CN101289622A - 采用固体载热褐煤悬浮热解装置进行褐煤提质的方法 - Google Patents
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Abstract
采用固体载热褐煤悬浮热解装置进行褐煤提质的方法，是将褐煤送入锤磨干燥机内粉碎并干燥脱去大部分内水和外水后经第一热解旋风分离器进入停留槽热解器内进行深度脱水和热解产生半焦、焦油气和煤气混合气体，其中半焦进入三级熄焦系统熄焦后进入半焦冷却器冷却即为成品，焦油气和煤气混合气体进入油气冷却器冷却后排出，进入常规的油气分离净化处理系统获得焦油和净煤气。熄焦过程中使用的熄焦气先送入氧源加热器去加热气源，熄焦气自身冷却后作为冷却介质送入油气冷却器冷却进入该冷却器内的焦油气和煤气。本发明与传统工艺相比节省占地、投资少、劳动强度低，且传热快速、均匀。本发明可显著降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率；同时改善了半焦产品的易燃特性，便于安全储藏运输。
Description
技术领域
本发明涉及一种褐煤提质方法，具体是涉及一种采用固体载热褐煤悬浮热解装置进行褐煤提质的方法。
背景技术
我国煤炭资源虽然比较丰富，但优质煤炭资源仅占一半左右，其余为褐煤等煤炭资源。褐煤等年轻煤种因水分高、灰分高、挥发分高、热值低，常被当作低质燃料动力煤；加上易氧化和自燃，不宜长途运输，也就成为难以异地加工利用的煤资源。
褐煤是高挥发分煤种，其分子结构可以看作无烟煤与油气分子的结合体，采取热解的加工方法把褐煤中的油气成份分离出来(类似于油页岩加工利用)，可以缓解我国石油供求矛盾。从综合利用的角度，褐煤不应作为低质资源，也不宜直接作为燃料和动力煤，应先对褐煤进行加工分离，取得半焦、焦油和煤气，再进一步加工利用。
我国褐煤主要成份见表一：
表一 我国褐煤主要成份
| 序号 | 名称 | 含量％ |
| 1 | 平均含水率 | 20～40 |
| 2 | 平均焦油率 | 8～15 |
| 3 | 平均灰份 | 15～30 |
| 4 | 平均挥发份 | 31～45 |
褐煤含有大量的水分，通常按以下三种形式存在：
(1)外水：为表面水，含量10～30％。
(2)内水：为毛细孔中所含的水，含量5～20％。
(3)结晶水：一般以含水硫酸钙、高岭土、其它粘土质矿物等化合物形式存在。
外水易于去除，内水在500℃下仍有残留，结晶水要在500℃时才大部分脱除。干燥后其低位热值由每公斤15MJ提高到20MJ以上；重量减轻30％以上。
褐煤在缺氧条件下加热产生热分解，挥发出煤气、焦油气，剩下的固体含炭量升高，热值增加，称作半焦。在500～600℃热解可以得到热值较高的半焦。
褐煤半焦属于提质煤，为一种清洁燃料，用于电石、铁合金、炼铁(钢)、合成氨、活性炭、碳素制品等行业。焦油用于制取石脑油、燃料油，或作为化工原料生产合成化纤、医药、粘合剂等。煤气用于动力、发电、制取甲醇或液化天然气(LNG)。
现有的褐煤热解工艺：
1、日立公司开发的二段加热提质工艺，采用的干燥机是一种回转炉式装置，它由燃烧炉产生的热烟气和干馏装置的排出气间接加热，原煤经过干燥机(温度100～150℃)后连续供给干馏装置，它系立式重力移动床，温度300～400℃，由另一个燃烧炉产生的热烟气间接加热。燃烧炉的热烟气是烧煤油产生的，但工业化工厂将用燃烧装置所取代。干馏后煤经冷却50℃左右，变成疏水性，然后在焦油涂敷装置中进行焦油处理，提质煤降低了自燃的可能性。
2、三菱重工公司开发的流化床工艺，是以流化床加热底煤阶煤的提质工艺，其特点是在80～150℃温度在下对原料煤干燥，然后在250～400℃温度下快速加热和在30～70℃温度下快速冷却，得到提质煤。
3、北京煤化所多段回转炉工艺，原料煤经送料器送入回转炉干燥炉，在此与调整至300℃以下的热烟道气直接换热并蒸发大部分含湿水分；干燥煤通过星形给料器进入回转热解炉中燃烧，热量通过炉壁传给炉内的煤料，热解温度可控制在550～750℃；热解后半焦通过星形给料器进入半焦冷却回转炉，在炉内用水熄灭；冷却后的半焦运往贮存库房。
由回转热解炉排出的热解煤起、焦油蒸汽、水蒸汽的混合气体于除尘器中在较高温下除去大部分携带的粉尘，在预冷器中初步冷却，然后进入列管冷凝冷却器进一步冷却，并经反复分离焦油和冷凝水后进入鼓风机；加压后的煤气可返回热解系统作为燃料气，也可外供作为民用饮事煤气或工业燃气。
