CN100540632C - 侏罗世纪不粘性烟煤的综合洁净利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种侏罗世纪不粘性烟煤的综合洁净利用方法，首先将不粘性烟煤筛选后在300～850℃低温干馏，炉顶逸出的粗煤气和炉底排出的半焦；其次，将半焦进行粉碎，并在搅拌时加入碱性改质液，经熟化成型后制得工业型煤；粗煤气经氨水收集焦油并脱焦油雾、脱萘、脱硫、洗氨、洗苯，最终获得含有甲烷和氢的洁净煤气。使不粘性烟煤有效洁净地利用，燃烧效率得到提高，避免了能源的浪费和环境的污染。

Description

侏罗世纪不粘性烟煤的综合洁净利用方法

技术领域

本发明涉及侏罗世纪不粘性烟煤的综合利用方法，属于煤炭的洁净燃烧技术。

背景技术

本发明所述的不粘性或弱粘性烟煤是指，依据地质自然成型理论，以侏罗世纪为主的低变到中变质烟煤，在自然界约占煤炭总储量四分之一。工业分析表明该煤具有低硫、低灰、低灰熔点、高挥发份、高热值的特点，它的最大性能是粘度极差，焦渣性小于1级，焦化时不产生胶体，是一种非炼焦用煤，目前无论在民用或工业锅炉上大都在直接燃用，大量的低效率的原煤燃烧，造成了极大的自然能源浪费和煤烟型大气环境污染。

为了解决上述问题，上世纪80年代，各工业国相继开发出了煤炭间接洁净气化和液化先进技术，如加压循环流化床，气流床等工业煤洁净燃烧装置，但由于技术繁杂，投资量大，不能普遍使用。

国内目前对于不粘性烟煤的使用一般仅将其进行低温干馏提取粗煤气和煤焦油，然而对于干馏后用水淬急冷后收得的半焦产品，由于其组织机构形成较大的机械应力，不能直接燃用，遇热后易爆裂，不易点燃，不但影响床层稳定，还易危及操作人员安全，由于其存在不易点燃，易爆裂和脱焦油后粘接性极差的问题，目前半焦用于硅铁的冶炼，但其燃烧效率低，不能充分地利用。因此，不粘性烟煤有效洁净地利用，以及提高其燃烧效率成为本领域技术人员的目标。

发明内容

本发明的目的在于解决侏罗世纪不粘性烟煤不能有效洁净地利用，以及其燃烧效率低的技术问题，而提供一种不粘性烟煤的综合利用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种侏罗世纪不粘性烟煤的综合利用方法，其特征在于：首先将不粘性烟煤在300～850℃低温干馏，炉顶逸出粗煤气和炉底排出半焦；其次，将半焦进行粉碎，并在搅拌时加入NaOH溶液作为碱性改质液，其中，NaOH溶液占半焦的重量的5-20％，PH值为7.2-9.5；所述的碱性改质液在加入到半焦之前，先将占改质液重量8-15％的半焦粉末加入到温度保持在50℃-85℃的碱性改质液中，搅拌均匀，再将其加入到半焦中；在加入碱性改质液的同时即成型前加入高熔点氧化铝细粉，氧化铝加入量占半焦重量的1-2％；然后经熟化成型后制得工业型煤，所述熟化是在常温下进行堆沤熟化至少48小时；粗煤气经氨水收集焦油并脱焦油雾、脱萘、脱硫、洗氨、洗苯，最终获得含有甲烷和氢的洁净煤气。

本发明的不粘性烟煤的综合利用还包括：通过对粗煤气提纯的过程中得到的粗焦油进行精炼以及得到的粗苯精制获得酚类、吡啶碱、萘、蒽、沥青以及苯、甲苯、二甲苯等多种有机化工原料。

