一种低阶煤粉的提质方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种低阶粉煤的提质方法及其装置，可以高效低耗地对低阶粉煤进行提质。该方法包括：将低阶粉煤破碎，装入环形炉的干燥段内，向炉内喷入热烟气，对煤粉进行干燥。煤粉在干燥段脱出水份后，进入环形炉的干馏段热解，热解完成后，析出煤气和焦油，生成半焦。采用的装置包括：原煤料仓、装料机、布料器、环形炉、出料机、输送皮带、半焦料仓、煤气发生炉、热风炉、煤气罐、除尘和分离系统、焦油收集系统、环形炉不动部分、转动炉底、翻料和喷吹系统、固定梁、调整机构、犁形翻料板和热烟气、热煤气喷口。本发明可以直接提质低阶煤，半焦转化率为低阶粉煤的60-70％，焦油转化率为低阶粉煤的5-8％。实现低阶煤规模化快速﹑低能耗的提质生产。
【专利说明】一种低阶煤粉的提质方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及低阶能源利用的方法及其装置，特别是一种低阶煤粉的提质方法及其
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]低阶煤粉最典型的是褐煤，褐煤是较为年轻的煤种，具有含水量高(20-50% )、挥发份高、热值低和易自燃等特点。因此，褐煤的开采和利用受到很大限制。褐煤的高含水量造成其燃烧效率低，而且其温室气体排放量同比增大，从而降低了使用褐煤作为能源或原料的电力或化工项目的经济效益。研究成果表明，对褐煤提质，是提高其经济性重要途径。目前，低阶粉煤提质采用低温干馏工艺，分为气体热载体和固体热载体两种方式。大多以固体热载体加热方式居多，由于工艺系统在处理气、固体和液体的加热和分离及长期稳定运行等方面还存在问题，所以还在试验阶段。固体热载体技术的缺点是系统内存在微量的粉尘和焦油，易堵塞系统，影响系统长期稳定运行；系统内存在流态化输送和加热对系统设备有磨损和腐蚀。公开(公告)号:CN 102453489 Α，名称为“低阶煤震动床固体热载体热解多联产工艺”的公开专利文献属于这类技术。关于气体热载体方法，其干燥和干馏分别在干燥塔和干馏塔两个设备中完成，不仅增加设备费用，而且粉尘难于处理。公开(公告)号:CN 101812310 Α，名称为“以干馏煤气为载热质的高效褐煤低温干馏提质工艺”的公开专利文献属于这类技术。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种低阶粉煤的提质方法及其装置，可以高效低耗地对低阶粉煤进行提质。
[0004]本发明提供的一种低阶粉煤的提质方法包括以下内容:
[0005]将低阶粉煤破碎，破碎成粒度< 50mm的煤粉，煤粉通过皮带送入到原煤料仓内，由螺旋装料机或锁式料斗经板式布料器或摆动溜槽装入环形炉的干燥段内环形炉的转动炉底转速为800-1000mm/min，干燥段中的翻料板对粉煤进行反复的翻动，同时，翻料板背面的热烟气喷口向炉内喷入100°C?300°C的热烟气，喷入热烟气量为5000?20000Nm3/h，对煤粉进行干燥，蒸发的水分和烟气通过环形炉的干燥段炉顶上的废气排出口排出，蒸发的水分和烟汽排放量为5000?20000Nm3/h，用引风机抽走，进入原煤料仓和皮带走廊，对入环形炉的煤粉预热，然后烟气排空，水汽冷却进入沉淀池；
