一种粉煤制备型煤的装置的制造方法

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一种粉煤制备型煤的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种粉煤制备型煤的装置,该装置包括超声波反应器、混料机、成型机,其中,超声波反应器用于在超声状态下碱洗粉煤;混料机用于均匀混合碱洗后的煤与粘结剂;成型机用于煤的成型;超声波反应器、混料机、成型机依序从前到后设置。通过本实用新型的技术方案进行粉煤制备型煤,降低了粉煤的高灰熔点,使其形成的型煤能适合固定床液态排渣气化技术对原料的要求。
【专利说明】
一种粉煤制备型煤的装置
技术领域
[0001] 本实用新型主要涉及一种制备型煤的装置,尤其涉及一种粉煤制备型煤的装置。
【背景技术】
[0002] 煤气化工艺是煤化工领域的"龙头"技术,也是煤化工的基础。煤气化工艺是生产 合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气,同时副产蒸 汽、焦油(个别气化技术)、灰渣等产品。煤气化技术若按炉型分,主要有固定床、流化床、气 流床三种。固定床加压液态排渣气化技术具有投资少、建设周期短、见效快等优点,主要用 于合成氨、合成甲醇、合成天然气或城市煤气。但此技术对原料物性要求较高,要求物料成 块状、灰熔点低及其它特性如具有较高的抗压强度、抗碎强度和较高的热稳定性等。由于对 气化物料的严苛要求,限制了该技术的发展,所以找到一种改变原料物性的方法以使其适 合固定床加压液体排渣气化是十分必要的。
[0003] 随着机械化采煤技术的普及,块煤率降低,粉煤率高达40-60%以上,致使块煤供 不应求,粉煤大量积压,造成了粉煤资源的浪费和矿区的环境污染,制约着矿区的正常生产 与发展,影响了煤矿的社会效益和经济效益。粉煤成型是解决块煤供不应求、粉煤大量积压 矛盾的有效途径。
[0004] 煤炭的灰熔点与煤灰的成分有直接的关系,煤灰中的酸性组分包括:Si02、Al203、 Ti〇2,碱性组分包括收2〇3办0、1%0、1(2〇指2〇。其中酸性组分含量的增加会使煤炭的灰熔点 提高,而碱性组分的增加会使煤的灰熔点降低。煤灰中的矿物质对气化有一定的催化作用, 并且起到催化作用的主要是碱金属和碱土金属,其中碱金属和碱土金属都属于碱性氧化 物,会降低煤炭的灰熔点。
[0005] 所以对于一种高灰熔点、低反应活性煤的处理主要是通过改变煤炭的灰成分,即 提高煤灰中碱性组分,尤其是碱金属和碱土金属的含量,降低煤灰中酸性组分含量。
[0006] 而改变煤的灰熔性主要通过改变煤灰成分的方法,其中根据煤灰组成,选择互补 性的煤样进行混配是目前采用的主要手段。
[0007]因此,针对上述方法存在的不足,有必要发明一种粉煤制备型煤的装置,可通过利 用该装置调节煤灰成分,降低煤灰熔点,以解决高灰熔点粉煤难适应固定床液态排渣的问 题。 【实用新型内容】
[0008] 针对上述问题,本实用新型旨在提供一种粉煤制备型煤的装置,以降低煤灰熔点, 解决高灰熔点粉煤难适应固定床液态排渣技术对型煤原料要求的问题。
[0009] 本实用新型提供粉煤制备型煤的装置包括超声波反应器、混料机、成型机,其中,
[0010] 所述超声波反应器用于在超声状态下碱洗粉煤;
[0011] 所述混料机用于均匀混合碱洗后的煤与粘结剂;
[0012] 所述成型机用于煤的成型;
[0013] 所述超声波反应器、混料机、成型机依序从前到后设置。
[0014] 上述的装置还包括碱液回收装置,该装置包括依序设置的沉降分离器、Y型过滤器 和碱液回收反应釜,其中所述碱液回收反应釜中设有搅拌器;所述Y型过滤器与所述碱液回 收反应釜之间通过第一输送栗连通;所述碱液回收装置通过第二输送栗连通所述超声波反 应器。
[0015] 进一步地,所述超声波反应器包括反应管,所述反应管为螺旋式盘管,螺旋角为5-10。。
[0016] 上述的装置还包括干燥装置,其设于所述成型机之后。
[0017] 本实用新型的技术方案,通过将高灰熔点粉煤进行碱洗处理,降低煤灰中酸性组 分含量,并配合碱性粘结剂成型,改变煤灰成分降低高灰熔点,使其形成的型煤适合固定床 液态排渣气化技术对原料的要求。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型高灰熔点粉煤制备型煤以用于固定床液体排渣气化的工艺流程 示意图;
[0019] 图2是本实用新型实施例中超声波反应器与碱液回收装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】进行更加详细的说明,以 便能够更好地理解本实用新型的方案以及各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方 式和实施例仅是说明的目的,而不是对本实用新型的限制。
