[發(fā)明專利]低階煤的自熱-自燃過程能量利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710264631.8
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107118785B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 王影;王瑩;趙鈺瓊;劉俊;張永發(fā);李國強;李濤;王兆文;王宏宇
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: C10B49/02
• 分類號: C10B49/02;C10B57/08;C10B39/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發(fā)明公開了一種低階煤的自熱?自燃過程能量利用方法，包括如下步驟：（1）、將水蒸氣、空氣、二氧化碳和氧氣中的一種或多種氣體的組合作為加熱介質(zhì)A，加熱介質(zhì)A與經(jīng)過破碎篩分的煤料充分熱交換，直至煤料脫水過程完成；（2）、將氧氣或空氣的一種或兩種氣體組合作為氣體B，將水蒸氣、二氧化碳或氮氣的一種或多種氣體的組合作為控制氣體C，將氣體B和氣體C按比例混合均勻得到混合氣體；當煤料溫度低于300℃時，氣體B和氣體C的體積混合比例為：1：0~0.5，當煤料溫度高于300℃時，氣體B和氣體C的體積混合比例為：0~1：1。本發(fā)明圍繞低階煤水分高、易自燃和自熱?自燃的自放熱熱量未利用的特點，開發(fā)了一種低階煤自熱?自燃過程能量利用工藝。

技術領域

本發(fā)明涉及煤氣利用領域，具體為一種低階煤的自熱-自燃過程能量利用工藝，特別是通過不同氣體控制低階煤自熱-自燃的自放熱過程并回收利用能量的工藝。

背景技術

低階煤具有高水分、低熱值和易自燃特點；高水分不利于運輸，直接燃燒熱值低，利用前需要進行脫水預處理，炭化過程是低階煤利用的首選；低階煤在空氣中堆放易自熱和自燃，學者對煤的自熱和自燃過程的認知僅停留在抑制和鈍化過程，而自熱-自燃過程的放熱量被忽略，造成熱量的極大浪費。如何高效利用熱量對節(jié)能減排具有巨大的社會意義。

因此需開發(fā)一種以水蒸氣等氣體對自放熱熱量進行熱交的自熱-自燃能量利用工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于自熱-自燃過程能量利用的工藝，建立了一個可調(diào)控的自熱-自燃系統(tǒng)，充分利用水蒸氣等氣體的熱交換能力，回收自放熱的熱量，形成一個低階煤利用的新工藝，該工藝具有較好的能量利用率和利用方式。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：

一種低階煤的自熱-自燃過程能量利用方法，包括如下步驟：

（1）、將水蒸氣、空氣、二氧化碳和氧氣中的一種或多種氣體的組合作為加熱介質(zhì)A，加熱介質(zhì)A與經(jīng)過破碎篩分的煤料充分熱交換，直至煤料脫水過程完成；

（2）、將氧氣或空氣的一種或兩種氣體組合作為氣體B，將水蒸氣、二氧化碳或氮氣的一種或多種氣體的組合作為控制氣體C，將氣體B和控制氣體C按比例混合均勻得到混合氣體；當煤料溫度低于300℃時，氣體B和控制氣體C的體積混合比例為1:0~0.5，當煤料溫度高于300℃時，氣體B和控制氣體C的體積混合比例為0~1:1；

（3）、將步驟（1）脫水完成的煤料與步驟（2）得到的混合氣體充分接觸，混合氣體的初始溫度為550~650℃，將煤料保持在非燃燒狀態(tài)下，伴隨有炭化過程，該階段以半焦成熟作為結(jié)束；

（4）、將空氣、氮氣、二氧化碳和水蒸氣一種或多種的組合作為熱交換介質(zhì)氣體D，用熱交換介質(zhì)氣體D對步驟（3）所得到的半焦進行熄焦過程。

低階煤利用過程首先需進行預脫水處理，能得到大量水蒸氣，水蒸氣等氣體是一種良好的熱交換介質(zhì)。煤料在自熱-自燃過程中升溫并放出大量熱，如不利用就被浪費掉，水蒸氣和氧氣氣體的調(diào)控可以完成自熱-自燃過程的促進和抑制作用調(diào)控，同時自放熱的熱量足以使煤同時完成炭化過程，整個階段完成后能得到高溫半焦。熄焦過程中，高溫半焦的熱量也可用以水蒸氣為主體的氣體介質(zhì)帶出，并回收利用，熄焦后的半焦基本無自燃傾向。