[0006]煤粉在环形炉干燥段脱出水份后，进入环形炉的干馏段热解，设在干馏段的翻料板继续对干燥后的煤粉进行反复地翻动，同时，翻料板背面的热煤气喷口向煤粉喷入550°C?750°C被加热的热煤气，喷入热煤气量为5000?20000Nm3/h，热解煤粉，煤粉热解过程完成后，析出煤气和焦油，生成的半焦由螺旋出料机或挡料器排出，通过输送皮带送至半焦料仓，冷却后用皮带机运至产品仓；热解析出煤气和焦油从环形炉干馏段炉顶上排出，经除尘及分离系统，将焦油、水、尘与煤气分离，然后进入焦油收集系统进行净化处理，焦油进入成品油罐；从焦油收集系统出来的煤气进入煤气罐，煤气罐中的煤气一部分进入热风炉燃料系统，为热风炉提供燃料，从热风炉排出的燃烧废气，成为热烟气，进入环形炉干燥段的翻料板背面的热烟气喷口，加热其中的粉煤；另外一部分干馏煤气作为被加热的循环热载体，进入热风炉中，被加热至550°C?750°C，然后送至转动环形炉干馏段的翻料板背面的热煤气喷口，加热转动环形炉干馏段中的煤粉，剩余煤气作为产品出售；低阶粉煤在环形炉中，经过干燥和热解后，得到半焦、煤气和焦油产品。
[0007]—种低阶粉煤提质方法采用的装置，该装置包括:原煤料仓(I)、装料机(2)、布料器(3)、环形炉(4)、出料机(5)、输送皮带(6)、半焦料仓(7)、煤气发生炉(8)、热风炉(9)、煤气罐(10)、除尘和分离系统(11)、焦油收集系统(12)、环形炉不动部分(13)、转动炉底
(14)、翻料和喷吹系统(15)、固定梁(16)、调整机构(17)、犁形翻料板(18)和热烟气、热煤气喷口(19)，所述原煤料仓(I)经漏斗连接装料机(2)，装料机(2)安装在环形炉不动部分
(13)的上面，布料器(3)安装在环形炉不动部分(13)与装料机(2)之间；转动炉底(14)安放在环形炉不动部分(13)的下部，翻料和喷吹系统(15)设置在环形炉(4)的炉膛内，并固定在固定梁(16)上，固定梁(16)在环形炉不动部分(13)的上方，调整机构(17)在固定梁(16)下边，犁形翻料板(18)在转动炉底(14)上方，通过调整机构(17)调整犁形翻料板
(18)与转动炉底(14)之间的间隙，热烟气、热煤气喷口(19)设置在犁形翻料板(18)背面；出料机(5)固定在环形炉不动部分(13)的侧面，输送皮带(6)连接半焦料仓(7);煤气发生炉(8)连接热风炉(9);环形炉不动部分(13)的炉顶通过管道连接除尘和分离系统(11)，焦油收集系统(12)通过焦油管道连接除尘和分离系统(11)，煤气罐(10)通过煤气管道连接焦油收集系统(12)。
[0008]所述翻料和喷吹系统(15)沿炉膛横向间隔设置，数量为3?5组，其作用是翻动被提质的煤粉。
[0009]本发明与现有同类方法及其装置相比，其显著的有益效果体现在:
[0010]1.本发明对进入环形炉粉煤粒度要求宽泛，对可加工性能极差的褐煤非常适应。喷入炉内气体流速可控，以入炉最小煤粒流态化极限速度为控制点，防止工艺过程中产生扬尘。并有利于设备的正常运行和干馏产品的后部处理。在环保安全方面优势明显。
[0011]2.本发明采用的环形炉换热面积大(翻料系统交错布置，换热面积相当于20-30m2/t粉煤)，喷出气流破坏换热面上的附面层，炉顶引风机可随时根据炉内各部位分压调整抽力，破坏形成的气体蒸气分压，炉体转速、喷入热量和排除废气量，操作灵活，使设备换热效率和产能保持在较高水平。
[0012]3.环形炉密封简洁可靠，环形炉不动部分顶部的进料口由原煤料仓和螺旋给料机密封，出料口由螺旋出料机密封，方式简单，容易实现。
[0013]4.设备动力消耗小，由于驱动设备在水平推动设备转动，动力消耗相对回转式干燥设备和气流床等消耗要小很多。
[0014]5.处理能力大，按炉膛宽度4m，料层厚度250mm考虑，直径12m环形炉就可达到30-50t/h的处理能力。
[0015]采用本发明可以直接提质粒径范围很大的低阶煤，半焦转化率为低阶粉煤的60-70%，焦油转化率为低阶粉煤的5-8%。实现低阶煤规模化快速、低能耗的提质生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种低阶粉煤的提质方法的工艺流程图。