燃烧炉排出的热烟道气由管道导入干燥炉中作为煤的干燥介质，由于烟道气温度较高，可通过换热气(与冷空气)换热或混入低温烟道气调整温度；干燥炉排出的废气经旋风除尘器、引风机后排放，引风机后的部分废气作为循环气导入干燥炉进气管以调整烟道气温度。
4、澳大利亚联邦科学与工业研究院(CSIRO)流化床热解器。
每小时处理20kg煤的快速热解装置。
该装置由加煤器、砂子流化床反应器、产品回收系统3个主要部分组成。
加煤器(直径0.51m、高1.63m)可容纳20kg流态干煤，经过计量的氮气流使煤流态化，调节排放的氮气可改变加煤器压力，煤粒通过两条交替处于自动开启或关闭清扫的管线进入反应器并保证供煤过程稳定进行。
反应器可分为3段，最下段为砂子流化床，内径0.15m，高1.22m；上两段为气流段，每一段都为0.91m。反应器内加热元件允许操作温度高达1000℃。气体在流化段中停留0.4～1.0s，在两段气流段共停留0.2～0.4s。
煤粒通过用水冷却的管理喷入流化床层，床层由0.3～1.0mm大小的砂粒组成。
流化床内气体由两部分通入，一部分为液化石油气和空气在燃烧室内形成，必要时再将冷氮气通入以调节燃烧气的温度；另一部分为通过电加热器预热到一定温度的氮气，必要时将乙炔-空气燃烧器的燃烧产品气吹入，使之进一步加热。气体总流量为0.0041～0.012m3/s(标准温度和压力)，热气通过反应器底部的分布板进入流化床。
离开反应器的气体通过保持在约350℃的高效旋风分离器，使大量半焦分离出来但并无焦油冷凝，其后气体经过冷却器进入约80℃的电捕焦油器，分离出来的焦油回收收集。
20kg/h热解器获得的半焦成份、焦油产率和烃类气体产率与1g/h台架试验完全一致。
在热解反应器中，由于瞬时加热条件下的快速热解和短暂的停留时间(小于0.5s)，比慢速热解显著地提高焦油产率。
5、美国多思科煤热解工艺
粉碎好的干煤在提升管内用来自瓷球加热器的热烟道气预热；预热煤在热解转炉中和热的瓷球接触，受热并发生分解，产生半焦和烃蒸汽；半焦在回转筛中与瓷球分离并排出；瓷球与半焦分离后进入提升器被提升、加热。加热器燃料为该工艺自产的煤气或燃料油，热瓷球加热后循环使用。
使用怀俄明褐煤的工厂设计流程图7-13。由于煤中原来含水很高，在进入热解炉前要进行干燥。干燥器为气流床，原料煤在干燥的同时被预热至290℃。干燥器用煤加热。设计单系列热解装置最大处理能力为1.3万t/d。
6、鲁奇-鲁尔盖斯低温干馏法
鲁奇-鲁尔盖斯低温干馏法(L-R法)是固体热载体内热式的典型方法。原料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国多尔斯滕建有一套处理能力为10t/h煤的中间试验装置，使用的热载体是固体颗粒(小瓷球、砂子或半焦)。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小，煤气热值较高，可达20.5～40.6MJ/m3。
L-R法工艺流程是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器，如此循环。从混合器逸出的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类，得到热值较高的煤气。
Encoal公司的LFC工艺，是将经粉碎的原煤被送入回转干燥器，被热气体加热，离开干燥器的固体被直接送入回转窑热解器。热循环气流将煤的温度提高至一定温度，所有剩余的自由水分均被脱除，并发生了化学反应，挥发性气体释放出来。在离开热解器后，固体在淬冷盘中被迅速冷却以终止气化反应。淬冷盘中的固体接着进入钝化环节，在振动流化床VFB中，固体被部分流化，并暴露在温度、含氧量被严格控制的气流中，在固体颗粒的活性部位发生“氧化钝化”反应。这种反应能减弱产品的自燃趋势。反应产生的热能则被流化气流吸收。
从热解器出来的气化气流被送往旋风除尘器去除携带出来的固体颗粒，然后在淬冷塔中冷却，凝结成最终的焦油产品，并终止其他副反应。只有焦油冷凝出来，避免了凝结水。电除尘器回收离开凝结单元的所有液滴或水雾。从淬冷塔出来的剩余气体大约有一半直接在热解器中循环，在与循环气体混合前，部分剩余气体在热解器燃烧室中燃烧为气化提供热量。另一部分剩余气体则在干燥器燃烧室中燃烧，把硫转化为氧化硫。
从干燥器燃烧室中出来的热气体和从干燥器中出来的循环气体混合，为干燥提供必需的热能和气流。
从干燥器出来的气体先进入旋风除尘器除去煤粉，煤粉制浆后被送去沉淀。旋风除尘器出来的剩余气体再用湿式除尘器进行处理。湿式除尘器有两级，分别为湿式除尘器和水平文丘里除尘器。
发明内容
