處理低階煤的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領域，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是富煤、貧油、少氣，在較長的一段時間內(nèi)煤炭在我國能源中 的地位不會改變。在煤炭資源中低階煤的儲量豐富，據(jù)國際地質(zhì)學家預測，低階煤約占煤炭 資源儲量的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)、化學反應性強、熱穩(wěn)定性差及發(fā)熱量低等特點。
[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技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個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)明的實施 例，該系統(tǒng)包括：
[0006] 低階煤破碎裝置，所述低階煤破碎裝置具有低階煤入口和破碎煤出口；
[0007] 低階煤篩分裝置，所述低階煤篩分裝置具有破碎煤入口、塊煤出口和粉煤出口；
[0008] 塊煤熱風重介質(zhì)分選裝置，所述塊煤熱風重介質(zhì)分選裝置具有塊煤入口、第一熱 風入口、第一固體重介質(zhì)入口、第一矸石出口、第一精煤出口和第一尾氣出口，所述塊煤入 口與所述塊煤出口相連；
[0009] 粉煤熱風重介質(zhì)分選裝置，所述粉煤熱風重介質(zhì)分選裝置具有粉煤入口、第二熱 風入口、第二固體重介質(zhì)入口、第二矸石出口、第二精煤出口和第二尾氣出口，所述粉煤入 口與所述粉煤出口相連；
[0010] 精煤破碎裝置，所述精煤破碎裝置具有精煤入口和粉料出口，所述精煤入口與所 述第二精煤出口相連；
[0011] 成型裝置，所述成型裝置具有粉料入口和球團出口，所述粉料入口與所述粉料出 口相連；
[0012] 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出口相連;以及
[0013] 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入口和所述第二熱風入 口相連。
[0014]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理低階煤的系統(tǒng)通過將分級分選技術(shù)與分級干燥技 術(shù)耦合，將低階煤預先破碎、分級處理后再分別進行分選和干燥，提高低階煤的分選效率， 可以顯著降低后續(xù)過程中處理負荷，并顯著降低處理過程中霧霾的產(chǎn)生，同時采用重介質(zhì) 分別對篩分所得塊煤和粉煤進行分選，可以顯著提高塊煤和粉煤的分選精度，從而提高排 矸效率，進而降低后續(xù)過程中熱解能耗，由此不但實現(xiàn)了干燥和排矸一體化，而且通過干燥 處理可以脫除塊煤和粉煤表面的水分，從而降低了分選過程中顆粒之間（尤其是精煤與矸 石之間）的粘結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復合式排矸技術(shù)對低階煤排矸率低的問題，并且解決了 熱解后的半焦熱值低、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，同時通過在對低階煤進行熱解處理之前進行干燥處理，可以顯著提 高熱解過程中油氣產(chǎn)率，其次通過將重介質(zhì)分選和熱解技術(shù)有機集成，巧妙的將熱解過程 中產(chǎn)生的余熱用于塊煤重介質(zhì)分選和粉煤重介質(zhì)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重介質(zhì)分選裝置得到的精煤依次進行破碎、成型后再供給至熱解 裝置中進行熱解處理，可以顯著提高原料利用率，進而降低原料成本。
[0015] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實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：
[0016] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進一步包括: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。
[0017] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述處理低階煤的系統(tǒng)進一步包括: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，可以進一步提高原料利用率。
[0018] 在本發(fā)明的再一個方面，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 施例，該方法是采用上述所述處理低階煤的系統(tǒng)進行的。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該方法 包括：
[0019] (1)將所述低階煤供給至所述低階煤破碎裝置中進行破碎處理，以便得到破碎煤；
[0020] (2)將所述破碎煤供給至所述低階煤篩分裝置中進行篩分處理，以便得到塊煤和 粉煤；
[0021] (3)將所述塊煤供給至所述塊煤熱風重介質(zhì)分選裝置中采用第一熱風和第一固體 重介質(zhì)對所述塊煤進行分選和干燥處理，以便分別得到第一矸石、第一精煤和含有粉塵的 第一尾氣；
[0022] (4)將所述粉煤供給至所述粉煤熱風重介質(zhì)分選裝置中采用第二熱風和第二固體 重介質(zhì)對所述粉煤進行分選和干燥處理，以便分別得到第二矸石、第二精煤和含有粉塵的 第二尾氣；
