专利名称：煤用液体溶剂浸出制取煤沥青类物质的连续式浸出装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及由煤制取煤沥青类物质的抽提装置。
背景技术：
在1999年出版由张德祥主编的《煤化工工艺学》等高等院校的教科书中，有关研究煤炭组份和对煤液化产物进行分析的实验中，经常用到吡啶、喹啉、正丁烷、苯、丙酮和四氢呋喃等有机溶剂对煤及煤液化产物进行萃取抽提，从而分离出各种可溶性组份，并研究分析这些可溶性组份的特性。这些萃取抽提实验可在常温常压下进行，也可在加温加压下进行，但都没有连续式实验装置。在加温加压的情况下，更没有连续式商业化运行的生产装置和工艺。将煤炭萃取技术由实验室转向工业化，采用的是间歇式浸出抽提煤沥青技术，存在成本高、劳动强度大、不安全的缺陷。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供煤用液体溶剂浸提煤沥青类物质的连续式浸出装置，简单易行，安全、高效。
本实用新型的煤用液体溶剂浸出制取煤沥青类物质的连续式浸出装置，其特征在于为一密封容器，容器内设置至少三层的固定塔板，每一层塔板上带有粉料落下口，器体上部带有原料煤进口、浸出液出口，下部带有液体溶剂进口和残煤排出口。
本实用新型的连续式浸出装置是实现由煤炭连续化生产煤沥青的关键设备，该装置既能实现原料的连续进料(包括原料煤和溶剂)、连续出料(包括残煤和浸出液)，又能保证最大限度地将煤中的沥青类物质抽提出来。一种更优选的结构方式为容器内部设置了多层塔板(至少三层)，在每层塔板上都开有粉料落下口，容器中间带有可旋转的中心轴，中心轴上安装有拨料轮，在每层塔板的上部都对应一拨料轮，两层塔板间设置了防止溶剂流短路的密封装置。塔板的层数一般为3～50层，根据处理量的大小选择适合的层数，层数多时应同时适当提高中心轴的转速。
多层塔板提供尽可能充分的浸出时间，煤粉与液体溶剂采用了逆流运动，又会增大它们之间的接触、浸出时间，从而提高浸出效率。
本实用新型装置是在加温加压下操作，特别是实现了中温中压的操作，浸出温度为200～380℃，浸出压力为2～6MPa。为了适应温度的要求，在浸出装置中可设置有加热部件，如导热油、蒸汽等。
本实用新型的工作原理为将煤粉碎至0.3～2.5mm，烘干去除全部水分，加入所说的溶剂，制成含煤50～70％左右的煤糊(是为了方便煤粉通过柱塞泵等设备自动加入到连续式浸出装置中)。用高压泵加压，送入中温中压连续浸出装置的自上而下的第二层塔板，塔板上面安装有沿浸出中心轴作圆周运动的拨料轮，拨料轮由轮毂和沿径向呈辐射状排列的刮板组成，移动的拨料轮上的这些刮板与固定塔板形成了类似多个移动的无盖盒子，煤糊遇到溶剂后分散出散状的煤粉落入这些盒子中被推着向前移动，到达落煤点后，煤粉靠自重落入下一层塔板上，煤粉堆与固定塔板形成滑动，中心轴传递的动力用于克服滑动产生的摩擦力。
所说的液体溶剂，经泵加压再经过换热器加温到200℃以上(预热)，自浸出装置的底部进入浸出装置，沿塔板上的粉料落下口自下而上流动，与下落的煤粉和在塔板上移动的煤粉堆形成逆流运动，将煤中的沥青浸出溶解，形成混合液体并向上移动，当混合液体到达浸出装置的顶部后，流出浸出装置。浸出液经过进一步分离可得到煤沥青和回收溶剂。
所说的液体溶剂最好根据煤种不同选用适合的能够溶解煤沥青的有机溶剂，如吡啶、甲醇、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯，可以是其中的一种或一种以上的混合物。如采用吡啶、甲醇和四氢呋哺时，可按照1∶2～3∶8～11的比例调配成混合溶剂，也可使用其中的任意两种按上述比例搭配。煤粉与液体溶剂之间的量以重量比计为，煤粉∶溶剂＝1∶2～20。
