處理低階煤的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明設(shè)及一種處理低階煤的系統(tǒng)和方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低階煤主要包括不黏煤、弱黏煤、長(zhǎng)焰煤和褐煤等，具有水分高、密度小、揮發(fā)分 高、不黏結(jié)、化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差及發(fā)熱量低等特點(diǎn)。中國(guó)低階煤資源探明儲(chǔ)量也在 2000億tW上，低階煤的儲(chǔ)量占已探明煤炭?jī)?chǔ)量的55% W上。
[0003] 低階煤直接燃燒的熱效率低，且溫室氣體的排放量也很大，難W大規(guī)模開發(fā)利用。 低階煤不經(jīng)過提質(zhì)加工，難W滿足多種用戶的質(zhì)量要求，因此提質(zhì)加工成為低階煤高效開 發(fā)利用的關(guān)鍵。低階煤的提質(zhì)加工包括分選、干燥、成型、熱解、氣化等，低階煤脫灰、脫水后 熱值增加，低階煤脫硫后可W減少后續(xù)加工過程中設(shè)備的腐蝕和降低酸雨對(duì)環(huán)境的危害， 低階煤通過提質(zhì)加工可W擴(kuò)大其利用范圍。
[0004] 雖然通過分選可W脫除低階煤中的礦物雜質(zhì)，但濕法分選過程中煤與水充分接 觸，造成選煤產(chǎn)品水分增大，降低了產(chǎn)品發(fā)熱量，部分抵消了洗煤效果，也與提質(zhì)脫水的目 標(biāo)相矛盾，而常溫的干法分選過程中煤的表面水分使得顆粒之間的粘附幾率大，分選效果 差。與低階煤燃燒發(fā)電相比，低階煤直接進(jìn)行干燥、熱解和氣化技術(shù)在一定程度上提高低階 煤的利用效率，但提質(zhì)煤中的灰、硫等礦物雜質(zhì)影響后續(xù)加工產(chǎn)品的質(zhì)量，且含硫、氮等化 合物造成污染環(huán)境和設(shè)備腐蝕，同時(shí)降低了熱解和氣化過程的有效處理量。因此，開發(fā)新的 低階煤利用途徑成為低階煤深加工新的研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種處理低階煤的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)可W解決現(xiàn)有的復(fù)合式排桿技術(shù) 對(duì)低階煤排桿率低的問題，從而可W提高后續(xù)熱解過程中熱解產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率，并且通 過將熱解過程中產(chǎn)生的余熱回收用于排桿過程，可W顯著降低能源成本，同時(shí)通過將粉煤 進(jìn)行氣化處理得到氣化氣，不僅可W顯著提高原料利用率，而且可W提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理低階煤的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例，該系統(tǒng)包括：
[0007] 熱風(fēng)復(fù)合式排桿裝置，所述熱風(fēng)復(fù)合式排桿裝置具有低階煤入口、熱風(fēng)入口、桿石 出口、精煤出口和尾氣出口；
[000引篩分裝置，所述篩分裝置具有精煤入口、塊煤出口和粉煤出口，所述精煤入口與所 述精煤出口相連；
[0009] 熱解裝置，所述熱解裝置具有塊煤入口、半焦出口和熱解油氣出口，所述塊煤入口 與所述塊煤出口相連；
[0010] 半焦余熱回收裝置，所述半焦余熱回收裝置具有半焦入口、冷卻半焦出口和熱氣 出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連，所述熱氣出口與所述熱風(fēng)入口相連；
[0011] 粉煤干燥裝置，所述粉煤干燥裝置具有粉煤入口、干燥熱氣入口、干燥粉煤出口和 干燥尾氣出口，所述粉煤入口與所述粉煤出口相連;W及
[0012] 粉煤氣化裝置，所述粉煤氣化裝置具有干燥粉煤入口和氣化氣出口，所述干燥粉 煤入口與所述干燥粉煤出口相連。
[0013] 由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)通過采用熱風(fēng)對(duì)低階煤進(jìn)行處理， 不但實(shí)現(xiàn)了預(yù)干燥和排桿一體化，而且通過預(yù)干燥處理可W脫除低階煤表面的水分，從而 降低了排桿過程中顆粒之間(尤其是精煤與桿石之間）的粘結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復(fù)合式排 桿技術(shù)對(duì)低階煤排桿率低的問題，并且解決了熱解產(chǎn)品品質(zhì)差和氣化氣的品質(zhì)差的問題， 即采用本發(fā)明的系統(tǒng)可W顯著提高熱解過程中熱解產(chǎn)品的質(zhì)量和氣化過程中氣化產(chǎn)品的 質(zhì)量，同時(shí)通過在對(duì)低階煤進(jìn)行氣化處理之前進(jìn)行干燥處理，可W顯著提高氣化過程中氣 體產(chǎn)率和品質(zhì)，其次通過將復(fù)合式排桿技術(shù)、干燥技術(shù)、熱解技術(shù)和氣化技術(shù)有機(jī)集成，巧 妙的將熱解過程中產(chǎn)生的余熱用于排桿過程，可W顯著降低處理過程能源成本。
[0014] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0015] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:除塵裝置，所述除 塵裝置具有尾氣入口、氣體出口和粉塵出口，所述尾氣入口分別與所述尾氣出口和所述干 燥尾氣出口相連。
[0016] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:廢熱鍋爐，所述廢 熱鍋爐具有氣化氣入口、煤氣出口和過熱蒸汽出口，所述氣化氣入口與所述氣化氣出口相 連，所述過熱蒸汽出口與所述干燥熱氣入口相連。由此，可W實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)余熱的充分利用，從 而降低能源成本。
