一种粉煤热压块联产提油系统及方法与流程

本发明属于粉煤及矿粉技术领域，具体的，本发明涉及一种粉煤热压块联产提油系统及方法。

背景技术：

目前，我国低阶煤储量丰富，低阶煤粉热解工艺技术倍受关注，目前虽然出现了一些煤粉热解工艺，但还都处于试验研究阶段，大工业规模的煤粉热解工艺尚处于开发验证。煤粉热解工艺荒煤气在冷却过程中油、尘和水难于分离，生产的半焦粉也难以储存和运输。目前没有可行煤粉加工处理工艺，其在使用内热式立式炉热解块煤工艺时，其粉煤不能利用；因此，亟待解决粉煤不能利用的问题。

同时，我国还存在许多粉状物料成型工艺，例如：1)石灰粉成型：石灰粉采用冷压成型工艺，石灰粉与煤粉成型时需要特殊的无水粘结剂，成球率很低和强度较差，规模化生产需要大量的粘结剂，粘结剂来源难有保证。2)生物质粉成型：生物质粉资源极其丰富，其资源利用具有可持续性。生物质粉热解提油是其资源转化利用重要途径之一，通过热解可以获得生物质炭、煤气和生物质焦油等，其转化效率高。但探索的冷压成型强度较低，热解易粉碎等，仍处于开发研究阶段。3)油页岩粉成型：我国油页岩块矿采用内热立式炉热解提油技术十分成熟，但油页岩粉还没有得到充分利用，亟待解决油页岩粉的提油工艺技术，充分利用页岩粉资源。4)矿粉等成型：目前铁矿粉等主要是采用冷压成型工艺进行直接还原，铁矿粉与煤粉冷压成型时需要特殊的粘结剂，成球率较低和强度较差，规模化大生产粘结剂来源无法保证，因此，亟待一种工艺来解决粘结剂难以选择和粘结剂来源的问题。

技术实现要素：

基于上述不足，本发明的目的在于，针对现有的技术不足提供了一种解决低阶粉煤(褐煤、长焰煤和不粘煤等)、石灰粉、页岩粉、生物质粉和矿粉等速热压块联产提油系统及工艺的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供一种粉煤热压块联产提油系统，所述系统包括原料仓、给料机、一号气流床、一号旋风器、一号锁气器、二号气流床、二号旋风器、二号锁气器、三号气流床、三号旋风器、三号锁气器、四号气流床、四号旋风器、四号锁气器、二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉、四号燃烧炉、除尘器、循环风机模块、热压模块和热处理模块；

所述原料仓的底部与给料机的进料口连接，给料机的出料口与所述一号气流床的进料口连接，一号气流床的出料口与所述一号旋风器的进料口连接，一号旋风器的出料口与所述一号锁气器的进料口连接，一号锁气器的出料口与所述二号气流床的进料口连接；二号气流床的出料口与所述二号旋风器的进料口连接，二号旋风器的出料口与所述二号锁气器的进料口连接，二号锁气器的出料口与所述三号气流床的进料口连接；三号气流床的出料口与所述三号旋风器的进料口连接，三号旋风器的出料口与所述三号锁气器的进料口连接，三号锁气器的出料口与所述四号气流床的进料口连接；四号气流床的出料口与所述四号旋风器的进料口连接，四号旋风器的出料口与所述四号锁气器的进料口连接，四号锁气器的出料口与所述热压模块连接；所述热压型模块与热处理模块连接；

所述四号燃烧炉的循环进气口与循环风机模块连接，四号燃烧炉的出气口与四号气流床的进气口连接；所述四号旋风器的出气口与三号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述三号补热燃烧炉的出气口与三号气流床的进气口连接；所述三号旋风器的出气口与二号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述二号补热燃烧炉的出气口与二号气流床的进气口连接；所述二号旋风器的出气口与一号气流床的进气口连接；所述一号旋风器的出气口与除尘器进气口连接；所述除尘器的出气口与循环风机模块连接。

