[发明专利]一种低煤化度粉煤热解方法及采用该方法所得到的产品

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种粉煤热处理技术领域，更具体地，本发明涉及一种低煤化度粉煤热解方法，以及采用该方法得到的产品。

【背景技术】

在我国的能源结构比例中，煤炭资源储量和消费量占到一次能源总量的70％以上，随着石油、天然气等资源的进一步短缺，煤炭将在很长一段时间内成为我国能源结构的主体。在我国的煤炭资源总量中，低煤化度煤(如褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤)探明储量占到30％以上，主要分布在内蒙、陕西、云南等地，在开采和运输过程中会产生大量的粉煤，这种粉煤资源存在着粒度小、易氧化自燃、含水量高、热利用效率低、不粘结或粘结性差等缺陷。如何高效清洁地利用这类资源对提高我国煤炭资源利用效率、推动当地经济发展、实现可持续发展具有非常重要的意义。

煤的热解，作为整个煤化工的基础，是目前加工处理年轻煤资源的有效途径，也是获取化工基本原料(如三苯，三酚、萘)等的主要途径。目前对低煤化度煤的热解技术按照供热方式可分为内热式和外热式技术。

内热式技术目前主要有陕北神木县三江煤化工有限公司的SJ低温干馏方炉(ZL200610111733.8)、鲁奇三段炉、基于螺旋式混合器(ZL94228582.4)的DG新法干馏技术、TOSCOAL干馏技术、鲁奇-鲁尔(L-R)干馏技术、以及基于循环流化床的干馏技术。内热式干馏技术虽然具有传热效率高且加热速率快的优点，但存在的突出问题是产品质量低下，例如煤气和焦油含尘量高、煤气中惰性组分含量高、半焦灰分大幅增加，从而导致难以高附加值利用，尤其是气体内热式技术还增加了后续产品净化和分离系统的负荷。

外热式技术目前主要有煤炭科学研究院的多级回转热解工艺(ZL92104624.3)，张济宇等人开发的细粒弱粘煤低温干馏技术(ZL200610012400.X)等，但均存在传热速率和综合热效率低、产品煤气和焦油产率和品质低下等问题，且在焦油回收和煤气降温、半焦冷却以及气体除尘过程中，产生了大量含酚含尘废水和含尘废气，对环境造成了极大的污染。

本发明是根据我国的能源结构比例状况，针对低煤化度粉煤高效利用难度大，传统处理方法综合热效率低，煤气和焦油产率和品质低，且环境污染严重的问题，在进行大量研究和试验的基础上提出的。通过粉煤预干燥、热解反应、煤气降温和焦油回收、半焦冷却工序来达到高效利用低煤化度粉煤、提高煤气和焦油的产率和性质、提高热效率和降低环境污染的目的。

【发明内容】

[要解决技术问题]

本发明的目的是提出一种低煤化度粉煤热解方法。

本发明的目的是一种采用上述方法得到的产品。

[技术方案]

本发明的目的是实现低煤化度粉煤资源的高效利用，首先低煤化度粉煤进行预干燥处理，使原低煤化度粉煤中的水分含量降低到5.0重量％以下，避免了大量水分带入热解炉导致热解炉热负荷增大的问题，同时有效利用了废热；干燥后的低煤化度粉煤在外热式热解炉内进行热解反应，得到优质煤气和焦油产品，同时获得用途广泛的半焦产品，这种产品可用于例如湿法气化、高炉喷吹，工业窑炉、生产碳化硅、冶金还原剂等技术领域。热解产生的煤气、焦油和水通过间接冷却与直接激冷相结合的方式实现煤气降温和焦油回收，在保证焦油高效回收和煤气有效降温的前提下大大减少了废水排放量；而热解产生的热半焦与冷却介质进行间接换热达到半焦降温的目的，冷却介质可完全循环利用，不会对环境造成污染。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种低煤化度粉煤热解方法。该方法包括下述步骤：

A、低煤化度粉煤的预干燥：

把所述的低煤化度粉煤通过管道12送到干燥炉1中，在干燥温度120-200℃下与通过管道22输送到所述干燥炉1的干燥介质进行间接换热20-70分钟，从而所述粉煤的水分含量达到5.0重量％以下，干燥粉煤通过管道15从所述干燥炉1排出，干燥过程得到的水蒸汽和已换热干燥介质分别通过管道13和14从所述干燥炉1排出；

B、低煤化度粉煤的热解：

让上述步骤A得到的干燥粉煤通过管道15送到热解炉2在温度300℃-650℃进行热解反应30-400分钟，得到含有煤气、水和焦油的热解气态产物以及半焦，所述的热解气态产物通过管道16从所述热解炉2中排出，所述半焦通过管道17从所述热解炉2排出；所述粉煤进行热解反应所需的热量是由管道39供给的空气与管道38供给的燃料在所述热解反应炉2内燃烧产生的热量间接供给的；

C、热解气态产物冷凝与焦油回收：