[發明專利]一種粉煤氣化還原和三相分離及制活性炭的方法

在審

• 申請號: 201910104943.1
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN110003955A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 馬倩;呂彬峰;潘建波;金飛偉;李正平
• 申請（專利權）人: 浙江天祿環境科技有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10B53/04;C10J3/72;C10J3/84;F26B3/06;C01B32/336;C01B32/33
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

一種粉煤氣化還原和三相分離及制活性炭的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)煤在取料機作用下，先后通過篩分機篩分、破碎機破碎，再經輸送裝置進入末煤筒倉。(2)粉煤經預脫水裝置烘干，先后進入一級、二級氣化還原裝置反應；固體進入冷渣加濕系統后入筒倉。(3)高溫油氣氣固分離、油氣冷卻；液體入焦油除灰分離系統得到煤焦油和廢水；氣體進電捕焦油器、脫硫系統，富氣壓縮系統壓縮。(4)富氣經一級，二級減壓裝置，富氣氣化供熱反應系統，其余富氣脫水后烘干物料。(5)含塵、含水蒸氣的煙氣通過布袋除塵和冷凝回收，處理后達標排放。(6)回用水進入余熱鍋爐，作為活化劑與進入活化爐的蘭炭活化反應，得到成品活性炭。

技術領域

本發明涉及煤物質清潔預處理、綜合利用、節能減排技術領域，尤其是涉及一種粉煤氣化還原和三相分離及制活性炭的方法。

背景技術

根據國家能源局發布的《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015-2020年)》，將推動煤炭清潔高效利用機制，構建清潔、高效、低碳、可持續的煤炭清潔利用體系，鼓勵低階煤分級分質技術研發和示范。煤炭分級分質利用，今后主要方向是做清潔燃料和優質原料，既可獨立產業化深加工，又可耦合煤化工改變傳統路徑。

目前煤的分質分級利用主要針對塊煤，塊煤利用存在用水量大、資源化效率低、二次污染嚴重等瓶頸。對粉煤的利用迄今未有成熟工業化生產項目，浙江大學循環流化床煤炭分級轉化多聯產技術、大連理工大學固體熱載體(DG)工藝、神華模塊化固體熱載體技術等熱載體均已完成中試，但工業化應用還未實現。實地考察國內已經建成的其他粉煤綜合利用項目均存在油、氣、塵無法在線分離而導致無法連續正常生產，油氣泄漏導致的環保安全缺陷難以克服。究其核心原因還是各關鍵技術環節存在缺陷，特別是核心換熱、溫控、除塵及壓力控制技術不過關，導致運行困難整改難度極大。因機械開采技術的普及，粉煤在煤炭中比例大幅提高，粉煤清潔高效利用成為行業重大瓶頸，一旦突破就是巨大產業機遇。主要煤種為1 號長焰煤，灰分1.49％，固定碳77.53％，含油量10-20％左右，低灰、低硫、低磷。

因機械開采技術的普及，粉煤在煤炭中比例大幅提高，粉煤清潔高效利用成為行業重大瓶頸，一旦突破就是巨大產業機遇。

我國煤炭使用和儲量以低階煤居多，二氧化硫和氮氧化物等主要大氣排放總量煤貢獻占三分之二以上,將煤清潔高效利用已成國家戰略和必然選擇。清潔高效利用主要兩個方向，一是末端治理，煤燃燒后超低排放，二是源頭清潔利用。將煤清潔預處理后再做原料或優質燃料，改變傳統利用路徑，從經濟和環保角度會大幅改變現有利用模式。

煤物質組成包含有機質(碳氫氧氮硫等)、無機質(水分和礦物質)兩大類。其中，有機質燃燒所產生的熱量是其能源價值所在，而水分在煤物質燃燒時吸熱變成水蒸氣，不僅影響煤物質發熱量和市場價值，更帶來爐壓不穩定的潛藏安全隱患。

所以，水分的去除對于煤物質的綜合利用具有不可小覷的意義。目前單臺煤物質的烘干設備較多，但成套系統設備較少。公布號為CN107504789A的發明專利公開了一種潔凈型煤烘干裝置，包括烘干爐，烘干爐頂部設有進料口，底部設有出料口，烘干爐通過熱風管道連接送風機，烘干爐內設有散熱送風管，散熱送風管呈螺旋上升狀，散熱送風管連通熱風管道，散熱送風管上開有若干通風孔；烘干爐上的進料口內設有傘狀分料盤；烘干爐通過除塵管道連接吸風機，吸風機排風端連接回收裝置。以上豎式烘干裝置在一邊生產，一邊連續出料的同時無法保證煤炭分料均勻、介質交換充分、水分蒸發徹底，經過烘干的煤炭物質含水量往往不能達到預期標準。且豎式烘干裝置前置傳輸系統斜度較大，設備能耗較高。

公布號為CN101985558公開了一種煤物質的分解設備，包括一個帶有進料口和出料口的密閉窯體，所述窯體內設置焰氣管道加熱機構，所述焰氣管道加熱機構與窯體內壁之間形成的煤物質推進分解通道，所述窯體上設置與煤物質推進分解通道連通的煤分解氣收集管。該設備能把粉粒煤分解成燃氣、焦油氣和熱值較高的煤，但處理量小，很難工業化應用。