[发明专利]一种低变质煤的多级回转热解加工方法

说明书

本发明涉及一种煤的热解方法，特别涉及低变质煤的多级回转热解加工方法。

低变质煤指变质程度较低的煤种，包括褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤等，占我国煤炭储量的一半以上，其煤质特点为挥发分较高，低温热解焦油产率较高，化学反应活性好，如果作为动力煤烧掉，则宝贵的煤资源就不能得到充分合理的利用，同时经济效益也差。因此，在能源紧张的当今世界，煤的加工转化和综合利用已成为人们关注的焦点。

针对煤的热解工艺，美国早在30-40年代就开发了地斯考(Disco)工艺，该工艺分为四个部分：(1)予干燥：湿煤用热的烟道气干燥，使其水分降至2-3％；(2)焙烧：干煤送入输送式焙烧炉中由热烟道气(470℃)加热至320℃；(3)碳化：焙烧后的煤送人-外热式的回转炉中进行碳化，碳化温度达450℃时呈球状半焦排出，加热气体温度为570℃；(4)冷却：球状热半焦经破碎筛分冷却。煤在外热式回转炉中产生的有机挥发物经冷凝分离，煤气返回加转炉加热部分作燃烧气，废热烟道气入焙烧段作煤料焙烧气。

该工艺用于由粘结性煤制取块状无烟燃料，最终的热解温度为450℃左右，半焦的挥发分为15-17％，该产品不能作为铁合金、电石等工业用焦。

法国马利诺热分解中心(CPM)于80年代开发了多段热解工艺、该工艺分为三部分：(1)干燥：湿煤在一双螺旋输料机中用热烟道气干燥，温度达250℃；(2)热解：干燥煤送人一内热式回转炉中热解，最高热解温度可控制在800-1200℃，借助煤热解产生的有机挥发物在炉内燃烧加热；(3)冷却：热解后的颗粒焦由热解炉进入另一回转炉中喷水降温，成品焦降温后排出。焦炭挥发分为2-5％。

该工艺的热解段为内热式回转炉，煤在热解过程中产生的焦油等贵重化合物均不回收加工利用；另外，干燥段的双螺旋输料机为密相输料，不适于高水分原料煤的干燥脱水。

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种加工低变质煤的方法，特别是一种加工含水分高的褐煤或其它低变质煤如长焰煤、不粘或弱粘煤和气煤等的方法。

本发明的另一个目的在于回收煤热解过程中产生的宝贵化学产品如燃料油、酚类化合物、重油或沥青等。

本发明的再一目的是由煤的热解过程生产粒度适宜的、挥发分较低的、适于铁合金及电石等工业使用的粒状焦。

本发明的另一目的是由煤的热解加工方法生产中热值的民用或工业用煤气。

本发明所述的煤的热解加工方法包含以下步骤：

(1)将粒度为3～30mm的原料煤送人干燥回转炉内与温度低于300℃的热烟道气直接换热脱水，最终干燥温度为200～250℃；

(2)将干燥后的煤料送入热解回转炉，煤料被由热解加热炉提供的热量间接加热，分解生成粒状半焦、焦油蒸汽和煤气.最终的热解温度为500～650℃；

(3)将焦油蒸汽和煤气的混合气送到冷凝器中分离，得到粗焦油及煤气：

(4)将粒状半焦送入增碳回转炉中，在800～850℃的温度下，经内热式加热，得到粒状焦及高温混合气，混合气被导人热解加热炉；

(5)将由增碳回转炉排出的粒状焦于振动筛上喷水熄火，制得产品焦。

本发明所述的煤的热解加工方法适用加工的煤种广泛，如褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤或气煤，也可用于加工木屑、农业废渣、有机废料等垃圾。所述的褐煤的水分含量较高，一般为15％以上，最高可达30～40％。

本发明所述的煤的热解加工方法采用多级串联回转炉，并采用分段加热方式，其中干燥段为气体内热式，以由热解加热炉排出的热烟道气作为干燥介质与原料煤逆向流动，从而脱去煤中的大部分水份及1～2％的挥发分。因此对含水分高的煤通过干燥段，可获得脱除大部分水份的、发热量增高的提质煤。若用于燃料煤，则该提质煤由于脱除了大部分水份从而具有便于运输的特点。热解段为气体外热式，由一热解加热炉提供热解所需的热量，该热量通过空气、热解煤气或其它燃料在加热炉中燃烧产生。由于热解段采用间接加热方式，可使半焦质量、煤气热值、焦油回收得到有效控制和提高。热解段产生的焦油经冷凝分离后可得到宝贵的酚类产品、燃料油及重油或沥青类产品。增碳段为气体内热式，由半焦在增碳炉内产生的可燃气体与进入该炉内的空气混合燃烧，供给增碳炉热量，产生的热废气导人热解加热炉。由于干燥回转炉和增碳回转炉采用气体内热式，因而可提高过程的传质传热效率，减轻对设备材质的要求。

由本发明所述的热解加工方法制成的产品焦的粒度为3～20mm，挥发分低于7％，或根据用户需求，生产规定的挥发分值的产品焦。