處理低階煤的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤化工技術(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)】
[0002] 我國煤炭資源的特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣，在較長的一段時(shí)間內(nèi)煤炭在我國能源中 的地位不會(huì)改變。在煤炭資源中低階煤的儲(chǔ)量豐富，據(jù)國際地質(zhì)學(xué)家預(yù)測，低階煤約占煤炭 資源儲(chǔ)量的60%，是未來可以利用的主要能源之一，主要分布于澳大利亞、美國、俄羅斯、中 國、印尼、德國與東歐諸國等。低階煤主要包括不黏煤、弱黏煤、長焰煤和褐煤等，具有水分 高、密度小、揮發(fā)分高、不黏結(jié)、化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差及發(fā)熱量低等特點(diǎn)。
[0003] 雖然通過分選可以脫除低階煤中的礦物雜質(zhì)，但濕法分選過程中煤與水充分接 觸，造成選煤產(chǎn)品水分增大，降低了產(chǎn)品發(fā)熱量，部分抵消了洗煤效果，也與提質(zhì)脫水的目 標(biāo)相矛盾，而常溫的干法分選過程中煤的表面水分使得顆粒之間的粘附幾率大，排矸效果 差。單獨(dú)的干燥和低溫干餾技術(shù)雖然在一定程度上提高低階煤的熱值，但提質(zhì)煤中的灰、硫 等礦物雜質(zhì)影響后續(xù)加工產(chǎn)品的質(zhì)量，且含硫、氮等化合物造成污染環(huán)境和設(shè)備腐蝕。因 此，開發(fā)新的低階煤提質(zhì)工藝，為低階煤深加工提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的化工原料成為新的研究方 向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 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)可以顯著提高低階煤的排矸率， 從而可以提高后續(xù)熱解過程中熱解產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率，并且通過將熱解過程中產(chǎn)生的余熱 回收用于排矸過程，可以顯著降低能源成本。
[0005] 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，該系統(tǒng)包括：
[0006] 低階煤篩分裝置，所述低階煤篩分裝置具有低階煤入口、篩上低階煤出口和篩下 低階煤出口；
[0007] 塊煤熱風(fēng)復(fù)合式分選裝置，所述塊煤熱風(fēng)復(fù)合式分選裝置具有篩上低階煤入口、 第一熱風(fēng)入口、第一矸石出口、第一精煤出口和第一尾氣出口，所述篩上低階煤入口與所述 篩上低階煤出口相連；
[0008] 粉煤熱風(fēng)氣流分選裝置，所述粉煤熱風(fēng)氣流分選裝置具有篩下低階煤入口、第二 熱風(fēng)入口、第二矸石出口、第二精煤出口和第二尾氣出口，所述篩下低階煤入口與所述篩下 低階煤出口相連；
[0009] 破碎裝置，所述破碎裝置具有精煤入口和粉煤出口，所述精煤入口與所述第二精 煤出口相連；
[0010] 成型裝置，所述成型裝置具有粉料入口和球團(tuán)出口，所述粉料入口與所述粉煤出 口相連；
[0011] 熱解裝置，所述熱解裝置具有入料口、半焦出口和熱解油氣出口，所述入料口與所 述第一精煤出口和所述球團(tuán)出口相連;以及
[0012] 余熱回收裝置，所述余熱回收裝置具有半焦入口、冷卻半焦出口和熱氣出口，所述 半焦入口與所述半焦出口相連，所述熱氣出口分別與所述第一熱風(fēng)入口和所述第二熱風(fēng)入 口相連。
[0013] 由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理低階煤的系統(tǒng)通過將分級(jí)分選技術(shù)與分級(jí)干燥技 術(shù)耦合，將低階煤預(yù)先分級(jí)處理后再分別進(jìn)行排矸和干燥，提高了低階煤的分選效率，可以 顯著降低后續(xù)過程中處理負(fù)荷，并顯著降低處理過程中霧霾的產(chǎn)生，同時(shí)分別采用熱風(fēng)對(duì) 篩上低階煤和篩下低階煤進(jìn)行處理，不但實(shí)現(xiàn)了干燥和排矸一體化，而且通過干燥處理可 以脫除低階煤表面的水分，從而降低了排矸過程中顆粒之間(尤其是精煤與矸石之間）的粘 結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復(fù)合式排矸技術(shù)對(duì)低階煤排矸率低的問題，并且解決了熱解后的提 質(zhì)煤熱值低、灰分高和硫分高的問題，即采用本發(fā)明的系統(tǒng)可以顯著提高熱解過程中熱解 產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)通過在對(duì)低階煤進(jìn)行熱解處理之前進(jìn)行干燥處理，可以顯著提高熱解過 程中油氣產(chǎn)率，其次通過將復(fù)合式分選、粉煤氣流分選和熱解技術(shù)有機(jī)集成，巧妙的將熱解 過程中產(chǎn)生的余熱用于復(fù)合式分選和粉煤氣流分選過程，可以顯著降低處理過程能源成 本，另外通過將粉煤熱風(fēng)氣流分選裝置得到的精煤依次進(jìn)行破碎、成型后再供給至熱解裝 置中進(jìn)行熱解處理，可以顯著提高原料利用率，進(jìn)而降低原料成本。
[0014] 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：
[0015] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:精煤篩分裝置，所 述精煤篩分裝置具有第一精煤入口、篩上精煤出口和篩下精煤出口，所述第一精煤入口與 所述第一精煤出口相連，所述篩上精煤出口與所述入料口相連，所述篩下精煤出口與所述 精煤入口相連。由此，可以顯著提高原料利用率。
[0016] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:除塵裝置，所述除 塵裝置具有尾氣入口、氣體出口和粉塵出口，所述尾氣入口與所述第一尾氣出口和所述第 二尾氣出口相連，所述粉塵出口與所述粉料入口相連。由此，可以進(jìn)一步提高原料利用率。
