的物料均匀加热至800℃左右，经干熄焦装置与膜式冷却壁换热降温冷却后，经振动给料器排出，通过皮带运至货场，产生的煤气通过炭化室上面上升管经桥管用氨水降温后收集焦油氨水和煤气送煤气处理系统经一步处理；3）干熄焦装置采用膜式冷却壁直接与干馏后的洁净煤换热，膜式冷却壁内不断地补充软水，产生0.8MPa蒸汽；4）干馏炉受料斗顶部产生的粉尘经布袋除尘器收集粉尘，粉尘回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³，熄焦尾气通过水喷淋初步除去粉尘及水蒸气杂质，再通过布袋除尘器收集粉尘，粉尘回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³；5）熄焦尾气产生的废水进一步沉淀后送废水处理系统进一步处理，剩余氨水一部分送入桥管喷淋冷却，其余部分进入废水处理系统进行处理，水处理后达到《GB8978-1996污水综合排放标准》二级排放标准。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述受料装置和受料计量装置连续均匀将低品质煤送入干馏炉受料斗，根据受料计量装置计量称的量可以实时调控给料机的取料量，从而控制炭化室低品质煤料的装入流量。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述干馏炉装置上部设有干馏炉受料斗，通过螺旋运输机将煤料均匀分配到不同炭化室，同时干馏炉受料斗起到密封作用，可以有效防止煤气的泄露；炭化室和燃烧室间隔布置，炭化室横截面为长方形，燃烧室横截面为楔形，使各炭化室受热均匀；燃烧室采用蓄热室烧嘴交替燃烧，能耗低，温度较均匀；干馏炉为立式结构，占地小，节省投资；低品质煤料在干馏炉炭化室内，在隔绝空气的条件下进行高温干馏，馏出气体经炭化室上面上升管到桥管用氨水喷洒冷却后，送至后续煤气处理系统处理。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述干熄焦装置直接在干馏炉底部，与干馏炉成一体，内部串联布置多根膜式冷却壁，干馏后的洁净煤直接在重力作用下落向干熄焦装置，与膜式冷却壁进行热交换，膜式冷却壁内软水加温生产0.8MPa的蒸汽，干馏后的洁净煤温度降至200℃以下。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述除尘装置用于除去干馏炉顶的粉尘和熄焦尾气产生的粉尘，分别设置单独的布袋除尘器收集粉尘，最后粉尘都回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述废水处理装置将熄焦尾气产生的废水和将除桥管喷淋冷却用之外的剩余氨水全部进行处理，废水处理后达到《GB8978-1996污水综合排放标准》二级排放标准，废水全部得到收集和处理。

上述的低品质煤多联产提质的工艺中，所述出料装置将干馏冷却后的洁净煤经振动给料器连续排出，使炭化室内物料平衡，通过皮带运至货场储存，采用连续不间断上料和出料方式，取消了传统三大车（装煤车、推焦车和拦焦车），节省投资，操作简便，便于规模化。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

⑴采用连续上料和出料方式，节省投资，操作简便，便于规模化，传统焦炉进行煤的提质利用，需要三大车（装煤车、推焦车和拦焦车），且为间歇性操作，炭化室上部冒烟冒火等泄漏较大；

⑵采用蓄热式烧嘴，能耗低，干馏时温度均匀，有效利用废气余热，将空气预热后再和煤气混合燃烧，降低煤气消耗，蓄热室烧火焰均匀，燃烧室给炭化室加温均匀；

⑶干馏炉采用立式结构，占地小，节省投资，干馏炉的燃烧室和炭化室均立式间隔布置，占地面积小，布置紧凑，节省土地和相关配套的投资；

⑷提取低挥发分清洁煤同时得到煤气和焦油，回收熄焦蒸汽，综合效益较高，低品质煤转化为低挥发分的清洁煤，避免储存自燃风险，更方便储存和运输，同时得到附加值较高的煤气和焦油，在熄焦冷却过程中回收了显热产生蒸汽，具有明显的经济效益。