本实用新型的优点实现了用液体溶剂浸出煤炭中煤沥青的工艺连续化，特别是在中温中压下。使固体残煤与溶解了煤沥青和悬浮有残煤粉的溶剂液体实现了自动溶解沉降分离，浸出液经过分离可得到煤沥青。装置简单易行，降低了生产成本，安全、高效、节能。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1不加导热管时的A-A截面图；图中1电机 2密封容器 3原料煤进口 4拨料轮 5密封装置 6塔板 7中心轴 8残煤排出口 9溶剂进口 10浸出液出口 11本层塔板粉料落下口 12上层塔板粉料落下口 13导热管 14调节阀 15导热介质进口管路 16导热介质出口管路具体实施方式
如图1，受压密封容器2的上部带有原料煤(煤糊)进口3及浸出液出口10，下部带有残煤排出口8和溶剂进口9，容器内设置多层固定塔板6，塔板6上面安装有沿浸出中心轴7作圆周运动的拨料轮4，移动的拨料轮与固定塔板形成了类似多个移动的无盖盒子，中心轴由电机1提供动力，在两层塔板间还设置了防止溶剂流短路的密封装置5。在两层塔板之间部分位置还设置导热管13以控制容器内的温度，所有导热管13分别连接到导热介质进口管路15和导热介质出口管路16上。图2为了清楚表明结构关系，省略了导热管13。
本实用新型装置的工作过程为破碎至0.3～2.5mm的无水煤粉先与溶剂混合，在搅拌作用下变成有一定粘度的煤浆(含煤50～70％，重量百分数)，该煤浆由带S阀的大口径液压柱塞泵加压由浸出装置的原料煤进口3送至浸出装置内，与上升的浓浸出液混合稀释后，煤浆中所含的煤粉自由沉降在塔板6上，在拨料轮4的推动下沿顺时针方向旋转至粉料落下口落入下一层塔板6，此时溶剂在加温加压(浸出温度为200～380℃，浸出压力为2～6Mpa)作用下，逐渐向煤粉颗粒的内部渗透，并把可溶性沥青逐步溶解浸出，直至所有的可溶性沥青被全部浸出提取完毕后，煤粉成为残煤，最终落入浸出装置的底部，经残煤排出口8排出。该残煤经过烘干脱除溶剂可成为商品残煤。高温(预热到200℃以上)高压新鲜溶剂自溶剂进口9进入浸出装置后，沿塔板之间的空腔以逆时针方向旋转后逐层上升，与煤粉的移动方向正好相反，其中的沥青浓度逐步提高，到达浸出装置的浸出液出口10时，浓度达到最大值。浸出液在压力的作用下，从浸出液出口10排出。该浸出液可按照公知的技术方式进行分离，得到煤沥青类物质和回收溶剂。
以陕西神华集团大柳塔气肥煤为例，采用的液体溶剂为吡啶∶四氢呋喃∶甲醇的重量比例为1∶6∶3的混合溶剂，煤沥青的产率达到了14.7％(浸出沥青与原料煤的重量比)。
权利要求1.一种煤用液体溶剂浸出制取煤沥青类物质的连续式浸出装置，其特征在于为一密封容器，容器内设置至少三层的固定塔板，每一层塔板上带有粉料落下口，器体上部带有原料煤进口、浸出液出口，下部带有液体溶剂进口和残煤排出口。
2.根据权利要求1所述的浸出装置，其特征在于容器中间带有可旋转的中心轴，中心轴上安装有拨料轮，在每层塔板的上部都对应一拨料轮，两层塔板间设置了防止溶剂流短路的密封装置。
3.根据权利要求2所述的浸出装置，其特征在于容器内部设置有加热部件。
专利摘要煤用液体溶剂浸出制取煤沥青类物质的连续式浸出装置，为一密封容器，容器内设置至少三层的塔板，器体上部带有原料煤进口、浸出液出口，下部带有液体溶剂进口和残煤排出口，每一层塔板上带有粉料落下口，容器中间带有可旋转的中心轴，中心轴上安装有拨料轮，在每层塔板的上部都对应一拨料轮，两层塔板间设置了防止溶剂流短路的密封装置。多层塔板提供了尽可能充分的浸出时间，煤粉与液体溶剂采用了逆流运动，又会增大它们之间的接触、浸出时间，从而提高浸出效率。装置简单易行，降低了生产成本，安全、高效、节能。实现了用液体溶剂浸出煤炭提取煤沥青的工艺连续化。
文档编号C10C3/00GK2647861SQ03216260
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月7日 优先权日2003年4月7日
发明者王福恒 申请人:王福恒