作为优选，所述二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉和四号燃烧炉均设置有进气口，用于输入空气和/或煤气；二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉和四号燃烧炉内有燃烧器，用于空气和/或煤气燃烧。

作为优选，所述热压模块为整体密封装置(维温预压对辊成型一体机)，用于物料维温、预压、对辊成型和筛分输送，热压模块用钢板整体包裹一体，达到密封目的，避免高温荒煤气和粉尘外溢。

作为优选，所述循环风机模块为高压循环风机。

作为优选，所述系统还包括热处理模块，所述热处理模块与热压模块连接；用于处理回收焦油和煤气。

热处理模块为本领域公知的技术手段，不涉及工艺的改进。

本发明提供一种粉煤热压块联产提油的方法，包括以下步骤：

原料运行：将原料输送到原料仓中，通过原料仓底部的给料机将原料送入一号气流床底部与热载气混合加热，原料经脱水干燥后，物料从一号气流床顶部进入一号旋风器，通过一号旋风器底部的一号锁气器，将物料送入二号气流床干燥预热，然后经过二号旋风器和二号锁气器，将物料送入三号气流床预热，再经过三号旋风器和三号锁气器，将物料送入四号气流床加热到成型温度，最后经过四号旋风器和四号锁气器，将物料送入热压模块压块，接着送入热处理模块，制得热压块产品；

热载气运行：将燃烧高热载气与循环热载气在四号燃烧加热炉中混合，得到热载气，然后热载气从四号气流床的进气口进入，与由三号锁气器进入四号气流床的物料接触并加热物料，从四号旋风器的出气口出来的热载气，进入三号补热燃烧炉，升高温度，然后依次进入三号气流床和三号旋风器，在三号旋风器出气口出来的热载气，通入二号燃烧炉被补热后进入二号气流床和二号旋风器，在二号旋风器出气口出来的热载气，从一号气流床的进气口进入，与给料机给入的原料接触，干燥物料，经一号旋风器和除尘器出气口排出的热载气经循环风机加压后，得到循环热载气，循环热载气进入到四号燃烧炉调温。

作为优选，所述方法中还包括将荒煤气送入热处理模块，回收处理荒煤气中的焦油和煤气。

作为优选，所述在热压模块中，将物料加热，在链板上维温后，经滚筒预压，再进入对辊机成型，筛分输送。

作为优选，所述原料包括单种粘结性粉煤，或粘结性粉煤和粉状物料，其中，粉状物料包括低阶煤粉(褐煤、长焰煤和不粘煤等)、石灰粉、生物质粉、油页岩粉和矿粉等中的一种或两种以上。本发明不用外加粘结剂，与冷压成型有本质的不同。

作为优选，所述系统还可以为3个气流床串联或5个气流床串联系统；

所述系统为3个气流床串联时，所述系统包括原料仓、给料机、一号气流床、一号旋风器、一号锁气器、二号气流床、二号旋风器、二号锁气器、三号气流床、三号旋风器、三号锁气器、二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉、除尘器、循环风机模块、和热压模块和热处理模块；

所述原料仓的底部与给料机的进料口连接，给料机的出料口与所述一号气流床的进料口连接，一号气流床的出料口与所述一号旋风器的进料口连接，一号旋风器的出料口与所述一号锁气器的进料口连接，一号锁气器的出料口与所述二号气流床的进料口连接；二号气流床的出料口与所述二号旋风器的进料口连接，二号旋风器的出料口与所述二号锁气器的进料口连接，二号锁气器的出料口与所述三号气流床的进料口连接；三号气流床的出料口与所述三号旋风器的进料口连接，三号旋风器的出料口与所述三号锁气器的进料口连接，三号锁气器的出料口与所述热压模块连接，所述热压型模块块与后热处理模块连接；

