[发明专利]一种新型的褐煤干燥工艺

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体的说，是涉及由固态含碳物料,特别是用褐煤生产发生炉煤气、水煤气以及合成气的工艺流程技术。

背景技术

我国的褐煤资源丰富，已探明的保有储量达1291亿吨，约占全国煤炭储量的13%，在我国煤炭资源中占有重要地位。有效利用褐煤资源对于保障我国能源稳定供给有十分重要的意义。但由于褐煤水分含量高、热值较低、且热稳定性较差、不宜长距离运输，直接作为大规模气化原料又有很大局限性，目前仅作为局部地区动力燃料，开发率较低，目前仅占全国煤炭产量的4-5%。但随着我国国民经济的飞速发展，高热值的优质煤种已被大量利用，因此褐煤深加工对于保障国家能源供应具有非常重要的意义。

专利200810104399.2提供了一种褐煤干燥提质装置和工艺方法，用褐煤热解后挥发分燃烧产生的烟气与蒸汽去干燥褐煤。专利201010033315.8提供一种使用热风以及特制的干燥滚筒和振动流化床对褐煤进行干燥的装置与方法。上述专利中的褐煤干燥方法均需要外加能量（如蒸汽、烟气或直接电加热等）或燃烧褐煤的部分组分（如挥发分）来产生干燥介质。针对上述情况，专利103131477A公开了一种褐煤气化反应器，利用气化炉产生的高温粗煤气直接用于褐煤的干燥，这样避免了外加能量或消耗褐煤组分。但高温合成气的温度可达850～1300℃，与褐煤直接接触，易将褐煤中的高沸点物质，如酚类、烃类、杂环类等有机物夹带入粗煤气。这些高沸点有机物将最终进入煤气洗涤废水。若废水的有机物含量过高，会对废水的环保处理带来很大压力。

发明内容

针对上述褐煤气化中干燥褐煤时高温合成气与褐煤直接接触，易将褐煤中的高沸点物质夹带入粗煤气中导致环保问题，本发明开发了一种新型的褐煤干燥工艺。

本发明的技术方案如下：

一种新型的褐煤干燥工艺，通过高温粗煤气与低温循环干燥气（即部分的管式干燥器出口的干燥气）或低温水蒸汽的混合，降低粗煤气与褐煤的初始接触温度，减少干燥过程中褐煤释放到粗煤气中的高沸点物质，如酚类、烃类、杂环类等有机物。

上述褐煤干燥工艺的具体过程如下：

未干燥后的褐煤（含水量一般在20～30%）以小于6mm的平均粒径进入管式干燥器，来自气化炉的一次高温粗煤气，由于其温度较高（850～1300℃），与低温循环干燥气或低温水蒸汽混合后，将温度降低到100-600℃，优选100-400℃以下进入管式干燥器底部，与褐煤原料接触；粗煤气进入管式干燥器后，夹带褐煤原料提升并完成褐煤的干燥。将高温粗煤气的温度控制在400℃以下，可有效抑制褐煤原料中的高沸点物质进入粗煤气，降低煤气洗涤废水的有机物含量。

干燥气与干燥褐煤的混合物从管式干燥器出来后直接进入旋风分离器，分离后的干燥褐煤通过旋风料腿去往料仓，不需要进一步的处理即可直接用于煤气化，其粒径范围尤其适合于流化床气化。

分离褐煤后的干燥气在经过分离装置（如布袋除尘器或陶瓷过滤器）进一步分离褐煤细粉后，一部分作为低温循环干燥气，经过鼓风机加压后与入口的高温粗煤气混合，用于降低高温粗煤气的温度；另外一部分则作为粗煤气产品直接去下游精制工段。

以上工艺过程中需要对主要的工艺参数进行控制，具体为：

通过粗煤气和褐煤的比例C，将干燥气温度Tm控制在240℃以下，以满足后继布袋除尘器或陶瓷过滤器的对于温度的需要；

通过控制管式干燥器的内径，使得干燥器内的表观气速在1.5～15m/s之间，气速太低褐煤不易提升，气速太高则干燥器的高度较高、磨损过大；

通过控制管式干燥器的高度，使得褐煤在干燥器内的停留时间在3～5s的范围之内，这个范围基本能保证干燥后褐煤含水量小于5%，可满足后继气化炉的要求。

具体参数控制方式如下：

1）粗煤气和褐煤的比例C的计算方法如下：