[发明专利]一种高温含碳原料制粉及输送工艺及其系统

说明书

本发明公开了一种高温含碳原料制粉及输送工艺及其系统，实现了煤、生物质等高挥发分物质的大规模高效率转化。技术方案包括将粒度小于100mm含碳原料依次送入热解系统进行热解得到热解固体，再送入热解固体制粉系统进行破碎磨煤得到含气粉料，最后送入固体输送系统进行气固分离得到粉料和尾气。本发明设计合理、操作安全、环保高效、物料适应性广，制得的高温粉体作为气化原料化学反应速率快、气化效率高，节能降耗效果显著。

技术领域

本发明涉及一种煤、生物质等高挥发分物质等含碳原料热解制粉工艺及其系统，具体的说是一种高温含碳原料制粉及输送工艺及其系统。

背景技术

我国的低阶煤主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。褐煤包括褐煤一号和褐煤二号，约占我国煤炭探明保有资源量的13％，主要分布于内蒙古东部和云南；低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33％，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆。大部分低阶煤特别是褐煤具有高挥发分、高水分(大于30％)、高灰分和低热值等特点，长期被视为劣质煤，其合理开发利用受到限制。低阶煤通过热解可以提高煤的品质。低阶煤含有较多的挥发分，进行低温快速热解时可以得到优质半焦并副产焦油和煤气。相比褐煤，热解半焦有以下特点：水分大大降低；灰含量提高，灰的成分及灰融点均变化不大；固定碳含量提高，发热量提高；氧含量、氢含量及硫含量降低；哈氏可磨指数提高；灰熔点较低。其特性与优质动力烟煤非常类似。

目前，低阶煤热解半焦的大规模、高效率利用的技术开发和应用主要集中在褐煤热解制备水煤浆，其中中国五环工程有限公司在技术开发和成果应用上取得了一定成果。但是，低阶煤热解半焦在其他技术领域或行业的大规模、高效率利用尚无实质进展。

另一方面，国内的生物质资源丰富，经热解处理后可以获得高附加值的油、气资源，热解固体可以作为粉煤气化装置的原料。

煤化工行业的粉煤气化装置用原料煤需经磨煤干燥系统制备粒度和含水量均符合入炉要求的粉煤。干燥热源主要来自热风炉燃烧燃料(一般为合成气、天然气、柴油等)产生的高温烟气。现有的惰性气体干燥循环系统对温度和氧含量有严格的限定，干燥剂由惰性气体发生器产生的高温烟气、循环气、调节气混合而成，以上三种气体在惰性气体发生器中混合到要求的温度、氧含量和露点后，经管道送入磨煤机内对煤进行干燥。惰性气体干燥循环系统增加了整体的能耗和投资，使磨煤干燥系统的操作复杂化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种设计合理、操作安全、节能降耗、控制简单、运行成本低、环保高效的高温含碳原料制粉及输送工艺。

本发明还提供一种结构简单、可靠性好、用于上述高温含碳原料制粉及输送系统。

技术方案包括将粒度小于100mm含碳原料依次送入热解系统进行热解得到热解固体，再送入热解固体制粉系统进行破碎磨煤得到含气粉料，最后送入固体输送系统进行气固分离得到粉料和尾气；

其中，在热解系统中，所述含碳原料由煤斗送入煤仓，煤仓内的原料经称重计量后送入热解反应器进行热解，得到温度高于450℃、水份含量低于2％的热解固体和热解气；

在热解固体制粉系统中，所述热解固体送入破碎机破碎至粒度小于13mm后再送入磨前煤仓，磨前煤仓内的热解固体经称重计量后送入磨煤机与添加剂共磨制粉得到粉料，。

所述固体输送系统中，所述粉料在载气的输送下进入气固分离器分离得到粉料和尾气，粉料运至粉仓；来自储气罐的气体通入磨煤机内作为粉料的载气。

经所述气固分离器分离出的尾气经风机回送至储气罐作为载气。

所述热解固体制粉系统中，向经热解后的热解固体中通入常温惰性气体，使进入磨煤机前的热解固体的温度降至250-350℃。