[發明專利]半焦鈍化裝置以及采用該裝置的半焦鈍化方法

有效

• 申請號: 201410233910.4
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103980974A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 郭金成;程金民;巢煒;李曙光
• 申請（專利權）人: 湖南華銀能源技術有限公司
• 主分類號: C10L9/06
• 分類號: C10L9/06
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 李郁;劉云貴

技術領域

本發明涉及半焦精制的裝置和方法，具體地，本發明涉及半焦鈍化的裝置和方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，焦炭的需求量逐年增加，由于焦煤儲量少、地域分布不均，近年來國內焦炭價格一路走高。以西北地區為例，2006年焦炭的平均市場價格為1050元/t，而到2007年則上升至1472元/t，2008年初為1780元/t，2008年7月份為2980元/t，2008年底受金融危機影響，焦炭價格降至1700元/t，但是，總體來看，預計今后焦炭價格會進一步上升。焦炭價格的上漲致使下游產業生產成本直線上升，企業不堪重負，市場尋找焦炭的替代品已成為必然。

近十年來，受市場需求的推動，我國的陜、晉、寧、蒙等省區先后建設了一大批半焦廠，總能力達到3500-4000萬t/a。到2006年底，陜西榆林地區有半焦生產企業271家，設計生產能力2200萬t/a，實際年產量900萬t，焦油80萬t，總產值40億元，從業人員1.02萬人。針對半焦企業多，工藝簡單，規模小，環境污染嚴重等一系列問題，2008年12月國家工業和信息化部頒布《焦化行業準入條件》(2008年修訂)，將半焦列入其中，并對其單爐生產能力、總體規模、資源綜合利用等作出了明確規定。這對于促進焦化產業健康發展具有積極的作用。

目前，我國的半焦產能已達3500萬t/a左右。隨著半焦產能的逐步擴大，半焦的應用領域也隨之迅速延伸，運行半徑也將增大。目前，在晉、陜、蒙、寧等地已形成以電石、鐵合金、化肥、清潔燃料油、金屬鎂等為主的半焦下游產業集群。

低階煤通過低溫熱解后形成的固體產物——半焦，其仍含有大量的活潑化學基團，其化學活性非常高，極易與空氣中的氧發生氧化反應，放出熱量。據相關資料的報道，煤在室溫至100℃低溫條件下的氧化屬于煤的輕度氧化，氧化過程發生在煤的表面，首先形成碳氧絡合物，而碳氧絡合物是不穩定化合物，隨著溫度的進一步上升，易分解生成一氧化碳，二氧化碳和水等。由于絡合物分解而煤被粉碎，增加新的表面，氧又與新的煤表面接觸，使其氧化作用反復循環進行，如果氧化過程中產生的熱量不能及時帶走，則會使得煤表面的溫度上升，進而加劇氧化反應，當溫度超過一定值后，煤的氧化反應進入深度氧化，生成再生腐殖酸等產物。如果溫度超過煤的燃點，則氧化反應進入最深氧化階段，即燃燒，生成二氧化碳和水，以及少量的氮氧化物和硫氧化物。此外，半焦具有較為發達的孔道結構，當其暴露在空氣中時，會吸附空氣中的水分(即本發明中所說的再水合)，吸附過程中也會產生吸附熱，也有助于氧化反應的進行。

由于半焦具有高灰分，高固定碳，低揮發分等特點，因此，和其它煤種類似，半焦也有容易發生自燃的特點，在儲存和長距離運輸過程中容易發生自熱或者自燃，具有一定的安全隱患，因而給其合理利用帶來一定困難。因此，防治低階煤半焦自燃防治工作任務艱巨，也是亟待研究和解決的問題。

目前，國內外對活性半焦進行處理降低其自燃特性的方法和工藝設備主要有如下幾種：

國際專利WO2007048198A1公開了一種碳質材料的鈍化工藝、系統和設備。這個過程包括在低氧環境下干燥碳質材料和通過與含有揮發性物質的逆流氣體接觸來預處理碳質材料。這種揮發性物質在干燥的碳性材料粒子表面形成了一種保護膜，同時進入到它的微孔結構中，這樣就可以阻止水和氧氣進入到微孔里面，從而起到了鈍化作用，因此，也達到了防止其自燃的目的。

中國實用新型專利CN201580755U公開了一種無能耗主動防止煤自燃的煤堆，特征是在煤堆上設有豎直或者傾斜于煤堆中的熱棒，其蒸發段位于煤堆內，該熱棒冷凝段位于煤堆外，與空氣直接接觸。可有效降低煤堆內的溫度，主動防止煤堆煤炭自燃，無動力、人力及物質消耗，運行經濟，可長期可靠運行。

中國發明專利CN102966369A公開了一種基于煤低溫氧化機理的防止煤自燃的復合阻化劑，屬于防止煤自燃的阻化劑。該阻化劑既可以與煤中的甲基、亞甲基發生取代反應生成穩定的醚類物質，又可以與煤中甲基、亞甲基氧化生成的烷基過氧化物自由基相互作用，銷毀過氧化物自由基，從而抑制煤自燃過程中甲基、亞甲基等活性基團的生成與活性，從本質上改變了煤的自燃特性，抑制了煤炭自燃。同時，該阻化劑還具有物理保濕作用，能較好地鎖住注入媒體的水，從物理阻化角度較好地防止煤自燃。