[0017]图2是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置平面布置图。
[0018]图3是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置中装料及布料系统示意图。
[0019]图4是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置中循环热载体供入系统示意图。
[0020]图5是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置中废气和干馏产品排出系统示意图。
[0021]图6是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置中翻料和喷吹系统示意图。
[0022]图7是一种低阶粉煤的提质方法采用的装置中出料系统示意图。
[0023]图中编号:
[0024]1、原煤料仓；2、装料机；3、布料器；4、环形炉；5、出料机；6、输送皮带；7、半焦料仓；8、煤气发生炉；9、热风炉；10、煤气罐；11、除尘及分离系统；12、焦油收集系统；13、环形炉不动部分；14、转动炉底；15、翻料和喷吹系统；16、固定梁；17、调整机构；18、犁形翻料板；19、热烟气、热煤气喷口。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，用实施例对本发明做进一步详细描述。
[0026]一种低阶粉煤的提质方法及其装置，如图1、2、3、4、5、6和7所示，将低阶粉煤破碎，破碎成粒度< 50_的煤粉，煤粉通过皮带送入到原煤料仓I内，由螺旋装料机或锁式料斗2经板式布料器或摆动溜槽3装入环形炉4的干燥段内，环形炉4的转动炉底14转速为800-1000mm/min，干燥段中的梨形翻料板18对粉煤进行反复的翻动，同时，翻料板背面的热烟气喷口 19向炉内喷入100°C?300°C的热烟气，喷入热烟气量为5000?20000Nm3/h，对煤粉进行干燥，蒸发的水分和烟气通过环形炉4的干燥段炉顶上的废气排出口排出，蒸发水分和烟汽排放量为5000?20000Nm3/h，用引风机抽走，进入原煤料仓I和皮带走廊，对入环形炉的煤粉预热，然后烟气排空，水汽冷却进入沉淀池；
[0027]煤粉在环形炉4干燥段脱出水份后，进入环形炉4的干馏段热解，设在干馏段的梨形翻料板18继续对干燥后的煤粉进行反复地翻动，同时，梨形翻料板18背面的热煤气喷口19向煤粉喷入550°C?750°C被加热的热煤气，喷入的热煤气量为5000?20000Nm3/h，对煤粉进行热解，煤粉热解过程完成后，析出煤气和焦油，生成的半焦由出料机5排出，通过输送皮带6送至半焦料仓7，冷却后用皮带机运至产品仓；热解析出的煤气和焦油从环形炉干馏段炉顶上排出，经除尘及分离系统11，将焦油、水、尘与煤气分离，然后进入焦油收集系统12进行净化处理，焦油进入成品油罐；从焦油收集系统出来的煤气进入煤气罐10，煤气罐10中的煤气一部分进入热风炉9的燃料系统，为热风炉9提供燃料，从热风炉9排出的燃烧废气，成为热烟气，进入环形炉4干燥段的梨形翻料板背面的热烟气喷口 19，加热干燥段的粉煤；另外一部分煤气作为循环热载体，进入热风炉中，被加热至550°C?750°C，然后送至环形炉干馏段的翻料板背面的热煤气喷口 19，加热环形炉干馏段中的煤粉，剩余煤气作为产品出售。低阶粉煤在环形炉中4，经过干燥和热解后，得到半焦、煤气和焦油产品，半焦转化率为低阶粉煤的60-70%，焦油转化率为低阶粉煤的5-8%。
[0028]需要说明的是本发明提供的一种低阶粉煤的提质方法及其装置同样适用于页岩的提质。
【权利要求】
