[發(fā)明專利]處理低階煤的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710428703.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN107216894A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐敬坤;裴培;趙吉詩;員曉;劉亮;鄧君;范志輝;吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C10B53/04
• 分類號(hào): C10B53/04;C10K1/00;C10K1/16;C21B13/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種處理低階煤的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

煤本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了低階煤揮發(fā)分高、活性強(qiáng)，由于水分和氧含量高而熱值低，直接利用(燃燒或氣化)效率低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)不如高階煤，因此，大規(guī)模開發(fā)利用的低階煤必須先對(duì)其進(jìn)行加工提質(zhì)才能用于生活生產(chǎn)。最為科學(xué)和常用的加工方法之一是熱解，也稱“干餾”或“熱分解”。熱解是指煤在隔絕空氣或在惰性氣體條件下持續(xù)加熱至較高溫度時(shí)，所發(fā)生的一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)，在此過程中煤會(huì)發(fā)生交聯(lián)鍵斷裂、產(chǎn)物重組和二次反應(yīng)，最終得到氣體(煤氣)、液體(焦油)、及固體(半焦)等產(chǎn)物，是一種資源高效綜合利用方法，可減少燃煤造成的環(huán)境污染，提高低階煤資源綜合利用價(jià)值的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

我國是鋼鐵生產(chǎn)第一大國，目前廢鋼供應(yīng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了鋼鐵生產(chǎn)的需要。國內(nèi)廢鋼缺口得不到足夠補(bǔ)充，進(jìn)一步加劇了市場(chǎng)供應(yīng)的緊張局面。非焦煤冶金工藝是指不適用焦炭進(jìn)行冶金生產(chǎn)的各種工藝方法，分為直接還原法和熔融還原法兩大類別，其中直接還原法為非焦煤冶金的主流。直接還原法分氣基和煤基兩種。在所有氣基直接還原冶金工藝中，多數(shù)通過天然氣獲得還原及能源。受天然氣資源的限制，氣基直接還原冶金工藝成本高，不適合中國國情，而傳統(tǒng)的煤制氣工藝存在著設(shè)備投資高昂、成本高、水耗高、環(huán)境負(fù)荷大、技術(shù)尚不成熟、投資回報(bào)率低等弊端，阻礙了氣基直接還原在中國的發(fā)展。此外，目前的熱解反應(yīng)器中，熱解油氣在反應(yīng)器中停留時(shí)間長，油氣二次反應(yīng)劇烈，影響熱解油氣的品質(zhì)。熱解反應(yīng)器采用塊煤作原料，成本高。

因此，現(xiàn)有的煤冶金工藝有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種處理低階煤的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)可以有效地將低階煤熱解得到的熱解氣用作氣基豎爐用還原氣，同時(shí)副產(chǎn)半焦，顯著提高了資源利用率并減少了CO₂排放，且工藝流程短、水耗低、投資低。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理低階煤的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)包括：

快速熱解裝置，所述快速熱解裝置內(nèi)自上而下限定出進(jìn)料區(qū)、熱解區(qū)和出料區(qū)，所述熱解區(qū)的側(cè)壁上布置有熱解氣出口，并且所述熱解氣出口處布置有顆粒除塵單元；

除塵器，所述除塵器具有熱解氣入口、粉塵顆粒出口和除塵后氣出口，所述熱解氣入口與所述熱解氣出口相連；

脫硫脫碳裝置，所述脫硫脫碳裝置具有除塵后氣入口和凈化后氣出口，所述除塵后氣入口與所述除塵后氣出口相連；

加熱裝置，所述加熱裝置具有凈化后氣入口和加熱后氣出口，所述凈化后氣入口與所述凈化后氣出口相連；

氣基豎爐，所述氣基豎爐具有還原氣入口、冷卻氣入口、氧化球團(tuán)入口、爐頂氣出口、還原球團(tuán)出口和換熱后氣出口，所述還原氣入口與所述加熱后氣出口相連。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)通過采用快速熱解裝置對(duì)低階煤進(jìn)行處理，在快速熱解裝置內(nèi)布置多層蓄熱式輻射管和布料器，使得低階煤在經(jīng)低階煤入口進(jìn)入后在布料器的作用下被分散，然后在下落過程中被蓄熱式輻射管快速加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)低階煤的快速熱解，從而使得所得熱解氣中油含量較低(所得熱解氣中有效氣含量高，甲烷、油含量低)，進(jìn)而不需要單獨(dú)進(jìn)行焦油捕集，使流程簡(jiǎn)化，且熱解氣中有效氣含量高，并且通過在熱解氣出口處布置顆粒除塵單元，可以對(duì)熱解氣出口排出的熱解氣進(jìn)行一次除塵，從而可以降低后續(xù)的除塵負(fù)荷，然后將熱解氣出口排出的熱解氣依次供給至除塵器、脫硫脫碳裝置和加熱裝置中進(jìn)行處理，并將加熱裝置中得到的加熱后氣供給至氣基豎爐中作為氧化球團(tuán)還原過程的還原氣使用。由此，該系統(tǒng)可以有效地將低階煤熱解得到的熱解氣用作氣基豎爐用還原氣，同時(shí)副產(chǎn)半焦，顯著提高了資源利用率并減少了CO₂排放，且工藝流程短、水耗低、投資低。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述顆粒除塵單元內(nèi)限定出進(jìn)氣腔、氣體通道和顆粒通道，所述進(jìn)氣腔與所述熱解氣出口連通，所述氣體通道具有氣體進(jìn)口，所述氣體進(jìn)口與所述顆粒通道連通，所述顆粒通道與所述進(jìn)氣腔連通。