[发明专利]一种燃煤共热解预处理实验系统及其方法

说明书

本发明涉及煤清洁热利用技术领域，具体为一种燃煤共热解预处理实验系统及其方法。本发明实验系统包括至少一级酸洗过滤单元；所述的酸洗过滤单元包括反应器系统和设置在反应器系统上的过滤装置；所述的反应器系统包括反应器；所述的反应器底部呈球面，其侧壁设置有连通反应器内部的加液管，内部设置有搅拌棒，底部设置反应器底部出口；所述的反应器底部出口上设置有反应器旋钮开关；所述的过滤装置呈漏斗状，其顶部与反应器底部密封连接，内部设置有过滤砂芯板，底部设有过滤装置底部出口；所述的过滤装置底部出口上设置过滤装置旋钮开关。本发明操作简单，成本低，使用方便，效果明显，提高了燃煤和油页岩类低品质化石燃料共热解的热利用效率。

技术领域

本发明涉及煤清洁热利用技术领域，具体为一种燃煤共热解预处理实验系统及其方法。

背景技术

化石燃料的共热解技术，是化石资源过度开发造成资源短缺、大气污染和温室效应等问题的有效解决途径之一。通过对燃料共热解的能源综合利用，可加快能源结构体系的进一步调整，实现资源的分级转化和梯级利用。

油页岩具有低热值、高灰分的特点，其中有机质含量约15-50％，其氢碳原子比较高(约1.2-1.7)，能在燃煤共热解过程中提供更多的氢自由基，与煤热解中的大分子物质反应，增加粘结性，不仅将油页岩用于炼油和发电，也可在燃煤系统中添加油页岩，利用其中的有机质，改善燃煤焦油的质量。

由于油页岩主要包含醚氧类、羧基类、羟基类、羰基类等几类含氧官能团，在参加化石燃料的共热解技术之前，需要提前对油页岩进行酸洗处理。酸洗处理过程发生的酯的水解反应和傅氏反应，可以改变油页岩的化学结构，打破官能团和无机盐之间的离子交联作用，使其有机质得以提高，高灰分得以降低，提高页岩油的产率，是一种较好的油页岩提质提量处理方法。酸洗过程也可消除燃煤中的碱或碱土金属组分，从而消除碱和碱土金属组分对燃煤热解产物煤焦的催化作用影响。

但其存在的问题在于，燃煤与油页岩类低品质化石燃料的共热解和耦合技术，虽然可以改变能源结构体系的分级转化利用，实现化石能源的综合热利用，但对于热值低、灰分高的油页岩，与低阶煤直接混合热解，例如低灰、低硫、高挥发分的长焰煤、不粘煤和弱粘煤，无法达到提高煤气热值的目的。因此，燃煤共热解中添加油页岩有机质，需要首先将油页岩中的有机质进行富集，同时提高有机质的粘结性。但是现有酸洗预处理步骤，工艺复杂，难以操作，没有针对燃煤添加油页岩共热解系统的预处理方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃煤共热解预处理实验系统及其方法，操作简单，成本低，使用方便，效果明显。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种燃煤共热解预处理实验系统，包括至少一级酸洗过滤单元；所述的酸洗过滤单元包括反应器系统和设置在反应器系统上的过滤装置；

所述的反应器系统包括反应器；所述的反应器底部呈球面，其侧壁设置有连通反应器内部的加液管，内部设置有搅拌棒，底部设置反应器底部出口；所述的反应器底部出口上设置有反应器旋钮开关；

所述的过滤装置呈漏斗状，其顶部与反应器底部密封连接，内部设置有过滤砂芯板，底部设置有过滤装置底部出口；所述的过滤装置底部出口上设置有过滤装置旋钮开关。

进一步的，所述的加液管伸出反应器外的一端设置有加液管进口，伸入反应器内的一端设置有加液管出口。

进一步的，所述的加液管为半圆柱体耐酸玻璃管，烧结在反应器的侧壁上。

进一步的，所述的搅拌棒的一端连接设置有电动搅拌控制器。

进一步的，所述的反应器的顶部还设置有顶盖；顶盖上分别设置有加液管安装孔和搅拌棒插入孔。

更进一步的，所述的加液管安装孔呈半圆形，靠顶盖边缘设置；所述的搅拌棒插入孔呈圆形，居中设置。