1.一种低阶粉煤的提质方法，其特征是该方法包括以下内容: 将低阶粉煤破碎，破碎成粒度< 50_的煤粉，煤粉通过皮带送入到原煤料仓内，由螺旋装料机或锁式料斗经板式布料器或摆动溜槽装入环形炉的干燥段内环形炉的转动炉底转速为800-1000mm/min，干燥段中的梨形翻料板对粉煤进行反复的翻动，同时，梨形翻料板背面的热烟气喷口向炉内喷入100°C?300°C的热烟气，喷入热烟气量为5000?20000Nm3/h，对煤粉进行干燥，蒸发的水分和烟气通过环形炉的干燥段炉顶上的废气排出口排出，蒸发的水分和烟汽排放量为5000?20000Nm3/h，用引风机抽走，进入原煤料仓和皮带走廊，对入环形炉的煤粉预热，然后烟气排空，水汽冷却进入沉淀池； 煤粉在环形炉干燥段脱出水份后，进入环形炉的干馏段热解，设在干馏段的梨形翻料板继续对干燥后的煤粉进行反复地翻动，同时，梨形翻料板背面的热煤气喷口向煤粉喷入550°C?750°C被加热的热煤气，喷入热煤气量为5000?20000Nm3/h，热解煤粉，煤粉热解过程完成后，析出煤气和焦油，生成的半焦由螺旋出料机或挡料器排出，通过输送皮带送至半焦料仓，冷却后用皮带机运至产品仓；热解析出煤气和焦油从环形炉干馏段炉顶上排出，经除尘及分离系统，将焦油、水、尘与煤气分离，然后进入焦油收集系统进行净化处理，焦油进入成品油罐；从焦油收集系统出来的煤气进入煤气罐，煤气罐中的煤气一部分进入热风炉燃料系统，为热风炉提供燃料，从热风炉排出的燃烧废气，成为热烟气，进入环形炉干燥段的翻料板背面的热烟气喷口，加热其中的粉煤；另外一部分干馏煤气作为被加热的循环热载体，进入热风炉中，被加热至550 V?750 V，然后送至转动环形炉干馏段的翻料板背面的热煤气喷口，加热转动环形炉干馏段中的煤粉，剩余煤气作为产品出售；低阶粉煤在环形炉中，经过干燥和热解后，得到半焦、煤气和焦油产品。
2.权利要求1所述一种低阶粉煤提质方法采用的装置，其特征是该装置包括:原煤料仓(I)、装料机(2)、布料器(3)、环形炉(4)、出料机(5)、输送皮带￠)、半焦料仓(7)、煤气发生炉(8)、热风炉(9)、煤气罐(10)、除尘和分离系统(11)、焦油收集系统(12)、环形炉不动部分(13)、转动炉底(14)、翻料和喷吹系统(15)、固定梁(16)、调整机构(17)、犁形翻料板(18)和热烟气、热煤气喷口(19)，所述原煤料仓(I)经漏斗连接装料机(2)，装料机(2)安装在环形炉不动部分(13)的上面，布料器(3)安装在环形炉不动部分(13)与装料机(2)之间；转动炉底(14)安放在环形炉不动部分(13)的下部，翻料和喷吹系统(15)设置在环形炉(4)的炉膛内，并固定在固定梁(16)上，固定梁(16)在环形炉不动部分(13)的上方，调整机构(17)在固定梁(16)下边，犁形翻料板(18)在转动炉底(14)上方，通过调整机构(17)调整犁形翻料板(18)与转动炉底(14)之间的间隙，热烟气、热煤气喷口(19)设置在犁形翻料板(18)背面；出料机(5)固定在环形炉不动部分(13)的侧面，输送皮带(6)连接半焦料仓(7);煤气发生炉(8)连接热风炉(9);环形炉不动部分(13)的炉顶通过管道连接除尘和分离系统(11)，焦油收集系统(12)通过焦油管道连接除尘和分离系统(11)，煤气罐(10)通过煤气管道连接焦油收集系统(12)。
3.根据权利要求2所述一种低阶粉煤提质方法采用的装置，其特征是所说的翻料和喷吹系统(15)沿炉膛横向间隔设置，数量为3?5组。
【文档编号】C10B57/10GK104449773SQ201410557304
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】王骥, 王为钢, 汪琦, 杨金鼎, 戚丙申 申请人:辽宁科技大学