本发明的目的是提供一种固体载热褐煤悬浮热解装置。
本发明的另一目的，是提供一种采用固体载热褐煤悬浮热解装置提质褐煤的方法。
采用的技术方案是：
固体载热褐煤悬浮热解装置，包括锤磨干燥机、干燥热发生器燃烧室、第一热解旋风分离器、悬浮热解炉、第二热解旋风分离器、停留槽热解器、半焦冷却器、氧源加热器、油气冷却器和三级熄焦旋风分离器。
采用固体载热褐煤悬浮热解装置进行褐煤提质的方法包括下述工艺过程：
1、将块状褐煤原煤投入锤磨干燥机内，在干燥机重锤作用下和由锤磨干燥机干燥热发生器燃烧室输入的热源气流作用下碎裂成颗粒和煤粉，并脱去大部分外水和内水，干燥温度低于250℃，在110-130℃排出锤磨干燥机，经管路进入第一热解旋风分离器分离，分离后的废气进入废气处理系统，由于废气处理工艺和设备是公知技术，此处不再赘述。固体颗粒煤和煤粉在110-130℃的温度下进入停留槽热解器，被循环半焦加热到500-600℃(具体温度的选择基于生产的油气量最大或半焦的性质适合特定用户要求而定)，在停留槽热解器内进行深度脱水和热解反应，物料经热解后，生成的焦油气和煤气混合气体经管路进入油气冷却器，冷却至350℃温度后送入已知的油、气分离系统，收取焦油和煤气。
2、在停留槽热解器中生成的半焦，一部分经管路进入悬浮热解炉，被加热至800-850℃，作为载热体经第二热解旋风分离器再返回停留槽热解器；另一部分，作为产品进入熄焦系统，经三级熄焦旋风分离器熄焦分离，获得的半焦经管路送入半焦冷却器，冷却到80℃以下排出。熄焦气由熄焦气入口管进入，按第三熄焦旋风分离器、第二熄焦旋风分离器和第一熄焦分离器的顺序流向氧源加热器，对氧源(包括氧气、富氧气体或空气)进行加热，熄焦气自身温度下降，并作为冷却介质进入油气冷却器，将热解单元生产的焦油和煤气混合气冷却到350℃后，排入锤磨干燥机的燃烧室入口管道。
上述悬浮热解炉为圆柱体，分为上下两室，中间有缩口，原料褐煤加入缩口上部圆柱室内，燃料加入缩口下部圆柱室至锥体和管路范围内。
本发明与传统工艺相比优点在于：
(1)原料细碎和干燥组合在一起，节省占地、投资少、劳动强度低。
(2)悬浮热解炉是褐煤热解领域全新的炉型和工艺。它遵循稀相流动和传热规律，传热均匀、速度快，焦油和煤气产出率高。它与停留槽组合可以适应煤颗粒在微米级和毫米级之间的变化。
(3)固体载热体法的停留槽热解器冷-热物料混合均匀，无运动部件，传热特征属于快速传热。
(4)采用三级悬浮传热熄焦加一级流化床熄焦系统，可回收半焦热量，降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率；同时改善了半焦产品的易燃特性，便于安全储藏运输。
(5)采用氧源加热器和油气冷却器气-气热交换器，可回收焦油气和煤气热量，降低热耗，提高半焦、焦油、煤气产出率；同时可以节约冷却用水。
(6)装置便于大型化。年处理500万吨褐煤只需1台悬浮热解炉。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的固体载热褐煤悬浮热解装置结构示意图。
部分附图标号说明：
32、废气输出口；33、煤气和焦油气输出口；34、气源输入口；35、熄焦气输入口；36、悬浮热解炉燃料输入口；37、原料进口；38、燃烧室燃料入口；39、成品半焦输出口。
具体实施方式
固体载热褐煤悬浮热解装置，包括锤磨干燥机1、第一热解旋风分离器4、悬浮热解炉5、第二热解旋风分离器6、停留槽热解器7、第一熄焦旋风分离器10、第二熄焦旋风分离器9、第三熄焦旋风分离器11、半焦冷却器12、氧源加热器13和油气冷却器14。
锤磨干燥机1经管路3与第一热解旋风分离器4的入料口连接，锤磨干燥机1的干燥热发生器燃烧室2的烟气出口经管路28与锤磨干燥机1的烟气入口连接，干燥热发生器燃烧室2的熄焦气入口经管路30与油气冷却器14的熄焦气出口连接。第一热解旋风分离器4经管路31与停留槽热解器7的入料口连接。悬浮热解炉5的上端出料口与第二热解旋风分离器6的上端入料口连接，第二热解旋风分离器6的上端气体出口经管路29与干燥热发生器燃烧室2的气体入口连接。第二热解旋风分离器6的下端出料口经管路27与停留槽热解器7的入料口连接。停留槽热解器载热体出口经管路25与悬浮热解炉5连接，停留槽热解器7的半焦产品出口经管路8和管路18与第一熄焦旋风分离器10的半焦进口连接。停留槽热解器7分别经管路26、管路16与油气冷却器14连接。氧源加热器13的含氧气体出口经管路17与悬浮热解炉5的含氧气体入口连接。第二熄焦旋风分离器9的入料口经管路20和管路19与第一熄焦旋风分离器10的下端出料口连接，第二熄焦旋风分离器9的下端出口经管路23和熄焦气入口管22与第三熄焦分离器11连接，第三熄焦旋风分离器11的半焦出口经管路21与半焦冷却器12的入料口连接，熄焦气入口管22与第三熄焦旋风分离器11进料口连接。半焦冷却器12的水蒸汽出口经管路24与管路17连接。从管路26进入油气冷却器14内的焦油气和煤气中分离出的固体物料经管路16返回停留槽热解器7。
