[發明專利]中低階煤分質梯級利用的系統和方法

在審

• 申請號: 201611094036.6
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106834577A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張順利;王欣;賈懿曼;趙小楠;路丙川;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧環保技術股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C10B53/04;C10B57/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體而言，本發明涉及中低階煤分質梯級利用的系統和方法。

背景技術

我國能源結構特點是“富煤貧油少氣”，資源稟賦現狀決定了我國必須要發展煤化工，以實現通過煤頭獲得化工產品，實現對石油和天然氣的部分替代，以保障我國經濟發展和能源安全。同時，我國經濟發展需要大量鋼鐵，我國多采用高爐煉鐵方式生產鋼鐵，而高爐煉鐵不僅需要優質昂貴的焦炭，而且高爐污染嚴重、能耗較高。目前，急需一種高效、清潔的利用煤炭和冶煉鋼鐵的新技術，破解以上難題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出中低階煤分質梯級利用的系統和方法，利用該系統和方法可以實現中低階煤的分質梯級利用。

根據本發明的一個方面，本發明提出了中低階煤分質梯級利用的系統，包括：

中低階煤破碎裝置，所述中低階煤破碎裝置具有中低階煤入口和中低階煤粉出口；

含鐵物料破碎裝置，所述含鐵物料破碎裝置具有含鐵物料入口和含鐵礦粉出口；

混合裝置，所述混合裝置具有中低階煤粉入口、含鐵礦粉入口和混合物料出口，所述中低階煤粉入口與所述中低階煤粉出口相連，所述含鐵礦粉入口與所述含鐵礦粉出口相連，

熱解冶煉爐，所述熱解冶煉爐具有本體，所述本體內由上至下分為熱解段、冶煉段和熔池段，所述本體中部側壁上設置有烘爐噴槍，所述熱解段頂壁上具有混合物料入口和熱解油氣出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連，所述熱解段適于中低階煤粉發生熱解產生熱解油氣和熱解碳；所述冶煉段的側壁上具有含氧氣體噴傘，通過所述含氧氣體噴傘向所述冶煉段噴入含氧氣體，發生不完全燃燒放熱和產生富含一氧化碳的氣體，使所述混合物料發生還原反應和熔融，所述熔池段的下部具有渣出口和鐵水出口。

通過采用本發明上述實施例的中低階煤分質梯級利用的系統，首先將中低階煤粉與含鐵礦粉經混合后在熱解冶煉爐的熱解段內進行熱解，獲得高附加值的油氣資源。進一步地，利用中低階煤粉熱解后得到的熱解炭再次與含鐵物料在熱解冶煉爐的冶煉段發生還原反應得到還原產物。并且冶煉段內冶煉產生的高溫煙氣向上從熱解段頂壁上的熱解油氣出口排出，進而與熱解段的混合物料逆向接觸，加熱物料，促進熱解的進行。由此，通過采用本發明上述實施例的中低階煤分質梯級利用的系統，可以對中低階煤進行分質梯級利用，進而獲得高附加值的油氣資源，同時實現了含鐵礦粉的有效處理。

另外，根據本發明上述實施例的中低階煤分質梯級利用的系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述熱解段內的溫度為550-900攝氏度。

在本發明的一些實施例中，所述混合物料在所述熱解段內進行熱解的時間為30-60分鐘。

在本發明的一些實施例中，所述冶煉段內的溫度為由1200攝氏度逐漸升溫至1500攝氏度。

在本發明的一些實施例中，所述混合物料在所述冶煉段內進行還原反應的時間為25-50分鐘。

在本發明的一些實施例中，所述熱解冶煉爐內的壓力為0.1～0.5KPa。

根據本發明的第二方面，本發明還提出了利用前面實施例的中低階煤分質梯級利用的系統分質梯級利用中低階煤的方法，包括：

利用所述中低階煤破碎裝置對中低階煤進行破碎處理，以便得到中低階煤粉；

利用所述含鐵物料破碎裝置對含鐵物料進行破碎處理，以便得到含鐵礦粉；

將所述中低階煤粉和所述含鐵礦粉在混合裝置內進行混合處理，以便得到混合物料；

將所述混合物料送至所述熱解冶煉爐內，使所述混合物料中的在中低階煤在熱解段內發生熱解，產生熱解油氣和熱解碳；使熱解后混合物料進入冶煉段，向所述冶煉段內通入含氧氣體，發生不完全燃燒放熱和產生富含一氧化碳的氣體，使所述混合物料發生還原反應和熔融，以便得到鐵水和渣的混合物，使鐵水和渣的混合物進行渣鐵分離，以便得到鐵水和尾渣。