[发明专利]一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统

说明书

本发明公开了一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统，该工艺以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。本发明制备粉状活性焦同时具有产率高和活性高的特点。

技术领域

本发明涉及属于煤炭高效清洁综合利用技术领域，尤其涉及一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统。

背景技术

活性焦通常具有发达的孔隙结构和一定的表面化学活性，在气体和水体净化领域有着广泛的应用。申请人在烟气脱硫用活性焦制备领域有长期研究，为降低活性焦生产成本，申请人在专利申请号为201310176387.1的“一种利用煤粉快速制备脱硫用粉末状活性焦的工艺及装置”中提出了抽取锅炉热烟气调质煤粉快速制备粉状活性焦的工艺，相比与传统颗粒活性焦复杂的制备工艺，可大幅度降低活性焦生产成本。在此基础上，申请人又针对技术开发过程中出现的实际问题进行了持续改进：针对抽取锅炉烟气作为制焦热源对锅炉系统的影响问题，在申请号为201510182219.2的“一种粉末活性焦快速制备装置和方法”中提出了可自生高温热烟气的粉焦制备工艺，避免了对锅炉系统的影响，结构紧凑，基建投资减少；针对燃烧高温烟气带灰对粉焦纯度影响的问题，在申请号为201710671922.9的“一种分级分段式粉焦制备系统及工艺”中提出了煤粉粒径分级、燃烧-制焦分段的粉焦制备工艺，大幅度降低粉焦中无效灰含量，提高了粉焦纯度和SO₂吸附容量。

粉焦性能与煤种有很大关系。通常褐煤的化学反应活性较高，制备粉焦也具有高的SO₂吸附容量，但在粉焦制备过程中煤也易与活化剂反应烧失量大、产率低，产率通常低于30％甚至20％，导致原料成本较高。高产率和高活性(高SO₂吸附容量)兼顾是活性焦制备研究者和工程技术人员追求的目标，但也是该领域中的技术难点。如若能在制备高活性粉焦的同时提高粉焦产率，并将产生的制焦气相副产物加以充分利用，必将大幅度提高系统经济性，对粉焦制备技术的推广应用有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，该工艺制备粉状活性焦同时具有产率高和活性高的特点。

为了实现上述目的，本发明的目的为：

一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。

本发明的发明人针对细煤粉燃烧、粗煤粉制焦的分级分段式粉焦制备工艺的进一步研究发现，当制焦段中的氧气当量比在0.1～0.3，制焦段温度为850～1050℃时，制备的粉状活性焦的产率高，同时对二氧化硫的吸附容量更高，及粉状活性焦的活性更高(活性高是指SO₂吸附容量高)。

本发明的目的之二是提供一种实现上述工艺的系统，包括制粉装置、粉焦制备装置，

所述制粉装置包括碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器、细煤粉收集器、粗煤粉仓、细煤粉仓，碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器依次连接，粗煤粉分离器的粗煤粉出口连接粗煤粉仓，粗煤粉分离器的细煤粉出口连接细煤粉收集器，细煤粉收集器的细煤粉出口连接细煤粉仓；

所述粉焦制备装置由燃烧段和制焦段呈U型构成，燃烧段的进口和出口分别设置在燃烧段的顶部和底部，制焦段的进口和出口分别设置在制焦段的底部和顶部，燃烧段的出口与制焦段的进口连接，燃烧段的进口设有燃烧器，燃烧段进口的下部侧壁开设空气进口，燃烧段出口处的侧壁开设水和/或水蒸气喷口，制焦段的进口上部侧壁开设粗煤粉进口；

所述细煤粉煤仓的细煤粉出口连接燃烧器的燃料进口，所述粗煤粉仓的粗煤粉出口连接制焦段的粗煤粉进口。

本发明的有益效果为：