[发明专利]一种利用工业余热生产洁净煤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭加工领域，具体涉及一种利用工业余热生产洁净煤的方法。

背景技术

我国是煤炭消耗大国，目前我国煤炭利用的主要方式是燃烧。煤燃烧过程中排放出大量的污染物如：SO₂，NOx，粉尘，Hg等，是造成我国严重空气污染和雾霾天气现象的原因之一。GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准中规定，自2014年7月1日起，现有燃煤电厂中SO₂的排放量限值为200mg/Nm³，NOx的排放限值为100mg/Nm³，新标准的提出使得燃煤企业减排压力巨大。另一方面，随着煤炭消耗量的不断增加，煤的开采深度不断增加，煤炭的含硫量也在不断增加，而排放标准的不断提高迫使一些燃煤企业不得不采用低硫煤，这就使得大量的高硫煤资源不能的到有效利用。因此采取适当的方法降低煤中硫的含量，并使之燃烧前变得更为“洁净”，不仅有利于煤炭资源的有效利用，还有利于减少污染物排放，从而减少后续脱硫脱硝设施的压力，满足更高的排放标准要求，这对我国国民经济及环境保护事业的发展具有重要的现实意义。

煤炭洗选是目前我国煤炭脱硫的常用方法，该法能够脱除煤炭中80％左右的无机硫，而且也能显著降低煤中灰分的含量，但对煤中的有机硫却没有脱除效果，而有机硫占煤中总硫的70％-85％，因此必须采取后续的脱硫措施。在煤炭洗选的基础上出现了煤炭的热解脱硫(如专利CN101993702A，CN102021000A)；微波脱硫(CN104327901A，CN104327900A，CN101250458A)；以及高压蒸馏(CN104152208A)等方法，以上各种方法都可达到60％-90％左右的脱硫效率，但都存在能耗高、系统工艺复杂等缺点，潜在的二次污染等问题，而且以上方法虽然对SO₂的排放控制起了显著作用，但对提高煤的燃烧效率，降低NOx的排放也没有显著的效果。

专利US8440946中公开了一种生产洁净煤的技术方法，该法中利用微波加热对燃煤中的硫和Hg进行脱除，然后将脱硫、脱汞后的煤炭用气流粉碎机粉碎到一定粒度后得到产品。该工艺方法通过微波加热与气流粉碎的结合在脱除煤炭中硫和汞的同时减小煤炭的粒径、提高煤炭的比表面从而提高燃烧效率，降低NOx和粉尘的排放量。但该工艺存在以下缺点：一是微波加热脱硫能耗和成本相对较高，特别是对于工业化大批量的生产；二是运行过程中产生的气体没有进行收集和处理，这势必造成环境污染的产生。

利用工业余热对煤炭进行脱硫不仅可有效节约能源和资源，而且还能减小热污染的产生。专利CN1970703A中公布了一种利用发电厂高温余热煤炭脱硫的方法。在该方法利用高温炉膛烟气出口至排烟道中入口之间的高温余热蒸馏煤炭，使煤炭中的硫分解蒸发出来，为了避免煤炭的燃烧，将蒸馏分解温度控制在低于煤炭燃点以下。由于不需要外加能源消耗对煤炭进行脱硫，比较节能。存在以下缺点：一是使用后的余热气体的温度比较高，没有实现余热的充分利用，从而导致热污染的产生和热资源的浪费；二是不能有效提高煤炭的燃烧效率，降低NOx和粉尘的排放量。

发明内容

本发明目的是提供一种利用工业余热生产洁净煤的方法，不仅显著降低了煤炭脱硫过程中的能耗，在脱硫的同时可脱除燃煤中的汞，并提高煤炭的燃烧效率，降低NOx和粉尘的排放，该方法具有效率高、能耗低、能源综合利用效率高、污染小等优点，充分现了节能减排的新工艺特点。

一种利用工业余热生产洁净煤的方法，具体包括以下步骤：

1)、原煤的粗碎及烘干：原煤用立磨破碎到3mm以下，在破碎的过程中进行预烘干，预烘干的热源为高温袋除尘器出口的废热蒸汽。

2)、煤炭颗粒的超细粉碎、脱硫、脱汞，及干燥：粗碎后的煤通过螺旋输送机输送到蒸汽动能磨中进行超细粉碎。超细粉碎的动能与热源为工业余热，工业余热经余热锅炉制备过热蒸汽，以此过热蒸汽为动力，驱动蒸汽动能磨。通过蒸汽动能磨的超音速喷嘴喷出的高速气流加速煤炭颗粒的相互碰撞，实现煤炭的超细粉碎。将粉碎频率控制在10-50HZ，压力控制在0.3-1.0MPa，可使超细粉碎后煤粉的粒度控制在1-50um之间。

3)、超细清洁煤炭的分离：超细粉碎后的煤粉用高温布袋收尘器进行分离收集，成品煤粉通过气力输送管网直接输送至燃煤锅炉中燃烧，实现了煤的闭路循环。