[发明专利]一种规模化的褐煤提质工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属褐煤提质技术领域，涉及一种规模化的褐煤提质工艺及装置。

背景技术

目前，我国已经探明褐煤保有储量达1000多亿吨。近年来，国家对褐煤资源的开采愈加重视，根据国家发展改革委员会发布的煤炭工业发展“十一五”规划，我国将重点建设的13个大型亿吨级煤炭基地中就有6个大型褐煤矿区。

随着褐煤产量的增加和国家能源结构的调整，对褐煤的合理和有效利用显得日益重要和突出。由于褐煤水分含量高达20％～40％，热值低，长距离运输经济性差，难以长期储存。褐煤的提质就成为了实现褐煤合理和有效利用的最基础的环节。

褐煤的提质是指通过物理和化学的方法，使褐煤的品质提高的过程。国内外褐煤提质加工技术大体可分为非蒸发脱水提质技术、干燥成型提质和热解(干馏)提质技术。

非蒸发脱水技术是以高压蒸汽(或高压油)干燥技术为代表的褐煤非蒸发脱水提质技术，是一种通过高温高压等条件来改变褐煤的物理和化学结构将之转变成为洁净、高效的烟煤燃料的提质方法，这种方法是将褐煤与高温高压蒸汽或高温油直接接触，使水分脱出，从而使褐煤收缩变得更加致密，疏水性增强。

干燥成型是将原煤粉碎并在干燥器中使水分降至10％左右，然后将其送入高压成型机成型。

褐煤的热解(干馏)提质是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将煤加热，发生热解反应，最终得到焦油、煤气和半焦的加工过程(方法)。这是我国褐煤有效洁净利用的主导方向。

目前我国设计的单条褐煤提质生产线产能较低，最大能力为100万吨/年。如内蒙某公司的500万吨/年褐煤热解提质项目，设计方案采用大连理工大学开发的煤固体热载体法热解技术，由5套热解单元组成，每套年处理能力为100万吨。

第二届全国褐煤干燥提质技术与产业发展论坛的资料表明，目前我国的褐煤提质技术处于起步阶段，尚没有可产业化的成熟工艺技术和装备。

因此，开发符合我国国情的节能、环保、投资少、运行成本低、建设周期短的规模化的褐煤提质工艺技术及装置，将有利于推动我国褐煤提质产业化的进程。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种规模化的褐煤提质工艺及装置。本发明由隧道内热式干燥、外加热微波干馏和粉末褐煤成型干燥三个模块组成了一套相互关联的大规模、连续化的褐煤提质系统。所述的隧道内热褐煤干燥，其特征在于褐煤原料不需机械破碎，在隧道干燥窑内经数小时的内加热、脱水，大毛细孔的骨架结构溃散而自粉成小块和粉末，干燥后的褐煤含水量小于10％。所述外加热微波干馏，其特征是将所述的小块褐煤用低温微波干燥技术将其干燥至含水量≤1％，然后在高温热风外加热和微波耦合的共同作用下干馏成半焦，并分别干馏出含水煤气、含水煤焦油和无水煤气、无水煤焦油。所述的粉末褐煤成型干燥，其特征在于以所述的粉末褐煤为原料，所述的含水煤焦油和煤焦油沥青(其中一种或两种混合)为黏结剂真空挤出造粒，用低温微波干燥的方法干燥，终极含水量为10～1％之间。

为了实现上述目的，本发明采用的解决技术方案是：

所述的一种规模化的褐煤提质工艺包括如下步骤：

1)隧道内热式褐煤干燥

将褐煤原料筛分为粗粒褐煤、中粒褐煤和细粉褐煤，再将筛分后的细粉褐煤加工成细粉褐煤颗粒。将粗粒褐煤装入干燥窑干燥车的底部燃烧室，中粒褐煤装入干燥车干燥室的中下部，细粉褐煤颗粒装入干燥干燥室的上部。将装有褐煤的干燥车送入隧道干燥窑内，所述燃烧室内的粗粒褐煤经预热、脱水后被引燃燃烧，产生的高温烟气与从干燥窑外部输进的空气混合成100～250℃的低温热风进入所述的褐煤干燥室内，干燥室内褐煤所体含的水分受热蒸发，所形成的高湿气体从干燥窑进车端的排湿装置排出，同时做为新的干燥介质将进车端的干燥车和褐煤预热，排出的湿风温度≤60℃。燃烧室流向进车端的烟气，经收集、分离后将可燃成分送到燃烧室内燃烧。褐煤在干燥窑内的干燥周期一般≥3小时，褐煤预干燥后含水10～15％(湿基)，出窑温度≤80℃。先将燃烧室内的高温褐煤卸入冷却装置内冷却，然后再将干燥车干燥室内的褐煤卸出。块状的褐煤经过在干燥窑内数小时的内加热，大量水分的排出，导致大毛细孔的骨架结构溃散而自粉成小块和粉末。经筛分分级后，小块褐煤进入外加热微波干馏系统干馏，粉末褐煤进入成型干燥系统成型干燥。

2)外加热微波干馏