專利名稱：用于煤的有機(jī)精制的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方法的開發(fā)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冶金應(yīng)用的從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)的有機(jī)精 制方法。
背景技術(shù)：
用于從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的現(xiàn)有方法包括通過將煤的有機(jī)物溶于各種 有機(jī)溶劑中的煤的化學(xué)選礦步驟。因為煤基本上構(gòu)成了有機(jī)和無機(jī)成分的不均勻混合物， 所以煤的溶劑分解方法根據(jù)其成分、熟化度和結(jié)構(gòu)特征而改變?；瘜W(xué)選礦方法的主要優(yōu)點(diǎn) 是i)容易從主工藝物流回中收溶劑；ii)回收的溶劑的溶劑分解效率與新鮮溶劑的溶劑 分解效率一樣高；iii)回收95-98%的溶劑；iv)清潔煤的成焦性提高；和v)可使用工業(yè)有 機(jī)溶劑。然而，由于在該方法中溶劑和能量需求的成本高，所以該方法的操作成本相當(dāng)高。煤的有機(jī)精制或溶劑精制或溶劑提取是眾所周知的工藝技術(shù)。然而，大多數(shù)現(xiàn)有 工藝的主要目的是生產(chǎn)灰分含量少于4%的特清潔煤或超清潔煤。順便提及，該母煤(原 煤)的平均含量為25%。探索性研究披露了在大氣壓下即便在回流條件下通過該被研究的 提取方法能夠提取至少50%的母煤。處理過的煤大約含有4%的灰分。還觀測到，當(dāng)由如在上文描述的被研究的方法生產(chǎn)時，超清潔煤的產(chǎn)率和灰分含 量是令人滿意的。在用于執(zhí)行被研究的方法的工作臺規(guī)模的裝置中，除產(chǎn)率以外，主要的關(guān) 注因素是被研究的方法的經(jīng)濟(jì)可行性，例如，為提取而消耗相當(dāng)多的熱。再者，溶劑的回收 需要消耗大量的熱。以上兩種熱輸入的結(jié)合乍一看使得被研究的方法趨于不可行?，F(xiàn)在， 如果基于優(yōu)先性的基礎(chǔ)來安排這兩種熱消耗的話，則用于提取的熱消耗取消(supersede)， 因為提取方法僅依賴于提取溫度，所以這是通常稱之為熱提取的原因。因此，用于溶劑回收 的熱需求是用于使總熱消耗最少化的唯一可能。因此，溶劑回收的有效的或最佳的設(shè)計可 以使被研究的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚械姆椒?。發(fā)明目標(biāo)因此，本發(fā)明的目的是提出一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法，其消 除了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提出一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法，其是經(jīng) 濟(jì)的。本發(fā)明的再一目的是提出一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法，其是靈 活的，從而能夠生產(chǎn)具有期望水平的灰分含量的清潔煤。本發(fā)明的又一目的是提出一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法，其火災(zāi) 危險較低。本發(fā)明的另一目的是提出一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法，其消耗 較少的能量。發(fā)明概述因此，提供一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)方法。該方法包括充分地混 合煤、溶劑和共溶劑，以產(chǎn)生煤漿。用預(yù)定比例的煤-溶劑混合物提取該煤漿。在被設(shè)計用
3于執(zhí)行該方法的提取單元中，保持足夠高的溫度，從而有助于在高溫下進(jìn)行提取。還保持高 壓，以使液體的沸點(diǎn)升高。溫度和壓力的變化范圍為大約200°C至大約300°C和大約1. 5atm 至大約5atm。由于熱沖擊，煤結(jié)構(gòu)變得松散，并且提取方法得以強(qiáng)化?，F(xiàn)在保持反應(yīng)器內(nèi)部 的壓力和溫度不變，給予足夠的時間來使煤漿的重礦物沉降。在礦物沉降后，從頂部取走大 約80 %的煤提取物，以保持壓力和溫度不變。然后，在大氣壓下將煤提取物釋放在閃蒸器單 元中。由于壓降，閃蒸掉至少30%的溶劑，在閃蒸室的底部留下70%的液體，然后將該液體 轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，進(jìn)一步回收溶劑，然后將重物料的濃縮物排至沉淀槽中。蒸發(fā) 器和閃蒸單元的組合能夠回收幾乎90%的溶劑。剩余的溶劑，其仍有7-8%的量，能從蒸餾 單元進(jìn)行回收。因此，該改進(jìn)的方法在能耗最小的情況下提供了期望的產(chǎn)率。附圖簡述圖A示出本發(fā)明的工藝流程圖。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的詳述如在