附图说明

图1是应用本发明的一种低品质煤多联产提质工艺流程图；

图2是本发明干馏炉的纵向剖面局部详图；

图3是本发明干馏炉的横向剖面局部详图；

图4是本发明干馏炉的横向剖面局部放大详图。

图中：1-粉碎机，2-受煤坑，3-给料机，4-皮带机，5-计量称，6-干馏炉受料斗，7-螺旋运输机，8-干馏炉，9-炭化室，10-燃烧室，11-蓄热室烧嘴，12-干熄焦装置，13-膜式冷却壁，14-上升管，15-桥管，16-振动给料器，17-出料皮带机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明的一种低品质煤多联产提质工艺流程图，贮煤场中低品质煤原料经过粉碎机1粉碎后，送入受煤坑2，受煤坑2中的煤通过给料机3连续送到皮带机4，运输至受料计量称5进行称重，再送至干馏炉受料斗6，干馏炉受料斗6的煤在螺旋运输机7的作用下，将煤料连续均匀的分配到干馏炉8不同炭化室9，燃烧室10通过蓄热式烧嘴11燃烧产生热量不停的给炭化室9供热，将干馏后的物料均匀加热至800℃左右，经干熄焦装置12与膜式冷却壁13换热降温冷却后，经振动给料器16排出，通过出料皮带机17运至货场，产生的煤气通过炭化室6上面上升管14经桥管15用氨水降温后收集焦油氨水和煤气送煤气处理系统经一步处理；干熄焦装置12采用膜式冷却壁13直接与干馏后的洁净煤换热，膜式冷却壁13内不断地补充软水，产生0.8MPa蒸汽；干馏炉受料斗6顶部产生的粉尘经布袋除尘器收集粉尘，粉尘回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³，熄焦尾气通过水喷淋初步除去粉尘及水蒸气杂质，再通过布袋除尘器收集粉尘，粉尘回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³；熄焦尾气产生的废水进一步沉淀后送废水处理系统进一步处理，剩余氨水一部分送入桥管15喷淋冷却，其余部分进入废水处理系统进行处理，废水处理后达到《GB8978-1996污水综合排放标准》二级排放标准。

受料装置粉碎机1、给料机3、皮带机4及受料计量装置计量称5均连续不间断工作，均匀将低品质煤送入干馏炉受料斗6，根据受料计量装置计量称5的量实时调控给料机的取料量在一定的范围（9～12t/h），从而控制炭化室低品质煤料的装入流量稳定，当计量称5的量显示比要求值大时，减少给料机3的取料量，反之当当计量称5的量显示比要求值小时，加大给料机3的取料量。

干馏炉受料斗6的煤始终保持一定的料位，将炭化室9封住，防止炭化室9烟气泄露，通过螺旋运输机7，连续均匀的将干馏炉受料斗6中煤分配到干馏炉8不同炭化室9。燃烧室10通过蓄热式烧嘴11燃烧产生热量不断地给炭化室9供热，炭化室9和燃烧室10纵向交替排列，燃烧室在纵向方向分为多段，多个不同的蓄热室烧嘴11周期性间隔燃烧和熄灭，通过程序控制交换，实现废气和空气的周期性换热，同时保证炭化室9的温度稳定，使炭化室8中的物料均匀加热至800℃左右进行干馏，将低品质煤中挥发分、硫和氮等元素物质转化为煤气送后续煤气净化处理装置，剩下的洁净煤经干熄焦装置12与膜式冷却壁13换热降温冷却至200℃以下，经振动给料器16连续排出，通过出料皮带机17运至货场储存和外运；产生的煤气通过炭化室6上面上升管14到达桥管15，在桥管15顶部用氨水喷洒降温分离焦油氨水后的煤气送煤气处理系统经一步净化处理。

干馏后的洁净煤直接在重力作用下从炭化室9落向干熄焦装置12，与膜式冷却壁13直接接触进行热交换，膜式冷却壁13内不断地注入软水，软化加温生产0.8MPa的蒸汽送给用户使用，干馏后的洁净煤温度降至200℃以下，经过干熄焦装置12底部振动给料器16连续排出，通过出料皮带机17运至货场储存和外运。

炭化室受料斗6产生的粉尘，用布袋除尘器收集粉尘后回收到原料系统；熄焦尾气通过水喷淋初步除去粉尘及水蒸气杂质，再通过布袋除尘器收集粉尘，粉尘回收到原料系统，排气粉尘浓度小于50mg/m³，将生产过程中产生的粉尘进行有效收集。

熄焦尾气通过水喷淋初步除去粉尘及水蒸气杂质，产生的废水进一步沉淀后送废水处理系统进一步处理；在生产过程中剩余氨水一部分送入桥管喷淋冷却，其余部分进入废水处理系统进行处理，水处理后达到《GB8978-1996污水综合排放标准》二级排放标准，将生产过程中产生的废水全部进行净化处理。

原料低品质煤原则上选择高挥发分、低G值（粘结指数）、高热值、低灰分、低硫分、低杂质的煤种，其中挥发分≥20%，发热量≥5000 kcal/kg，G值（粘结指数）≤10，灰分≤20%，全硫≤0.8%；产生煤气的热值为4110 kcal /Nm³左右，其中H₂占50%（体积比）左右，CH₄占25%（体积比）左右，CO在10%（体积比）左右。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化、替换或改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。