[0017] 在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理低階煤的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例，該方法是采用上述所述的處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該方 法包括：
[0018] (1)將低階煤供給至所述熱風(fēng)復(fù)合式排桿裝置中采用熱風(fēng)對(duì)所述低階煤進(jìn)行排桿 和預(yù)干燥處理，W便分別得到桿石、精煤和含有粉塵的尾氣；
[0019] (2)將所述精煤供給至所述篩分裝置中進(jìn)行篩分處理，W便得到塊煤和粉煤；
[0020] (3)將所述塊煤供給至所述熱解裝置中進(jìn)行熱解處理，W便得到半焦和熱解油氣；
[0021] (4)將所述半焦供給至所述半焦余熱回收裝置中進(jìn)行余熱回收處理，W便得到冷 卻半焦和熱氣，并將所述熱氣返回步驟(1)作為所述熱風(fēng)使用；
[0022] (5)將所述粉煤供給至所述粉煤干燥裝置中采用干燥熱氣對(duì)所述粉煤進(jìn)行干燥處 理，W便得到干燥尾氣和干燥粉煤；W及
[0023] (6)將所述干燥粉煤供給至所述粉煤氣化裝置進(jìn)行氣化處理，W便得到氣化氣。
[0024] 由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)通過采用熱風(fēng)對(duì)低階煤進(jìn)行處理， 不但實(shí)現(xiàn)了預(yù)干燥和排桿一體化，而且通過預(yù)干燥處理可W脫除低階煤表面的水分，從而 降低了排桿過程中顆粒之間(尤其是精煤與桿石之間）的粘結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復(fù)合式排 桿技術(shù)對(duì)低階煤排桿率低的問題，并且解決了熱解產(chǎn)品品質(zhì)差和氣化氣的品質(zhì)差的問題， 即采用本發(fā)明的系統(tǒng)可W顯著提高熱解過程中熱解產(chǎn)品的質(zhì)量和氣化過程中氣化產(chǎn)品的 質(zhì)量，同時(shí)通過在對(duì)低階煤進(jìn)行氣化處理之前進(jìn)行干燥處理，可w顯著提高氣化過程中氣 體產(chǎn)率和品質(zhì)，其次通過將復(fù)合式排桿技術(shù)、干燥技術(shù)、熱解技術(shù)和氣化技術(shù)有機(jī)集成，巧 妙的將熱解過程中產(chǎn)生的余熱用于排桿過程，可W顯著降低處理過程能源成本。
[0025] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理低階煤的方法還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0026] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的方法進(jìn)一步包括：（7)將所述含有粉 塵的尾氣和所述干燥尾氣供給至所述除塵裝置中進(jìn)行除塵處理，W便收集粉塵。
[0027] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的方法進(jìn)一步包括：（8)將所述氣化氣 供給至所述廢熱鍋爐中進(jìn)行余熱回收處理，W便得到煤氣和過熱蒸汽，并將所述過熱蒸汽 返回至步驟(5)作為所述干燥熱氣使用。由此，可W實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)余熱的充分利用，從而降低能 源成本。
[00%]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述熱風(fēng)的溫度為80~130攝氏度，所述 熱風(fēng)的流速為8~23m/s。由此，可W顯著提高低階煤干燥和排桿效率。
[0029] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述塊煤的粒徑不低于6mm。由此，可W 顯著提高低階煤熱解效率。
[0030] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述熱解處理的溫度為500-900攝氏度。
[0031] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(5)中，所述干燥熱氣的溫度為100~200攝氏 度，所述干燥熱氣的流速為0.1~〇.5m/s。由此，可W顯著提高粉煤的干燥效率。
[0032] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(6)中，所述氣化的溫度800~1100攝氏度。由 此，可W顯著提高粉煤的氣化效率，從而提高氣化氣產(chǎn)率。
[0033] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0034] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0035] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0039] 圖5是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0040] 圖6是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0041 ]圖7是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0043] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是