[發明專利]褐煤提質爐

無效

• 申請號: 201010569366.2
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN102102021A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 吳植仁
• 申請（專利權）人: 吳植仁
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B53/04;C10B49/02;C10B57/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種將高水分低熱值的褐煤提升其品質的工業爐，所產提質褐煤以長途外運為目的。

背景技術

全世界的褐煤地質儲量約為4萬億T，占全球煤炭地質儲量的40％弱。據20世紀末的統計，我國已有探明褐煤保有儲量1300億T，占全國煤炭總儲量的13％左右。儲量巨大。且埋藏深度淺，可采煤層厚，大多適宜露天開采，生產安全，開采成本低。

但是其熱值低(一般在2700-3600Kcal/kg之間)，水分高(全水分在26-40％之間)，毛煤松軟，孔隙率大，易碎裂，比表面積大，易風化、氧化，燃點低，發火期較短，外運困難。內蒙是我國的褐煤主產區，根據規劃，到2020年，內蒙的褐煤生產能力將達到8000萬T/年，霍林河礦區將成為世界級的特大型褐煤露天礦。由于內蒙嚴重缺水，不可能大量發展坑口電站，所產褐煤必需外運。唯一的選擇是將低品質的褐煤提質后外運。研制高效的褐煤提質技術仍當務之急。

褐煤中的水有三類，即自由水、內在水和結晶水。當褐煤加熱到100℃以上時，大部分的自由水能夠被蒸發。當褐煤在常壓下繼續加熱到150℃以上時，褐煤結合水(內在水)開始被脫除，羥基官能團(主要是-COOH)發生分解，析出CO₂氣體，同時將褐煤的結合水(內在水)排除。進一步提高溫度，將導致越來越多的羥基官能團分解，從而引起褐煤的表面性質改變。結晶水是和灰份共存的水，要在更高的溫度下才能分解。

對于無需遠途外運的提質褐煤，例如用于坑口電站的褐煤，僅需脫除自由水。需遠途外運的提質褐煤，必需提高脫水深度，因為只脫除自由水的褐煤容易返潮。在更高的干燥溫度下，由于大量的羥基官能團分解，導致褐煤內部的毛細孔倒坍和產生交聯。毛細孔倒坍可以阻止水分進入毛細孔；而交聯反應則能夠對毛細孔進行密封，阻止倒坍的毛細孔在吸收水分時再膨脹。另外，當褐煤溫度被加熱到200℃以上時，其表面積會大大減少。表面積減少的主要原因是由于在高溫干燥條件下引起褐煤內部的焦油的強烈遷移，即焦油由毛細孔內部向毛細孔外部遷移。遷移到毛細孔外部的焦油在冷卻過程中，由于焦油冷凝，從而對毛細孔進行密封，并使褐煤的表面積減少。

由于上述過程，即毛細孔倒塌，交聯和焦油遷移對毛細孔形成密封，結果褐煤變得越來越疏水，同時也能夠觀察到褐煤的硬化，這也導致褐煤的剛性結構的形成。其結果就是褐煤能夠從軟煤轉換為硬煤，由親水性轉換為疏水性，從而可以實現褐煤的長途運輸。

褐煤的這種最佳提質溫度是褐煤的一種特質，有的褐煤可能是250℃，而有的褐煤可能要高達550℃以上，即達到低溫干餾所需的溫度，這應由實驗確定。因此，本發明對褐煤的這種最佳提質溫度未加限定。

公知的以長途外運為目的褐煤提質技術有多種。

可以把它們分類如下：

1.加熱汽化：

1.1氣體熱載體：

1.1.1滾筒提質該技術可以將褐煤水分降至15％左右，脫水率高，熱值提升

至4500kcal/kg左右。其原理是將料煤經破碎至0-50mm后放入充滿約500℃的高溫熱風的滾筒。在傾斜轉動的滾筒內，由滾筒壁上的揚料板使褐煤在干燥筒體內行程穩定的形成全斷面料幕，使煙氣與原煤充分交換熱量，交換時間在30分鐘左右，從而使褐煤得到干燥。

1.1.2振動混流提質將原煤破碎至35-50mm，經過熱風干燥機干燥。干燥機為密閉式箱體，內設4-5層“之”字型振動式斜面篩網。熱風爐產生的高溫熱風經過與冷風混合至230℃左右形成的中溫熱風從下而上的穿過干燥箱。煤粒從上而下的經過振動篩面，細顆粒從網眼中漏下，很快完成干燥，粗顆粒則緩慢經過篩面滾落而下，可脫去褐煤水分10％左右，熱值提升至3500kcal/kg左右，單臺設備干燥能力較大，可以達到300萬噸每年，但脫水率低。

1.1.3帶式爐提質使用熱風干燥，但該技術所使用的熱風溫度可以高達300℃，采用預熱、干燥和冷卻過程，除了對褐煤進行干燥外，還能改性提質一分解了含氧官能團，使部分氧原子析出，從而使脫水率更高。褐煤放置在網狀耐熱金屬帶上輸送，經過風機產生的強力風穿過網狀輸送帶的網孔和褐煤之間的間隙與熱風進行熱量交換，使褐煤得到干燥和改性提質。可以將褐煤水分降至10％以下，熱值提高到5000kcal/kg以上。

上述幾種提質技術的共同缺點是：單臺處理量不大；熱效率不高；需要運動機構，結構復雜、造價貴、事故率高。