由于本发明采用上述技术方案，使不粘性烟煤得到有效洁净地利用，而且提高其燃烧效率。本发明所述不粘性烟煤，经低温干馏后得到的粗煤气，粗煤气从焦油吸收塔底部进入，从下至上和氨水逆向洗出焦油，并依次根据工艺过程，脱焦油雾、脱萘、脱硫、洗氨、洗苯后获得含有主要成分为甲烷和氢的洁净煤气，同时，经过低温干馏后得到的半焦，加入碱性改质液体，使液体中的碱份和半焦中的生物质：腐殖酸发生反应，从而生成具有粘结性能的腐殖酸钠，使半焦的粘结性质和燃烧着火活性得到改善，克服了半焦脱焦油后粘度极低的缺陷，而且半焦经过机械粉碎、搅拌消除了应力克服了易爆裂的缺陷。综上本发明通过上述综合利用工艺方法，使侏罗世纪不粘性烟煤得到综合有效洁净充分的利用。而且制得的精煤气和型煤已经去除了有害物质，使能源在使用过程中环保效果更佳。上述主要含甲烷和氢气的洁净煤气和工业型煤，可广泛的应用于民用取暖供热、工业气化等多种洁净煤燃烧用途，除此之外采用本工艺流程的焦油精炼，粗苯精制还可获得酚类，吡啶碱、萘、蒽、苯、甲苯、二甲苯等多种有机化工原料。

本发明进一步加入高熔点氧化铝细粉，使得到的型煤在燃烧时，内部组织形成高温分解的晶体结构，从而提高燃烧温度。

本发明采用不粘性烟煤制取工业型煤，在干馏时，得到的粗煤气可以进一步处理得到精煤气以及酚类吡啶碱、萘、蒽、苯、甲苯、二甲苯等多种有机化工原料。

附图说明

图1是本发明的不粘性烟煤的综合利用的工艺流程图。

具体实施方式

参见图1，实施例一，首先将本发明所述的不粘性烟煤破碎筛选送入方箱式低温干馏炉，煤从上部连续加入，炉内控制温度400-600℃，从上至下完成干馏过程，从炉顶逸出的粗煤气和炉底排出的炉料半焦；粗煤气经氨水收集焦油并脱焦油雾、脱萘、脱硫、洗氨、洗苯，最终获得含有甲烷和氢的洁净煤气。

而对于在炉内沿隔墙从炉底排出的炉料，用水淬急冷后收得半焦产品，由于其组织机构形成较大的机械应力，如直接燃用，遇热后易爆裂，不易点燃，不但影响床层稳定，还易危及操作人员安全，但经工业分析、元素分析半焦有极高的热值和工业使用价值，具体数据如下：

     工业分析               元素分析

Mad         3.00％         Cad         77.30％

Aad         11.62％        Had         2.86％

Vad         8.59％         Oad         4.10％

Fcdd        76.79％        Nad         0.92％

                           Stad        0.20％

     灰熔点

DT        1090℃

ST        1185℃

FT        1285℃

低位发热量  Qb.ad    28560KJ/kg

本发明对上述得到的半焦1000Kg机械粉碎消除应力，用机械方法搅拌，并在搅拌过程中加入PH值为7.2的NaOH碱性改质液体200Kg。

碱性改质液的预制：将上述PH值为7.2的200Kg的NaOH碱性改质液体在加入到半焦之前，先将重量为20Kg的半焦粉末加入到改质液体中，温度保持在50℃--85℃搅拌均匀。

再将预制的好的粘稠的碱性改质液加到半焦中，搅拌均匀，使碱性液体的碱份和半焦中的腐殖酸生物质反应，得到粘性的腐殖酸钠，使半焦粘接性能和燃烧着火性能改变；进一步为了有效的提高成型后的工业型煤燃烧气化温度，同时加入高熔点氧化铝细粉10Kg，进行搅拌捏合后，将炉料在常温下堆沤熟化50小时，熟化后采用冷态常压下机械成型，成型压力为25Mpa，在120℃的温度下烘干6小时，可以得到强度较高的型煤。

上述实施例得到的工业型煤的主要物理性质指标为：

抗压强度N/每个	浸水强度N/每个	灰熔点(FT)℃	热稳定性Ts+6％	耐磨强度＞13mm％	落下强度＞13mm％
						＞686	＞392	1370	98.5	93.9	91.8

