[發明專利]燃煤電站與低階煤提質的集成系統及提質產物綜合利用

在審

• 申請號: 201510040053.0
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104610991A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張東柯;楊勇平;趙世飛;董偉;許誠;徐鋼;張鍇
• 申請（專利權）人: 西澳大學;華北電力大學
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/10;C10B39/02;F26B3/00;F23L15/00;F01K17/00
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華

技術領域

本發明屬于低階煤炭資源提質轉化、綜合利用技術領域，特別涉及一種燃煤電站與低階煤提質的集成系統及提質產物綜合利用。

背景技術

我國煤炭資源豐富，是世界上最大的煤炭生產國和消費國，也是世界上少數幾個以煤為主的一次性能源國家之一。而其中低階煤占到我國煤炭資源總量的50%以上，而且我國低階煤資源大多分布在我國西部和北部人口稀少地區，距離東南沿海工業發達地區遠。低階煤是指煤化程度比較低的煤（一般干燥無灰基揮發分>20%）。低階煤的顯著特點是水分高、揮發分高、熱值低并容易自燃，因此該煤種的經濟運輸半徑遠遠小于其他煤種，燃燒使用過程中的污染物排放又遠遠大于其他煤種。

低階煤提質技術的研究始于上20世紀80年代，經過近四十年的發展，部分低階煤提質技術已趨于成熟，并逐步應用到工業化生產中。按照低階煤提質程度劃分，目前國內外低階煤提質技術主要分為物理法的成型、干燥脫水提質技術和化學法的熱解(干餾)提質技術兩大類。其中，低階煤的干燥熱解法可以充分利用低階煤的品質特點，對其進行綜合利用開發，有效提取了其中的各類可回收組分，是極具推廣前景的一種方法。低階煤干燥熱解提質技術的基本原理，是低階煤脫除水分后，在絕氧、高溫的條件下進行干餾，生成煤氣、焦油和半焦的過程。

長期以來煤炭利用一直處于一種單一發展煤炭生產、不注重煤炭綜合利用的格局。煤炭資源的大部分利用是以單一生產過程的利用效率極低的直接燃燒為主，其他氣化、液化也是以單一過程為主，沒有綜合利用。為了使轉化過程取得較高的轉化效率，往往需要復雜的工藝和較高運行條件，從而導致轉化工藝技術復雜，設備龐大，投資及生產成本高，而且即使在單個生產工藝中取得較高效率，其能源總體利用效率也不會很高，而且單一的生產過程會造成很大的資源浪費。以往對煤的直接燃燒就是單一的把煤種各組分都作為燃料混合燃燒，而沒有將其提質綜合利用，使得利用率極低。

綜上所述，亟需找一種以低階煤為資源的集成多個生產工藝的系統。據此本專利提出了一種與燃煤電站相集成的低階煤提質系統，從整體利用效率的角度來提高煤炭資源利用率，并可產生高能量品位的、低活性、可長途安全運輸的煤/半焦，解決了低階煤容易自燃和水分高等技術難題。

發明內容

本發明目的是提供一種燃煤電站與低階煤提質的集成系統及提質產物綜合利用，其特征在于，所述燃煤電站與低階煤提質的集成系統包括煤的預干燥設備，煤的熱解器，煤/半焦冷卻器及其輔機設備，其中預干燥設備的固體出口和熱解器的熱氣體出口與燃煤電站的鍋爐連接，煤/半焦冷卻器的固體出口與燃煤電站的汽輪機回熱加熱系統連接，組成燃煤電站與低階煤提質的集成系統。

所述預干燥設備由低溫預干燥設備和中溫干燥設備組成，低溫預干燥設備設置低階煤入料口，低溫預干燥設備通過管道與中溫干燥設備和燃煤電站的鍋爐連接；中溫干燥設備通過管道與鍋爐空氣預熱器煙氣入口處尾部煙道抽氣口B連接，中溫干燥設備分別與熱解器和風機連接；風機再和熱解器煙氣入口連接；熱解器固體入口與中溫干燥設備固體出口連接，其氣/汽體入口與空氣預熱器抽氣口A熱空氣和汽輪機抽汽相連接，熱解器的氣體輸出口與鍋爐連接，熱解器的固體輸出口與煤/半焦冷卻器的入口相連接；空氣預熱器排煙處尾部煙道抽氣口C與低溫預干燥設備氣體出口連接；煤/半焦冷卻器與汽輪機的高壓加熱器相連接，其固體出口與煤/半焦倉連接。

所述熱解器的水蒸氣入口與汽輪機的中壓缸排汽抽汽口連接。

所述半焦冷卻器的冷卻介質入口與凝結水泵連接，凝結水泵給半焦冷卻器補充冷卻水；凝結水在半焦冷卻器中加熱升溫，升溫后的凝結水通過水泵返回到較高一級的回熱加熱器入口。

一種燃煤電站與低階煤提質的集成系統的提質產物綜合利用，其特征在于，包括：