[0021 ]本实用新型的实施例结合图1和图2来加以说明。
[0022] 如图1所示,本实施例所述的粉煤制备型煤的装置,主要包括超声波反应器、混料 机、成型机,其中,超声波反应器用于为碱洗提供超声波源;混料机用于均匀混合碱洗后的 煤与粘结剂;成型机用于煤的成型;超声波反应器、混料机、成型机依序从前到后设置。
[0023] 粉煤制备型煤的装置还包括干燥装置,其设于成型机之后。
[0024] 其中超声波反应器1为碱洗提供超声波源,超声功率为0.5KW-3KW,超声波发射方 向为左右两侧。超声波反应器内部介质为水。超声波反应器包括反应管2,反应管2为螺旋式 盘管,向下倾角为5-10°。
[0025] 如图2所示,粉煤制备型煤的装置还包括碱液回收装置,该装置包括依序设置的沉 降分离器3、Y型过滤器6和碱液回收反应釜4,其中所述碱液回收反应釜4中设有搅拌器5;所 述Y型过滤器6与所述碱液回收反应釜4之间通过第一输送栗7连通;所述碱液回收装置通过 第二输送栗8连通所述超声波反应器1。
[0026] 沉降分离器3对碱洗产生的沉淀进行初步分离,Y型过滤器对溶液中的细颗粒进行 进一步过滤。碱液回收反应釜可控温在80°C-100°C,内设搅拌器5。
[0027] 本实用新型能对高灰熔性粉煤进行处理,使其适合固定床液体排渣气化的工艺要 求。该技术方案通过改变煤灰组成,来改变煤的灰熔点。首先通过碱洗,使煤灰含量降低,尤 其是使煤灰中酸性组分含量降低。再通过添加适量的碱性组分物质改变煤中的灰组分将粉 煤成型,使得煤灰熔点降低适合固定床液态排渣气化。
[0028] 煤炭碱洗是降低煤炭灰分含量的一种手段,通过NaOH对煤进行处理,主要发生以 下反应:
[0029] Si〇2+2NaOH=Na2Si〇3+H2〇
[0030] Al2〇3+2NaOH+3H2〇 = 2Na[Al(OH)4]
[0031]由于碱洗煤过程中会消耗大量的NaOH碱液,所以需将NaOH碱液回收利用,碱液回 收利用的主要反应为:
[0032] CaO+Na2Si〇3+H2〇 = 2NaOH+CaSi〇3 丄
[0033] 2NaA102+3CaO+H20=Al2〇3 ? 3Ca〇|+2NaOH
[0034] Na2C〇3+CaO+H20 = CaC03|+2Na0H
[0035] 上述一种高灰熔点粉煤制备型煤以用于固定床液体排渣气化的方法,具体步骤包 括:
[0036] (1)将粉煤筛分至2mm以下;
[0037] (2)将煤粉和NaOH碱液送入超声波反应器1中的反应管2中进行碱洗,反应管2为螺 旋式盘管,向下倾角为5°,反应管2外的介质为水,超声波反应器控制温度在50°C-60°C,碱 洗时间在lh_2h。控制喊煤比在0.1-〇. 4。
[0038] (3)经超声波反应器碱洗后的煤与碱液混合物进入沉降分离器3中进行固液分离。
[0039] (4)固液沉降分离后的液体经Y型过滤器6将未沉降的细颗粒进行过滤。
[0040] (5)经Y型过滤器6过滤后的液体通过栗7送入碱液回收反应釜4内。
[0041] (6)在碱液回收反应釜内添加 CaO,控制反应温度为90°C± 10°,在搅拌器5搅拌条 件下反应lh_l. 5h。
[0042] (7)经反应后的溶液经Y型过滤器过滤掉反应产生的沉淀物质,过滤后的溶液经栗 8送入超声波反应器内进行利用。
[0043] (8)加入型煤粘结剂:Ca0、Mg(0H)2、腐殖酸钠,进行机械强力混合,按质量比,煤: Ca0:Mg(0H)2:腐殖酸钠:水=100: (2-10): (1-4): (8-15): (4-15)进行机械混合,使煤与所 用添加剂混合均匀。
[0044] (9)将混合好的煤料进行成型。
[0045] (10)在烘干温度70±5°C的条件下进行干燥,干燥后型煤备用。
[0046] (11)干燥后型煤即可送入固定床气化炉进行气化,并可实现液态排渣。
[0047]本实用新型的实施例,通过将高灰熔点粉煤进行碱洗处理,降低了煤灰中酸性组 分含量,并配合碱性粘结剂成型,改变了煤灰成分降低高灰熔点,使其能适合固定床液态排 渣气化技术的要求。
[0048] 下面结合具体实施例来说明本实用新型的技术方案。
[0049] 下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的,其可取数值范围如前述说明书中 所示。
[0050] 第一实施例
[0051 ]以烟煤粉煤作为原料,原料性质如表1。
[0052]表 1
[0053]