将本实施例得到的工业型煤与不粘性烟煤干馏后得到的半焦进行比较，其活性提高30％，活性值α可以达到92％。

本发明对不粘性烟煤的进一步综合利用还包括：在粗煤气提纯时，经过氨水池得到焦油，将焦油再进行精炼获得酚类、吡啶碱、萘、蒽、沥青等有机化工原料。同时，对洗苯得到的粗苯进行精制还可获得苯、甲苯、二甲苯等有机化工原料。

实施例二，首先将不粘性烟煤破碎筛选送入方箱式低温干馏炉，煤从上部连续加入，炉内控制温度500-650℃，干馏后，在炉内沿隔墙从炉底排出的炉料，用水淬急冷后收得半焦产品。

本发明对上述得到的半焦1000Kg机械粉碎消除应力，用机械方法搅拌，并在搅拌过程中加入PH值为9.5的NaOH碱性改质液体50Kg和高熔点氧化铝细粉20Kg。

碱性改质液的预制：将上述PH值为9.5的50Kg的NaOH碱性改质液体在加入到半焦之前，先将重量为4Kg的半焦粉末加入到改质液体中，温度保持在50℃--85℃搅拌均匀。

再将预制的好的粘稠的碱性改质液加到半焦中，搅拌均匀，将炉料在常温下堆沤熟化60小时，熟化后采用冷态常压下机械成型，成型压力为25Mpa，在110℃的温度下烘干5.5小时，可以得到强度较高的型煤。

上述方法得到的工业型煤的主要物理性质指标为：

抗压强度N/每个	浸水强度N/每个	灰熔点(FT)℃	热稳定性Ts+6％	耐磨强度＞13mm％	落下强度＞13mm％
						＞705	＞411	1450	98.4	92.1	90.8

将本实施例得到的工业型煤与不粘性烟煤干馏后得到的半焦进行比较，其活性提高30％，活性值α可以达到93％。

同样，本发明对于干馏后得到的初级产品：粗煤气进行提纯得到精煤气，进而得到其他酚类、吡啶碱、萘、蒽、沥青、苯、甲苯、二甲苯等有机化工原料。

实施例三，首先将不粘性烟煤破碎筛选送入方箱式低温干馏炉，煤从上部连续加入，炉内控制温度700-850℃，干馏后，在炉内沿隔墙从炉底排出的炉料，用水淬急冷后收得半焦产品。

本发明对上述得到的半焦1000Kg机械粉碎消除应力，用机械方法搅拌，并在搅拌过程中加入PH值为8.5的NaOH碱性改质液体100Kg和高熔点氧化铝细粉15Kg。

碱性改质液的预制：将上述PH值为8.5的100Kg的NaOH碱性改质液体在加入到半焦之前，先将重量为12Kg的半焦粉末加入到改质液体中，温度保持在50℃--85℃搅拌均匀。

再将预制的好的粘稠的碱性改质液加到半焦中，搅拌均匀，将炉料在常温下堆沤熟化60小时，熟化后采用冷态常压下机械成型，成型压力为25Mpa，在120℃的温度下烘干5.5小时，可以得到强度较高的型煤。

本发明所述的工业型煤的主要物理性质指标为：

抗压强度N/每个	浸水强度N/每个	灰熔点(FT)℃	热稳定性Ts+6％	耐磨强度＞13mm％	落下强度＞13mm％
						＞700	＞400	1400	98.4	93.9	91.5

将本实施例得到的工业型煤与不粘性烟煤干馏后得到的半焦进行比较，其活性提高30％，活性值α可以达到93％。

对于粗煤气的进一步综合利用方法同上述实施例。

实施例四，首先将不粘性烟煤破碎筛选送入方箱式低温干馏炉，煤从上部连续加入，炉内控制温度400-500℃，干馏后，在炉内沿隔墙从炉底排出的炉料，用水淬急冷后收得焦产品。

本发明对上述得到的半焦1000Kg机械粉碎消除应力，用机械方法搅拌，并在搅拌过程中加入PH值为7.8的NaOH碱性改质液体150Kg和高熔点氧化铝细粉17Kg。

碱性改质液的预制：将上述PH值为7.8的150Kg的NaOH碱性改质液体在加入到半焦之前，先将重量为22Kg的半焦粉末加入到改质液体中，温度保持在50℃--85℃搅拌均匀。