悬浮热解工艺系统既可以正压操作，也可以负压操作，由鼓风机(正压操作)或引风机(负压操作)完成系统通风任务。
采用固体载热褐煤悬浮热解装置提质褐煤的方法，包括下述工艺步骤：
1、将块状褐煤送入锤磨干燥机1内，在锤磨干燥机重锤的机械作用下和输入燃烧室2燃烧产生的热烟气使褐煤破碎成8毫米以下的颗粒煤和煤粉，并被加热失去大部分外水和内水，在130℃排出锤磨干燥机1。干燥热发生器燃烧室2所用燃料包括外加燃料、熄焦气和第二热解旋风分离器4提供的焦油气和煤气。
2、从锤磨干燥机1排出的物料经管路3进入第一热解旋风分离室4分离，分离后的废气进入已知的废气处理系统，含水8％的固体物料在130℃下进入停留槽热解器7，被循环半焦加热到600℃，进行深度脱水和热解反应，产生半焦、焦油气和煤气，焦油气和煤气混合气体进入油气冷却器14冷却至350℃后排出并进入已知的焦油气和煤气分离净化处理系统。停留槽热解器7内的半焦一部分返回悬浮热解炉5被加热至800℃，作为固体载热体再经热解旋风分离器6送入停留槽热解器7内，另一部分半焦作为产品送入熄焦系统。
3、上述熄焦系统为由第一熄焦旋风分离器10、第二熄焦旋风分离器9和第三熄焦旋风分离器11组成的三级熄焦系统。半焦从停留槽热解器7经管路8和管路18进入第一熄焦旋风分离器10分离，再经管路19和管路20进入第二熄焦旋风分离器9分离，然后经管路23和熄焦气入口管22进入第三熄焦旋风分离器11分离，分离后半焦进入半焦冷却器12，半焦冷却器12为半焦流态化冷却器。半焦冷却至80℃以下温度排出，经胶带输送机送至堆场。半焦在半焦冷却器12内采用水冷却加水喷淋冷却方法，得到的水蒸汽经管路24进入悬浮热解炉5。熄焦气按第三熄焦旋风分离器11、第二熄焦旋风分离器9和第一熄焦旋风分离器10的流向排入氧气加热器13内置的气体换热器，用以加热氧源(包括氧气、富氧气体、空气)，熄焦气释放热量自身降温后经管路15作为冷却介质进入油气冷却器14内置的气体换热器，用以冷却进入油气冷却器的焦油气和煤气混合气体后经管路30送入干燥热发生器燃烧室2。
被输入氧源加热器13的含氧气体被加热后经管路17送入悬浮热解炉5与外部送入的炉用燃料及系统产生的焦油气和煤气混合燃烧作为热源对进入悬浮热解炉5内的半焦进行加热。
按上述步骤和工艺参数处理平庄煤矿褐煤所得计算结果为：
(1)半焦产率：0.514吨半焦/吨(原煤基)。
(2)半焦水分含量5％，挥发分含量10％，热值25MJ/kg。
(3)煤气产率：640千克/吨(半焦基)，热值20MJ/kg。
(4)热耗：2072kj/kg(半焦基)。
(5)焦油产率：54kg/吨(半焦基)。
Claims (7)
1、固体载热褐煤悬浮热解装置，包括锤磨干燥机(1)、第一热解旋风分离器(4)、悬浮热解炉(5)、第二热解旋风分离器(6)、停留槽热解器(7)、第一熄焦旋风分离器(10)、第二熄焦旋风分离器(9)、第三熄焦旋风分离器(11)、半焦冷却器(12)、氧源加热器(13)和油气冷却器(14)，其特征在于所述的锤磨干燥机(1)经管路(3)与第一热解旋风分离器(4)的入料口连接，锤磨干燥机(1)的干燥热发生器燃烧室(2)的烟气出口经管路(28)与锤磨干燥机(1)的烟气入口连接，干燥热发生器燃烧室(2)的熄焦气入口经管路(30)与油气冷却器(14)的熄焦气出口连接；悬浮热解炉(5)的上端出料口与第二热解旋风分离器(6)的上端入料口连接，第二热解旋风分离器(6)的上端气体出口经管路(29)与干燥热发生器燃烧室(2)的气体入口连接；第二热解旋风分离器(6)的下端出料口经管路(27)与停留槽热解器(7)的入料口连接；停留槽热解器的载热体出口经管路(25)与悬浮热解炉(5)连接，停留槽热解器(7)的半焦产品出口经管路(8)和管路(18)与第一熄焦旋风分离器(10)的半焦进口连接；停留槽热解器(7)分别经管路(26)、管路(16)与油气冷却器(14)连接；氧源加热器(13)的含氧气体出口经管路(17)与悬浮热解炉(5)的含氧气体入口连接；第一熄焦旋风分离器(10)的下端出料口经管路(19)和管路(20)第二熄焦旋风分离器(9)的上端入料口连接，第二熄焦旋风分离器(9)的下端出口经管路(23)和熄焦气入口管(22)第三熄焦旋风分离器(11)连接，第三熄焦旋风分离器(11)的半焦出口经管路(21)与半焦冷却器(12)的入料口连接，熄焦气入口管(22)与第三熄焦旋风分离器(11)进料口连接；半焦冷却器(12)的水蒸汽出口经管路(24)与管路(17)连接；从管路(26)进入油气冷却器(14)内的固体物料分离后经管路(16)返回停留槽热解器(7)。