[0017] 在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理低階煤的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例，該方法是采用上述所述的處理低階煤的系統(tǒng)進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該方 法包括：
[0018] (1)將所述低階煤供給至所述低階煤篩分裝置中進(jìn)行篩分處理，以便得到篩上低 階煤和篩下低階煤；
[0019] (2)將所述篩上低階煤供給至所述塊煤熱風(fēng)復(fù)合式分選裝置中采用第一熱風(fēng)對(duì)所 述篩上低階煤進(jìn)行排矸和干燥處理，以便分別得到第一矸石、第一精煤和含有粉塵的第一 尾氣；
[0020] (3)將所述篩下低階煤供給至所述粉煤熱風(fēng)氣流分選裝置中采用第二熱風(fēng)對(duì)所述 篩下低階煤進(jìn)行排矸和干燥處理，以便分別得到第二矸石、第二精煤和含有粉塵的第二尾 氣；
[0021] (4)將所述第二精煤供給至所述破碎裝置中進(jìn)行破碎處理，以便得到粉煤；
[0022] (5)將所述粉煤供給至所述成型裝置中進(jìn)行成型處理，以便得到球團(tuán)；
[0023] (6)將所述第一精煤和所述球團(tuán)供給至所述熱解裝置中進(jìn)行熱解處理，以便得到 半焦和熱解油氣；以及
[0024] (7)將所述半焦供給至所述余熱回收裝置進(jìn)行余熱回收處理，以便得到冷卻半焦 和熱氣，并將所述熱氣的一部分返回步驟(2)作為所述第一熱風(fēng)使用，將所述熱氣的另一部 分返回步驟(3)作為所述第二熱風(fēng)使用。
[0025] 由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理低階煤的方法通過將分級(jí)分選技術(shù)與分級(jí)干燥技 術(shù)耦合，將低階煤預(yù)先分級(jí)處理后再分別進(jìn)行排矸和干燥，提高了低階煤的分選效率，可以 顯著降低后續(xù)過程中處理負(fù)荷，并顯著降低處理過程中霧霾的產(chǎn)生，同時(shí)分別采用熱風(fēng)對(duì) 篩上低階煤和篩下低階煤進(jìn)行處理，不但實(shí)現(xiàn)了干燥和排矸一體化，而且通過干燥處理可 以脫除低階煤表面的水分，從而降低了排矸過程中顆粒之間(尤其是精煤與矸石之間）的粘 結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復(fù)合式排矸技術(shù)對(duì)低階煤排矸率低的問題，并且解決了熱解后的提 質(zhì)煤熱值低、灰分高和硫分高的問題，即采用本發(fā)明的方法可以顯著提高熱解過程中熱解 產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)通過在對(duì)低階煤進(jìn)行熱解處理之前進(jìn)行干燥處理，可以顯著提高熱解過 程中油氣產(chǎn)率，其次通過將復(fù)合式分選、粉煤氣流分選和熱解技術(shù)有機(jī)集成，巧妙的將熱解 過程中產(chǎn)生的余熱用于復(fù)合式分選和粉煤氣流分選過程，可以顯著降低處理過程能源成 本，另外通過將粉煤熱風(fēng)氣流分選裝置得到的精煤依次進(jìn)行破碎、成型后再供給至熱解裝 置中進(jìn)行熱解處理，可以顯著提高原料利用率，進(jìn)而降低原料成本。
[0026] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理低階煤的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0027]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的方法進(jìn)一步包括：（8)在將所述第一 精煤供給至所述熱解裝置中進(jìn)行熱解處理之前，預(yù)先將所述第一精煤供給至所述精煤篩分 裝置中進(jìn)行篩分處理，以便得到篩上精煤和篩下精煤，并將所述篩上精煤供給至步驟(6)進(jìn) 行所述熱解處理，將所述篩下精煤供給至步驟(4)進(jìn)行所述破碎處理。由此，可以顯著提高 原料利用率。
[0028]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理低階煤的方法進(jìn)一步包括：（9)將所述含有粉 塵的第一尾氣和所述含有粉塵的第二尾氣供給至所述除塵裝置中進(jìn)行除塵處理，以便收集 粉塵，并將所述粉塵返回步驟(5)與所述粉煤進(jìn)行所述成型處理。由此，可以進(jìn)一步提高原 料利用率。
[0029] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（1)中，所述篩上低階煤的粒徑不低于6mm。由 此，可以實(shí)現(xiàn)低階煤的分級(jí)排矸和干燥，從而降低后續(xù)處理負(fù)荷。
[0030] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述第一熱風(fēng)的溫度為90~130攝氏度， 所述第一熱風(fēng)的流速為8~23m/s。由此，可以顯著提高低階煤干燥和排矸效率。
[0031] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述第二熱風(fēng)的溫度為90~130攝氏度， 所述第二熱風(fēng)的流速為4~9m/s。由此，可以顯著提高后續(xù)熱解產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0032] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(8)中，所述篩上精煤的粒徑不低于10mm。
[0033] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述粉煤的粒徑不高于3_。
[0034]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分