再将预制的好的粘稠的碱性改质液加到半焦中，搅拌均匀，将炉料在常温下堆沤熟化60小时，熟化后采用冷态常压下机械成型，成型压力为25Mpa，在120℃的温度下烘干6小时，可以得到强度较高的型煤。

本发明所述的工业型煤的主要物理性质指标为：

抗压强度N/每个	浸水强度N/每个	灰熔点(FT)℃	热稳定性Ts+6％	耐磨强度＞13mm％	落下强度＞13mm％
						＞695	＞395	1420	98.3	93.7	91.3

将本实施例得到的工业型煤与不粘性烟煤干馏后得到的半焦进行比较，其活性提高30％，活性值α可以达到94％。

对于粗煤气的进一步综合利用方法同上述实施例。

实施例五，首先将不粘性烟煤破碎筛选送入方箱式低温干馏炉，煤从上部连续加入，炉内控制温度600-700℃，干馏后，在炉内沿隔墙从炉底排出的炉料，用水淬急冷后收得半焦产品。

本发明对上述得到的半焦1000Kg机械粉碎消除应力，用机械方法搅拌，并在搅拌过程中加入PH值为8.0的NaOH碱性改质液体80Kg和高熔点氧化铝细粉13Kg。

碱性改质液的预制：将上述PH值为8.0的80Kg的NaOH碱性改质液体在加入到半焦之前，先将重量为10Kg的半焦粉末加入到改质液体中，温度保持在50℃--85℃搅拌均匀。

再将预制的好的粘稠的碱性改质液加到半焦中，搅拌均匀，将炉料在常温下堆沤熟化60小时，熟化后采用冷态常压下机械成型，成型压力为25Mpa，在120℃的温度下烘干6小时，可以得到强度较高的型煤。

本实施例得到的工业型煤的主要物理性质指标为：

抗压强度N/每个	浸水强度N/每个	灰熔点(FT)℃	热稳定性Ts+6％	耐磨强度＞13mm％	落下强度＞13mm％
						＞700	＞398	1380	98.2	93.5	91.2

将本实施例得到的工业型煤与不粘性烟煤干馏后得到的半焦进行比较，其活性提高30％，活性值α可以达到95％。

对于粗煤气的进一步综合利用方法同上述实施例。

综上所述，本发明给出了侏罗世纪不粘性烟煤的综合利用的方法，主要是对不粘性烟煤干馏后得到的半焦和粗煤气，进而将半焦制成工业型煤，将粗煤气进行提纯制得精煤气，以及对焦油进行提炼、粗苯的精制得到其他有机化工原料的整个工艺过程。使得不粘性烟煤得到洁净、有效、充分地利用。

Claims (3)

1.一种侏罗世纪不粘性烟煤的综合利用方法，其特征在于：首先将不粘性烟煤筛选后在300～850℃低温干馏，炉顶逸出粗煤气和炉底排出半焦；其次，将半焦进行粉碎，并在搅拌时加入NaOH溶液，NaOH溶液占半焦的重量的5-20％，pH值为7.2-9.5；所述的NaOH溶液在加入到半焦之前，先将占NaOH溶液重量8-15％的半焦粉末加入到温度保持在50℃--85℃的NaOH溶液中，搅拌均匀，再将其加入到半焦中；同时即成型前加入高熔点氧化铝细粉，高熔点氧化铝细粉加入量占半焦重量的1-2％；然后经熟化成型后制得工业型煤，所述熟化是在常温下进行堆沤熟化至少48小时；粗煤气经氨水收集焦油并脱焦油雾、脱萘、脱硫、洗氨、洗苯，最终获得含有甲烷和氢的洁净煤气。

2.根据权利要求1所述不粘性烟煤的综合利用方法，其特征在于：将经氨水收集的焦油再进行精炼获得酚类、吡啶碱、萘、蒽、沥青有机化工原料。

3.根据权利要求1或2所述不粘性烟煤的综合利用方法，其特征在于：将经洗苯得到的粗苯精制得到苯、甲苯、二甲苯。

Images