2、根据权利要求1所述的固体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于所述的半焦冷却器(12)设有水蒸汽出口，该水蒸汽出口经管路(24)与悬浮热解炉(5)的气体入料口连接。
3、采用权利要求1所述的固体载热褐煤悬浮热解装置提质褐煤的方法，其特征在于包括下述工艺步骤：
1)将块状褐煤送入锤磨干燥机(1)内，在锤磨干燥机重锤的机械作用下和输入干燥热发生器燃烧室(2)燃烧产生的热烟气使褐煤破碎成颗粒煤和煤粉，并被加热失去大部分外水和内水，干燥温度低于250℃，在110-130℃排出锤磨干燥机(1)；干燥热发生器燃烧室(2)所用燃料包括外加燃料、熄焦气和第二热解旋风分离器(6)提供的焦油气和煤气；
2)从锤磨干燥机(1)排出的物料经管路(3)进入第一热解旋风分离器(4)分离，分离后的废气进入已知的废气处理系统，固体物料在110-130℃下进入停留槽热解器(7)，被循环半焦加热到500-600℃，进行深度脱水和热解反应，产生半焦、焦油气和煤气，焦油气和煤气混合气体进入油气冷却器(14)冷却至350℃后排出并进入已知的焦油气和煤气分离净化处理系统，焦油气和煤气混合气体中的固体颗粒经管路16返回停留槽热解器(7)内；停留槽热解器(7)内的半焦一部分返回悬浮热解炉(5)被加热至800-850℃，作为固体载热体再经第二热解旋风分离器(6)送入停留槽热解器(7)内，另一部分半焦作为产品送入熄焦系统；
3)上述熄焦系统为由第一熄焦旋风分离器(10)、第二熄焦旋风分离器(9)和第三熄焦旋风分离器(11)组成的三级熄焦系统；半焦从停留槽热解器(7)经管路(8)和管路(18)进入第一熄焦旋风分离器(10)分离，再从管路(19)管路(20)进入第二熄焦旋风分离器(9)分离，然后经管路(23)和熄焦气入口管(22)进入第三熄焦旋风分离器(11)分离，分离后半焦进入半焦冷却器(12)，半焦冷却器(12)为半焦流态化冷却器；半焦冷却至80℃以下温度排出，经胶带输送机送至堆场；半焦在半焦冷却器(12)内采用水冷却加水喷淋冷却方法，得到的水蒸汽经管路(24)进入悬浮热解炉(5)；熄焦气按第三熄焦旋风分离器(11)、第二熄焦旋风分离器(9)和第一熄焦旋风分离器(10)的流向排入氧源加热器(13)内设置的气体换热器，用以加热氧源，熄焦气释放热量自身降温后经管路(15)作为冷却介质进入油气冷却器(14)内设置的气体换热器，用以冷却进入油气冷却器的焦油气和煤气混合气体后经管路(30)送入燃烧室(2)；
被输入氧源加热器(13)的含氧气体被加热后经管路(17)送入悬浮热解炉(5)与外部送入的炉用燃料及系统产生的焦油气和煤气混合燃烧，对进入悬浮热解炉(5)内的半焦进行加热。
4、根据权利要求1所述的固体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于所述的悬浮热解炉(5)为圆柱体，分为上下两室，中间有缩口，燃料加入缩口下部圆柱室至锥体和管路(17)范围内。
5、根据权利要求1所述的固体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于所述的悬浮热解炉(5)内部气固相混合物向上流动，它与第二热解旋风分离器和停留槽组合适应煤颗粒在微米级和毫米级之间的变化。
6、根据权利要求1所述的固体载热褐煤悬浮热解装置，其特征在于所述的熄焦系统由三级熄焦旋风分离器组成，但根据各地褐煤特性不同，也可由两级熄焦旋风分离器组成。
7、采用权利要求1所述的固体载热体褐煤悬浮热解装置处理褐煤制备半焦、焦油和煤气的方法，其特征在于所述的块状褐煤在锤式干燥机(1)内被破碎成8毫米以下的片状颗粒和煤粉。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102021006A (zh) * | 2009-09-22 | 2011-04-20 | 山东省冶金设计院有限责任公司 | 从炼焦煤中去除水分的工艺 |