所述三号燃烧炉的循环进气口与循环风机模块连接，三号燃烧炉的出气口与三号气流床的进气口连接；所述三号旋风器的出气口与二号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述二号补热燃烧炉的出气口与二号气流床的进气口连接；所述二号旋风器的出气口与一号气流床的进气口连接；所述一号旋风器的出气口与除尘器进气口连接；所述除尘器的出气口与循环风机模块连接；或，

所述系统为5个气流床串联时，所述系统包括给料机、原料仓、一号气流床、一号旋风器、一号锁气器、二号气流床、二号旋风器、二号锁气器、三号气流床、三号旋风器、三号锁气器、四号气流床、四号旋风器、四号锁气器、五号气流床、五号旋风器、五号锁气器、二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉、四号燃烧炉、五号燃烧炉除尘器、循环风机模块、和热压模块和热处理模块；

所述原料仓的底部与给料机的进料口连接，给料机的出料口与所述一号气流床的进料口连接，一号气流床的出料口与所述一号旋风器的进料口连接，一号旋风器的出料口与所述一号锁气器的进料口连接，一号锁气器的出料口与所述二号气流床的进料口连接；二号气流床的出料口与所述二号旋风器的进料口连接，二号旋风器的出料口与所述二号锁气器的进料口连接，二号锁气器的出料口与所述三号气流床的进料口连接；三号气流床的出料口与所述三号旋风器的进料口连接，三号旋风器的出料口与所述三号锁气器的进料口连接，三号锁气器的出料口与所述四号气流床的进料口连接；四号气流床的出料口与所述四号旋风器的进料口连接，四号旋风器的出料口与所述四号锁气器的进料口连接，四号锁气器的出料口与所述五号气流床的进料口连接；五号气流床的出料口与所述五号旋风器的进料口连接，五号旋风器的出料口与所述五号锁气器的进料口连接，五号锁气器的出料口与所述热压模块连接，所述热压型模块块与后热处理模块连接；

所述五号燃烧炉的循环进气口与循环风机模块连接，五号燃烧炉的出气口与五号气流床的进气口连接；所述五号旋风器的出气口与四号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述四号补热燃烧炉的出气口与四号气流床的进气口连接；所述四号旋风器的出气口与三号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述三号补热燃烧炉的出气口与三号气流床的进气口连接；所述三号旋风器的出气口与二号补热燃烧炉的循环进气口连接；所述二号补热燃烧炉的出气口与二号气流床的进气口连接；所述二号旋风器的出气口与一号气流床的进气口连接；所述一号旋风器的出气口与除尘器进气口连接；所述除尘器的出气口与循环风机模块连接。

作为优选，所述二号补热燃烧炉、三号补热燃烧炉和四号燃烧炉、五号燃烧炉均设置有进气口，用于输入空气和/或煤气。

本发明是采用粘结性粉煤原料自身作为粘结剂，石灰炭块强度高，整球率高，系统热效率高，同时，也是矿粉还原剂，解决了粘结剂难以选择和来源问题，经济效益显著。

作为优选，所述热压块产品为洁净无烟块状燃料、似焦型煤、石灰炭块、页岩炭块和矿粉炭块等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明采用四级气流床串联，热载气体和物料在四级气流床系统中逆向流动，而在每个气流床中热载气和物料同向流动；热载气温度逐级降温可控，热能得到充分利用，一号气流床出口废气温度较低。

(2)本发明采用维温预压对辊成型一体机，由于维温、预压、成型和筛分功能密闭与一体，可将维温成型过程产生的荒煤气全部回收利用，避免了荒煤气逸出造成污染环境问题；解决了原来成型设备双轴维温机、螺旋挤压机和对辊成型机故障率高、密封难以解决和煤气不易回收等问题。同时，热压成型克服了粉煤热解工艺荒煤气粉尘带出多，焦油、粉尘和循环水分离难的技术问题。

