[发明专利]一种以主料煤和辅助固体料混合物为原料的煤干馏方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以主料煤和辅助固体料混合物为原料的煤干馏方法；特别地讲，本发明涉及一种以粉煤和粉焦混合物为原料的内热式煤干馏方法；更特别地讲，本发明涉及一种以粉煤和自产粉焦混合物为原料的内热式煤干馏方法，用于降低入炉煤料表观气化率(即表观气化强度)，同时扩大了气流通道面积，与单独加工煤料相比，可以实现原料粉煤粒度的细小化。

背景技术

众所周知，中国钢铁集团鞍山热能研究院于二十世纪八十年代初开始不断研究开发的“以不粘煤或弱粘煤块煤为原料在直立式炭化炉炼制铁合金专用兰炭”技术(以下简称中钢内热式煤干馏造气技术BT)，采用适合煤源(比如中国大同、神府地区的煤炭)，在直立式炭化炉内炼制兰炭并副产荒煤气和中低温煤焦油，是一种兰炭产品质量优良、煤焦油产率高、工程造价较低、配套环保技术完善的成熟工业化技术，业已得到大量应用。

对内热式煤干馏炉包含的传热过程的热平衡而言，涉及固体气化量和气体物流的质量比例，固体空隙率本质上就是气相空间，以PV表示气相操作压力(绝对压力)，以ε表示床层空隙率，则气相物流质量与固体气化量质量之比KW表示为：

KW＝(PV×气相空间体积×气相平均标准密度)/(煤料实体体积×固体平均密度×固体气化率)

对于特定煤干馏过程，由于气相平均标准密度、固体平均密度、固体气化率相对恒定，上式变化为气相物料与固体气化量的体积比KV：

KV＝(PV×气相空间体积)/(煤料实体体积×固体气化率)

＝(PV×ε/(1-ε))/固体气化率

＝(KW×固体平均密度)/气相平均标准密度

任意一个特定内热式煤干馏过程的适宜操作条件均必须满足热平衡要求，基于供热串联过程的动力学要求，气相加热煤料时：气相传热(供热方)能力必须大于等于固相受热(被加热方)能力，气相冷却炭料时：气相传热(吸热方)能力必须大于等于固相放热(被冷却方)能力，因此存在对应的最小KW，也就是说存在对应的最小KV，对于特定的“床层空隙率ε和固体气化率”存在特定的最小PV，或者说对于特定的“PV和固体气化率”必须维持特定的最小床层空隙率ε。

由于现有的内热式煤干馏炉的PV均为常压即PV约为0.12～0.18MPa(绝对压力)，对于煤料及其干馏气化率已经确定的干馏操作过程，与之相适应的床层空隙率ε存在一个下限值，当床层空隙率ε达到或低于该下限值时，仅从热平衡角度讲，内热式煤干馏炉已经无法正常工作，这就是现有内热式煤干馏炉限制煤料粒度下限的一个根本原因。

从KV＝((PV×ε/(1-ε))/固体气化率)可以看出，改善粉煤干馏操作途径之一是增大PV，本发明人另有相关专利申请。

从KV＝((PV×ε/(1-ε))/固体气化率)可以看出，改善粉煤干馏操作途径之一是增大床层空隙率ε，本发明人另有相关专利申请。

从KV＝((PV×ε/(1-ε))/固体气化率)可以看出，改善粉煤干馏操作途径之一是降低固体气化率，本发明申请就是对此提出一个解决方案。

上述分析已经指出，降低固体气化率可以降低可加工粉煤的粒度，由于目标煤料的干馏任务即固体气化率不能降低，因此只能降低干馏原料表观气化率，也就是说只能向煤料中混入密度、粒径高度接近的低气化率固体掺混料C，并且该固体掺混料C的气化后固体产品CGP与目标煤料的干馏产品焦的分离必须可以简易的完成或不需分离，该固体掺混料C的气化后气体产品CVP与煤气的分离必须可以简易的完成或不需分离。而上述低气化率固体掺混料C的一个方便易得的来源正是粒度合适的粉煤干馏固体产物焦炭，或者正是所述粉煤干馏过程的自产固体产物焦炭。

本发明技术方案的主要效果是：

①对于现有常压法内热式煤干馏技术，针对小粒度煤料，掺入粒度合适的低气化炭料或焦料，混合均匀后用作干馏原料，降低干馏过程的表观气化率，扩大了气体通道面积，具有实现煤料粒度细小化的功能；

②对于新型加压法内热式煤干馏技术，实现煤料细微化；

③对于外热式煤干馏技术，在一定程度上有利于煤料细小化。

由于常规中粒度、大粒度煤料的内热式干馏过程床层空隙率ε过剩，对于中粒度、大粒度煤料，本发明不适宜。

本发明所述方法未见报道。

本发明的第一目的在于提出一种以主料煤和辅助固体料混合物为原料的煤干馏方法。

本发明的第二目的在于提出一种以粉煤和粉焦混合物为原料的煤干馏方法。