| CN102786950A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-11-21 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 一种干熄焦废气产生及燃烧加热方法 |
| CN102994126A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-03-27 | 田原宇 | 低阶煤下行循环流化床热解提质设备 |
| CN102994127A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | 低阶煤多级流化床煤化工多联产系统及其方法 |
| CN103160293A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种煤干馏多级连续干熄焦系统及方法 |
| CN103687931A (zh) * | 2011-06-03 | 2014-03-26 | Mr&E有限公司 | 提质具有低油含量的低级煤的煤处理方法 |
| CN104449774A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 王树宽 | 一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347168A (en) * | 1976-10-09 | 1978-04-27 | Agency Of Ind Science & Technol | Method of operating thermal cracking equipment |
| CN1112661A (zh) * | 1994-12-27 | 1995-11-29 | 北京科能达机电新技术公司 | 锅炉前置煤气发生的工艺和设备 |
| US20040108251A1 (en) * | 2001-04-12 | 2004-06-10 | Steven Gust | Processing of carbonaceous material |
| CN101108986A (zh) * | 2007-08-21 | 2008-01-23 | 陕西秦能天脊科技有限公司 | 一种灰融聚流化床粉煤气化方法 |
| CN101122442A (zh) * | 2007-09-12 | 2008-02-13 | 刘鹤群 | 铁矿物悬浮磁化焙烧炉系统及焙烧工艺 |
-
2008
- 2008-06-10 CN CN 200810011735 patent/CN101289622B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347168A (en) * | 1976-10-09 | 1978-04-27 | Agency Of Ind Science & Technol | Method of operating thermal cracking equipment |
| CN1112661A (zh) * | 1994-12-27 | 1995-11-29 | 北京科能达机电新技术公司 | 锅炉前置煤气发生的工艺和设备 |
| US20040108251A1 (en) * | 2001-04-12 | 2004-06-10 | Steven Gust | Processing of carbonaceous material |
| CN101108986A (zh) * | 2007-08-21 | 2008-01-23 | 陕西秦能天脊科技有限公司 | 一种灰融聚流化床粉煤气化方法 |
| CN101122442A (zh) * | 2007-09-12 | 2008-02-13 | 刘鹤群 | 铁矿物悬浮磁化焙烧炉系统及焙烧工艺 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102021006A (zh) * | 2009-09-22 | 2011-04-20 | 山东省冶金设计院有限责任公司 | 从炼焦煤中去除水分的工艺 |
| CN102021006B (zh) * | 2009-09-22 | 2014-01-08 | 山东省冶金设计院股份有限公司 | 从炼焦煤中去除水分的工艺 |
| CN103687931A (zh) * | 2011-06-03 | 2014-03-26 | Mr&E有限公司 | 提质具有低油含量的低级煤的煤处理方法 |
