[發明專利]低階煤提質方法和低階煤提質設備

有效

• 申請號: 201410129151.7
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103937514A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 閔健;李衛華;顧乃偉;張宇;王連聲;陸濤;秦玉林;楊菁菁;袁奮云
• 申請（專利權）人: 國電龍源電力技術工程有限責任公司
• 主分類號: C10B49/02
• 分類號: C10B49/02;C10B57/10;C10B39/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;溫泉

1.一種低階煤提質方法，其特征在于，包括：

干燥步驟，通過第一氣體熱載體將煤層加熱至140℃以下，進行干燥，使得干燥后獲得的低階煤的水分重量含量在10%～15%，并產生副產氣體；

熱解步驟，通過第二氣體熱載體使所述干燥后獲得的低階煤的煤層溫度達到350～650℃，得到含塵氣體與熱半焦，所述含塵氣體分離出的氣相物質的一部分經初步冷卻后成為裂解氣；

裹覆步驟，由氣體冷載體逐步冷卻位于同一空間內的所述熱半焦與所述裂解氣，所述裂解氣中的重組分析出并裹覆在逐步冷卻的熱半焦表面，隨后，所述半焦被溫度為200～300℃的所述副產氣體進一步冷卻，得到裹覆半焦和混合氣體；和

熄焦鈍化步驟，使得進一步冷卻后的所述裹覆半焦與溫度為40～70℃的所述副產氣體直接接觸，重新吸附水分，進行裹覆半焦的表面氧化和再水合的反應，使該裹覆半焦的水分重量含量為8～16%。

2.根據權利要求1所述的低階煤提質方法，其特征在于：

所述第一氣體熱載體與所述第二氣體熱載體均以CO₂和氣態H₂O為主要組分，所述第一氣體熱載體在進入干燥步驟前的溫度控制在140～240℃，所述第二氣體熱載體在進入熱解步驟前的溫度控制在380～680℃。

3.根據權利要求1所述的低階煤提質方法，其特征在于：

所述第二氣體熱載體的氧含量的體積百分比小于等于2%，優選在0.5～2%內，更優選在0.5%以下，

所述第一氣體熱載體的氧含量的體積百分比小于等于6%，更優選小于等于5%，進一步優選小于2～3%，更優選在1%左右。

4.根據權利要求1所述的低階煤提質方法，其特征在于：

在所述熱解步驟中，所述煤層的厚度為200～600毫米，所述煤層的加熱速率在5～100℃/s的范圍內。

5.根據權利要求1所述的低階煤提質方法，其特征在于：

所述溫度為40～70℃的所述副產氣體的水分重量含量在10～20%，氧的體積百分含量為5-21%，優選

所述氣體冷載體為室溫下的氮氣，所述重組分是瀝青質，所述低階煤為褐煤。

6.根據權利要求1所述的低階煤提質方法，其特征在于：

在所述裹覆步驟中，所述裂解氣被冷卻至250～300℃，分離為氣相的粗煤氣和液相的煤焦油，所述粗煤氣包括CO、CH₄、H₂和CO₂，所述煤焦油包括飽和烴、芳香烴、非烴和瀝青質，優選

還包括從所述裹覆步驟產生的混合氣體中分離液體油的液體油分離步驟。

7.一種低階煤提質設備，其特征在于，包括熱風爐、干燥器、裂解器、第一旋風分離器、第二旋風分離器，裹覆反應器和熄焦鈍化器，其中，

熱風爐，對所述干燥器與所述裂解器提供不同溫度的氣體熱載體；

干燥器，接收作為原料煤的低階煤，與所述熱風爐管道連接，通過所述熱風爐提供的第一氣體熱載體將低階煤層加熱至140℃以下，進行干燥，使得低階煤的水分重量含量在5%～15%，得到干燥后的低階煤并產生副產氣體，并將所述副產氣體通向所述裹覆反應器與所述熄焦鈍化器；

裂解器，設置于所述干燥器的下方，所述干燥后的低階煤在重力作用下進入所述裂解器，通過所述熱風爐提供的第二氣體熱載體使經干燥后的煤層溫度達到350～650℃，得到含塵氣體與熱半焦，所述含塵氣體分別進入第一旋風分離器和所述第二旋風分離器，分離后均得到固相物質的粉煤和氣相物質，其中經所述第一旋風分離器分離得到的氣相物質經燃燒后補充成為所述熱風爐中的所述第一氣體熱載體或者第二氣體熱載體，經所述第二旋風分離器分離得到的氣相物質經初步冷卻后成為裂解氣；

裹覆反應器，設置于所述裂解器的下方，所述熱半焦在重力作用下進入所述裹覆反應器后，利用管道將所述氣體冷載體和所述裂解氣輸入到所述裹覆反應器，由氣體冷載體逐步冷卻所述熱半焦與所述裂解氣，所述裂解氣中的重組分析出并裹覆在逐步冷卻的熱半焦表面，隨后，所述熱半焦被溫度為200～300℃的所述副產氣體進一步冷卻，得到裹覆半焦和混合氣體；和

熄焦鈍化器，使得進一步冷卻后的所述裹覆半焦與溫度為40～70℃的所述副產氣體直接接觸，重新吸附水分，使該半焦的水分重量含量為8～16%。