圖1中所示，將煤、諸如N-甲基吡咯烷酮的溶劑和諸如乙二胺的共溶劑在被 設(shè)計用于執(zhí)行該改進(jìn)方法的系統(tǒng)的原料制備區(qū)(1)中充分地混合。然后，將煤漿泵送到反 應(yīng)器(2)中。在反應(yīng)器(2)中，通過使熱的熱流體循環(huán)來保持大約200°C至300°C的溫度。 在反應(yīng)器(2)內(nèi)部，通過產(chǎn)生大約3atm至4atm的壓力來保持高壓。高壓使得溶劑的沸點(diǎn)升 高。煤漿在反應(yīng)器(2)中的停留時間可以根據(jù)該方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)及其特定要求從1小 時變至1.5小時。然后，使提取的煤-溶劑混合物在反應(yīng)器⑵中沉降。在沉降器⑵中， 在煤-溶劑混合物停留了某一指定時間后，所有礦物都沉降下來。從沉降器(2)的頂部收集 煤提取物，并將其送至閃蒸器單元(3)。在閃蒸器單元(3)中，由于突然的壓降，因為溶劑的 溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于該溶劑的常壓沸點(diǎn)，所以大約30%的溶劑被蒸發(fā)。因此，在沒有引入任何外部 熱源的情況下，回收了大約30%的溶劑。實際上，在反應(yīng)器(2)中采用高壓和高溫來進(jìn)行閃 蒸。然后，將具有一些煤提取物的重物料供給到蒸發(fā)器(4)。閃蒸器單元(3)的底部還含有 一些量的煤提取物，再將這些量的煤提取物排至蒸發(fā)器(4)中。將殘留物(5)取走并儲存 起來以備后用。濾液含有少許煤提取物，將這些煤提取物供給到蒸發(fā)器(4)。在蒸發(fā)器(4) 中，通過煮沸大部分溶劑來濃縮“煤提取物”。借助于蒸發(fā)，有可能進(jìn)一步回收大約60%的 溶劑。這樣，通過組合閃蒸器(3)和蒸發(fā)單元(4)，就有可能回收幾乎90%的溶劑。在沉淀 槽(6)中，因為水作為抗溶劑，所以煤沉淀下來。通過另一轉(zhuǎn)鼓式過濾器來過濾該漿，收集 作為殘留物的超清潔煤。濾液包含水和有機(jī)混合物，將該有機(jī)混合物供給到蒸餾單元(7)， 并將水和有機(jī)物質(zhì)分離開。在蒸餾單元(7)中，回收剩余的7-8%的溶劑。所提出的方法通 過組合閃蒸單元(3)、蒸發(fā)單元(4)和蒸餾單元(7)有助于回收98%的溶劑，且能耗最小。 該方法同時以令人滿意的產(chǎn)率生產(chǎn)具有期望灰分水平(0. 1-10% )的清潔煤(9)。
權(quán)利要求
一種尤其適于冶金應(yīng)用的從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)的有機(jī)精制方法，該方法包括以下步驟-將煤、溶劑和共溶劑在被設(shè)計用于執(zhí)行所述方法的系統(tǒng)中充分地混合，所述混合用于在所述系統(tǒng)的原料制備區(qū)(1)中產(chǎn)生煤漿；-通過泵送將所述漿供給到反應(yīng)器(2)；-所述反應(yīng)器(2)保持大約200℃至300℃的溫度和1.5atm至5atm的壓力；-根據(jù)預(yù)定的工藝參數(shù)，使煤-溶劑混合物在所述反應(yīng)器中的停留時間為約1小時至1.5小時；-在所述反應(yīng)器中沉降后，提取煤-溶劑混合物；-將提取的煤供給到閃蒸器單元(3)；-從所述閃蒸單元(3)回收大約30％的溶劑；-將剩余的具有一些煤提取物的重物料供給到蒸發(fā)器(4)，所述一些煤提取物包括留在所述閃蒸單元(3)的底部的一定量的煤提取物；-從所述蒸發(fā)器(4)提取大約60％的溶劑；-將來自所述蒸發(fā)器(4)的殘留物排至具有作為抗溶劑的水的沉淀器(6)，以產(chǎn)生煤漿；-在轉(zhuǎn)鼓中過濾該漿；-收集含有0.1-10％灰分的作為殘留物的超清潔煤；-將包含水和有機(jī)混合物的濾液供給到蒸餾單元(7)中；-在所述蒸餾單元(7)中分離水和有機(jī)物質(zhì)，以回收剩余溶劑的至少7-8％。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，煤漿混合物包含比例為1 17 1的煤溶劑 共溶劑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用有機(jī)化學(xué)品N-甲基吡咯烷酮和乙二胺作為用 于提取的所述溶劑和所述共溶劑。
4.參照附圖基本上如本文所描述的一種尤其適于冶金應(yīng)用的從高灰分煤生產(chǎn)低灰分 清潔煤的改進(jìn)的有機(jī)精制方法。
全文摘要
一種從高灰分煤生產(chǎn)低灰分清潔煤的改進(jìn)的有機(jī)精制方法，該方法包括以下步驟將煤、溶劑和共溶劑混合；通過泵送將漿供給到反應(yīng)器(2)，所述反應(yīng)器(2)保持大約200℃至300℃的溫度和1.5atm的壓力下；提取煤-溶劑混合物；將提取的煤供給到閃蒸器單元(3)；從閃蒸單元(3)回收大約30％的溶劑；將剩余的具有一些煤提取物的重物料供給到蒸發(fā)器(4)；從所述蒸發(fā)器(4)提取大約60％的溶劑；將來自所述蒸發(fā)器(4)的殘留物排至沉淀器(6)；在轉(zhuǎn)鼓中過濾漿；收集含有0.1-10％灰分的作為殘留物的超清潔煤；將濾液供給到蒸餾單元(7)中；分離水和有機(jī)物質(zhì)，以回收剩余溶劑的至少7-8％。
文檔編號C10L9/10GK101855327SQ200980100980
公開日2010年10月6日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者P·K·班爾杰, P·比斯沃斯, V·K·坎達(dá)麗亞 申請人:塔塔鋼鐵有限公司