| CN103687931B (zh) * | 2011-06-03 | 2016-05-11 | 神华集团有限责任公司 | 提质具有低油含量的低级煤的煤处理方法 |
| CN102786950A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-11-21 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 一种干熄焦废气产生及燃烧加热方法 |
| CN102994126A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-03-27 | 田原宇 | 低阶煤下行循环流化床热解提质设备 |
| CN102994126B (zh) * | 2012-10-11 | 2014-07-16 | 田原宇 | 低阶煤下行循环流化床热解提质设备 |
| CN102994127A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-27 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | 低阶煤多级流化床煤化工多联产系统及其方法 |
| CN103160293A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种煤干馏多级连续干熄焦系统及方法 |
| CN104449774A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 王树宽 | 一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENYANG XINBO INDUSTRIAL TECHNOLOGY PROGRESSION C Free format text: FORMER OWNER: LIU HEQUN Effective date: 20140516 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 110013 SHENYANG, LIAONING PROVINCE TO: 110000 SHENYANG, LIAONING PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140516 Address after: 110000 Shenyang, Heping District, Liaoning, five South 183 a road (17 floor 1-9) Patentee after: Shenyang Xinbo Industry Technology Development Co., Ltd. Address before: 110013, 100 Binhe Road, Shenhe District, Liaoning, Shenyang Patentee before: Liu Hequn |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHENYANG XINBO INDUSTRIAL TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHENYANG XINBO INDUSTRIAL TECHNOLOGY PROGRESSION CO., LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 110006 Shenyang, Heping District, Liaoning, South five road 183 a (17 storey writing room 1-9) Patentee after: Shenyang Xin Bo Industrial Technology Co., Ltd Address before: 110000 Shenyang, Heping District, Liaoning, five South 183 a road (17 floor 1-9) Patentee before: Shenyang Xinbo Industry Technology Development Co., Ltd. |