[0023] (5)將所述第二精煤供給至所述精煤破碎裝置中進行破碎處理，以便得到粉料；
[0024] (6)將所述粉料供給至所述成型裝置中進行成型處理，以便得到球團；
[0025] (7)將所述第一精煤和所述球團供給至所述熱解裝置中進行熱解處理，以便得到 半焦和熱解油氣；以及
[0026] (8)將所述半焦供給至所述余熱回收裝置進行余熱回收處理，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(3)作為所述第一熱風使用，將所述熱氣的另一部 分返回步驟(4)作為所述第二熱風使用。
[0027] 由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理低階煤的方法通過將分級分選技術(shù)與分級干燥技 術(shù)耦合，將低階煤預先破碎、分級處理后再分別進行分選和干燥，提高低階煤的分選效率， 可以顯著降低后續(xù)過程中處理負荷，并顯著降低處理過程中霧霾的產(chǎn)生，同時采用重介質(zhì) 分別對篩分所得塊煤和粉煤進行分選，可以顯著提高塊煤和粉煤的分選精度，從而提高排 矸效率，進而降低后續(xù)過程中熱解能耗，由此不但實現(xiàn)了干燥和排矸一體化，而且通過干燥 處理可以脫除塊煤和粉煤表面的水分，從而降低了分選過程中顆粒之間（尤其是精煤與矸 石之間）的粘結(jié)概率，解決了現(xiàn)有的復合式排矸技術(shù)對低階煤排矸率低的問題，并且解決了 熱解后的半焦熱值低、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，同時通過在對低階煤進行熱解處理之前進行干燥處理，可以顯著提 高熱解過程中油氣產(chǎn)率，其次通過將重介質(zhì)分選和熱解技術(shù)有機集成，巧妙的將熱解過程 中產(chǎn)生的余熱用于塊煤重介質(zhì)分選和粉煤重介質(zhì)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重介質(zhì)分選裝置得到的精煤依次進行破碎、成型后再供給至熱解 裝置中進行熱解處理，可以顯著提高原料利用率，進而降低原料成本。
[0028] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實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：
[0029]在本發(fā)明的一些實施例中，所述處理低階煤的方法進一步包括：（9)在將所述第一 精煤供給至所述熱解裝置中進行熱解處理之前，預先將所述第一精煤供給至所述精煤篩分 裝置中進行篩分處理，以便得到篩上精煤和篩下精煤，并將所述篩上精煤供給至所述熱解 裝置，將所述篩下精煤供給至所述精煤破碎裝置。由此，可以顯著提高原料利用率。
[0030] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述處理低階煤的方法進一步包括：（10)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行除塵處理，以便收 集粉塵，并將所述粉塵返回步驟(6)與所述粉料進行所述成型處理。由此，可以進一步提高 原料利用率。
[0031] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟（1)中，所述破碎煤的粒徑不高于80mm。由此，可 以顯著提高后續(xù)分選效率。
[0032]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，在步驟(3)中，所述第一熱風的溫度為60 ~110攝氏度，第一重介質(zhì)流化速度為0.8~1.7m/s，分選密度為1.3~1.9g/cm3。由此，可以 顯著提高塊煤的干燥和排矸效率。
[0033]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(4)中，所述第二熱風的溫度為60~110攝氏度， 第二重介質(zhì)流化速度為0.7~1.6m/s，分選密度為1.3~1.9g/cm3。由此，可以顯著提高粉煤 的干燥和排矸效率。
[0034] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述塊煤的粒徑不低于6_。
[0035] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(9)中，所述篩上精煤的粒徑不低于10mm。
[0036] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(5)中，所述粉料的粒徑不高于3_。
[0037] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0038] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0039] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖3是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0043]圖5是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0044] 圖6是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的處理低階煤的方法流程示意圖；
[0045] 圖7是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的處理低階煤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0046] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述