(3)本发明在三号、二号气流床设置补热燃烧炉，使得各床层的温度可控可调。并且由于热载气体循环使用，热量得到充分利用，使得系统热效率大幅提高。

(4)本发明的热压块便于运输和储存，由于在胶质体阶段热压成型，似焦型块不怕水浸，不怕风吹日晒，强度高，稳定性好，似焦型煤可作为民用无烟燃料和块状气化原料使用。石灰炭块可用于生产电石，铁矿炭块可作为直接还原或高炉冶炼使用。

附图说明

图1为本发明的粉煤热压块联产提油工艺流程图；

附图标记：

1、原料仓，2、一号气流床，3、一号旋风器，4、一号锁气器，5、二号气流床，6、二号旋风器，7、二号锁气器，8、三号气流床，9、三号旋风器，10、三号锁气器，11、四号气流床，12、四号旋风器，13、四号锁气器，14、除尘器，15、维温预压对辊成型一体机，16、高压循环风机，17、四号燃烧炉，18、三号补热燃烧炉，19、二号补热燃烧炉，20、给料机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种粉煤快速加热无粘结剂热压块法提油“四床三炉”工艺，主要包括：首先将单种粘结性粉煤，或粘结性粉煤和粉状物料(包括低阶煤粉/石灰粉/生物质粉/油页岩粉/矿粉等)按照要求比例配合，通过四级串联气流床，粉状物料和加热载气在系统中逆向流动逐级加热，使物料快速加热到350—500℃煤软化区间，再进入维温预压对辊成型一体机成型，热压块和荒煤气送入后处理系统，回收荒煤气中的焦油和煤气。其热载气体流程为：四号气流床燃烧炉高温输入热载气和低温循环废气(循环热载气)混合达到符合要求温度的加热载气，通入四号、三号、二号和一号气流床加热物料；三号和二号气流床底部设有补热燃烧炉，从一号气流床顶部出来的含尘废气再进入高效除尘器，经高压循环风机加压后大部分气体循环回到四号气流床燃烧炉调温，剩余少部分气体处理后达标排放。加热物料流程为：原料仓物料先经过一号气流床脱水干燥，再经过二、三、四号气流床逐级加热，然后进入维温预压成型系统压块。

具体包括以下步骤：

原料运行路径：首先，按照要求将单一弱粘结性煤或配合原料(低阶煤粉/石灰粉/矿粉等和粘结性粉煤)输送到原料仓1中，通过原料仓1底部的密封给料机20定量将原料送入一号气流床2底部与热载气混合加热，煤料脱水干燥后，从一号气流床2顶部进入一号旋风器3，通过一号旋风器3底部的一号锁气器4，将物料送入二号气流床5干燥预热，然后经过二号旋风器6和二号锁气器7，将物料送入三号气流床预热8，再经过三号旋风器9和三号锁气器10，将物料送入四号气流床11加热到指定的成型温度，最后经过四号旋风器12和四号锁气器13，将物料送入维温预压对辊成型一体机15中热压成型，接着送入热处理系统，回收荒煤气中的焦油和煤气，得到热压块产品。

气体运行路径：四号燃烧炉17高温热载气与循环热载气按照比例混合，使气体热载气达到要求的温度，然后从四号气流床11底部进入，与三号锁气器10给入四号气流床11的煤迅速接触加热，在四号旋风器12顶部出来的热载气，进入三号补热燃烧炉18补热使热载气温度升高到要求温度，然后进入三号气流床8和三号旋风器9，在三号旋风器9顶部出来的热载气，通入二号补热燃烧炉19补热进入二号气流床5和二号旋风器6，在二号旋风器6顶部出来的热载气，从一号气流床2底部进入，与定量给料机20给入的煤料接触快速干燥物料，经一号旋风器3和高效除尘器14顶部出来的气体经高压循环风机16加压后，大部分气体循环到四号燃烧炉17调温，小部分气体经过处理后达标排放。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。