[发明专利]煤颗粒的热破碎和微碳分离

权利要求书

1.一种用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，所述方法包括将煤颗粒暴露于高温贫氧的工作区持续小于2秒的时间段以使所述煤颗粒内的挥发分汽化并破碎所述煤颗粒并且产生煤成的低挥发分破碎颗粒，其中所述工作区的温度在1000℃至2000℃的范围内，其中所述高温贫氧的工作区具有小于5重量％的氧含量。

2.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中将所述煤颗粒暴露于所述高温贫氧工作区持续小于1秒的时间段。

3.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中将所述煤颗粒暴露于所述高温贫氧工作区持续小于0.3秒的时间段。

4.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述煤成的低挥发分破碎颗粒的直径为原始煤颗粒的1/5以下，挥发分含量小于10重量％，碳含量大于90重量％，硫含量小于1重量％，氮含量小于1.5重量％。

5.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述煤颗粒的粒度小于10mm。

6.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述煤成的低挥发分破碎颗粒的平均粒度小于200μm。

7.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述汽化的挥发分形成煤成的微碳颗粒。

8.根据权利要求1所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述方法产生煤成的微碳颗粒，所述微碳颗粒的直径小于1mm，挥发分含量小于10重量％，碳含量大于90重量％，硫含量小于1重量％，氮含量小于1.5重量％，并且灰分含量小于1重量％。

9.根据权利要求8所述的用于破碎煤颗粒并使煤颗粒脱挥发分的方法，其中所述煤成的微碳颗粒是导电性的。

10.一种用于减小煤颗粒的粒度的热磨机，所述热磨机包括：

工作区，所述工作区具有煤颗粒入口和破碎颗粒出口；

高温贫氧气体源，所述高温贫氧气体源与所述工作区连接以对所述工作区提供在1000℃至2000℃范围内的操作温度，其中所述高温贫氧气体源具有小于5重量％的氧含量；和

煤颗粒源，所述煤颗粒经由所述煤颗粒入口进料到所述工作区中，其中所述煤颗粒在所述工作区中保持持续小于2秒的时间段以使所述煤颗粒内的挥发分汽化并破碎所述煤颗粒，从而形成低挥发分破碎颗粒，所述低挥发分破碎颗粒经由所述破碎颗粒出口离开所述工作区。

11.根据权利要求10所述的热磨机，所述热磨机还包括旋风分离器以回收所述低挥发分破碎颗粒。

12.根据权利要求10所述的热磨机，其中所述煤颗粒的粒度小于10mm。

13.根据权利要求10所述的热磨机，其中所述低挥发分破碎颗粒的平均粒度小于200μm。

14.根据权利要求10所述的热磨机，其中所述煤颗粒暴露于所述工作区持续小于1秒的时间段。

15.一种煤成固体材料，所述煤成固体材料通过以下方式获得：将具有给定的粒度、挥发分含量、碳含量、硫含量、氮含量和夹带的矿物质含量的未处理煤颗粒暴露于温度大于1000℃的贫氧气体持续小于2秒的时间段，其中所得到的煤成固体材料的特征在于，与所述未处理煤颗粒相比，粒度、挥发分含量、碳含量、硫含量、氮含量和夹带的矿物质含量中的一种或多种减小，其中所述贫氧气体具有小于5重量％的氧含量。

16.根据权利要求15所述的煤成固体材料，所述煤成固体材料的硫含量小于所述未处理煤颗粒的硫含量的50％。