[0054] 固定床液体排渣气化工艺一般要求FT(流动温度)<1500°C,此煤种FT温度高于 1500摄氏度。将原煤的粉煤原料筛分至2mm以下。送入超声波反应器进行NaOH溶液碱洗,碱 洗温度保持在50°C,碱煤比为0.2,碱洗时间为lh。将碱洗后的煤和碱液混合物送入沉降分 离器进行分离,分离出煤,将碱洗后的溶液送入碱液回收反应釜在90°C条件下,在机械搅拌 下进行反应lh,将回收得到的碱液重新进入超声波反应器对煤进行碱洗。测得碱洗后煤灰 分与灰成分如表2。
[0055] 表 2
[0057]按质量比,煤:CaO:Mg(0H)2:腐殖酸钠:水=100:5:2:18:15进行机械混合,使煤与 所用粘结剂混合均匀。将混合好的物料在密封环境下怄制3小时,以保证所用粘结剂更好的 与煤颗粒间接触,保证型煤强度。将怄制好的物料,加入型煤机中进行成型,成型压强在 30Mpa。将成型后的型煤在80°C条件下干燥20min。干燥后测得型煤强度抗压为140N/个,抗 碎强度94%。测得经过加入碱土金属粘结剂成型后,所得型煤的灰成分和灰熔点如表3。
[0058]表3
[0060]可见,本实施例得到的型煤适合固定床液态排渣气化。
[0061 ] 第二实施例
[0062] 以烟煤粉煤作为原料,原料性质如表4。
[0063] 表 4
[0065]固定床液体排渣气化一般要求FT〈1500°C,此煤种FT温度高于1500摄氏度。将原煤 的粉煤原料筛分至2mm以下。送入超声波反应器进行NaOH溶液碱洗,碱洗温度保持在60°C, 碱煤比为0.3,碱洗时间为2h。将碱洗后的煤和碱液混合物送入沉降分离器进行分离,分离 出煤,将碱洗后的溶液送入碱液回收反应釜,在90°C、机械搅拌条件下进行反应lh,将回收 得到的碱液重新送入超声波反应器对煤进行碱洗。测得碱洗后煤灰分与灰成分如表5。
[0066]表 5
[0068]按质量比,煤:Ca0:Mg(0H)2:腐殖酸钠:水=100:7:3:15:15进行机械混合,使煤与 所用粘结剂混合均匀。将混合好的物料在密封环境下怄制3小时,以保证所用粘结剂更好的 与煤颗粒间接触,保证型煤强度。将怄制好的物料,加入型煤机中进行成型,成型压强在 40Mpa。将成型后的型煤在80°C条件下干燥20min。干燥后测得型煤强度抗压为156N/个,抗 碎强度95%。测得经过加入碱土金属粘结剂成型后,所得型煤的灰成分和灰熔点如表6。
[0069]表6
[0071 ]本实施例得到型煤适合固定床液态排渣气化。
[0072]可见,上述实施例通过将高灰熔点粉煤进行碱洗处理,降低了煤灰中酸性组分含 量,并配合碱性粘结剂成型,改变了煤灰成分,降低了高灰熔点,使此种高灰熔点粉煤制成 的型煤能够适合固定床液态排渣气化技术的要求。
[0073]最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例, 而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此 所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种粉煤制备型煤的装置,其特征在于,所述装置包括超声波反应器、混料机、成型 机,其中, 所述超声波反应器用于在超声状态下碱洗粉煤; 所述混料机用于均匀混合碱洗后的煤与粘结剂; 所述成型机用于煤的成型; 所述超声波反应器、混料机、成型机依序从前到后设置。2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括碱液回收装置,该装置包 括依序设置的沉降分离器、Y型过滤器和碱液回收反应釜,其中所述碱液回收反应釜中设有 搅拌器;所述Y型过滤器与所述碱液回收反应釜之间通过第一输送栗连通;所述碱液回收装 置通过第二输送栗连通至所述超声波反应器。3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述超声波反应器包括反应管,所述反应 管为螺旋式盘管,螺旋角为5-10°。4. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括干燥装置,其设于所述成 型机之后。
【文档编号】C10L5/04GK205635522SQ201620333551
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】孙宝林, 裴培, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司
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