CN105670699A - 处理低阶煤的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了处理低阶煤的系统和方法，系统包括：分级装置、块煤热风复合式分选装置、热解装置、半焦余热回收装置、粉煤干燥装置和粉煤气化装置，分级装置上块煤出口与块煤热风复合式分选装置上块煤入口相连；热解装置上精煤入口与块煤热风复合式分选装置上精煤出口相连；半焦余热回收装置上半焦出口与热解装置上半焦出口相连，半焦余热回收装置上热气出口与块煤热风复合式分选装置上热风入口相连；粉煤干燥装置上粉煤入口与分级装置上粉煤出口相连；粉煤气化装置上干燥粉煤入口与粉煤干燥装置上干燥粉煤出口相连。该系统可以解决现有低阶煤排矸率低问题，将热解产生半焦余热用于排矸，降低了能源成本，同时将粉煤进行气化，提高了原料利用率。

Description

处理低阶煤的系统和方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种处理低阶煤的系统和方法。
背景技术
低阶煤主要包括不黏煤、弱黏煤、长焰煤和褐煤等，具有水分高、密度小、挥发分高、不黏结、化学反应性强、热稳定性差及发热量低等特点。中国低阶煤资源探明储量也在2000亿t以上，低阶煤的储量占已探明煤炭储量的55％以上。
低阶煤直接燃烧的热效率低，且温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用。低阶煤不经过提质加工，将难以满足多种用户的质量要求，提质加工成为低阶煤高效开发利用的关键。低阶煤的提质加工包括分选、干燥、成型、热解、气化等，低阶煤脱灰、脱水后热值增加，低阶煤脱硫后可以减少后续加工过程中设备的腐蚀和降低酸雨对环境的危害，低阶煤通过提质加工可以扩大其利用范围。
虽然通过分选可以脱除低阶煤中的矿物杂质，但湿法分选过程中煤与水充分接触，造成选煤产品水分增大，降低了产品发热量，部分抵消了洗煤效果，也与提质脱水的目标相矛盾，而常温的干法分选过程中煤的表面水分使得颗粒之间的粘附几率大，分选效果差。与低阶煤燃烧发电相比，低阶煤直接进行干燥、热解和气化技术在一定程度上提高低阶煤的利用效率，但提质煤中的灰、硫等矿物杂质影响后续加工产品的质量，且含硫、氮等化合物造成污染环境和设备腐蚀，同时降低了热解和气化过程的有效处理量。因此，开发新的低阶煤利用途径成为低阶煤深加工新的研究方向。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理低阶煤的系统和方法，该系统可以解决现有的复合式排矸技术对低阶煤排矸率低的问题，从而可以提高后续热解过程中热解产品的质量和产率，并且通过将热解过程中产生的余热回收用于排矸过程，可以显著降低能源成本，同时通过将粉煤进行气化处理得到气化气，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理低阶煤的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：
分级装置，所述分级装置具有低阶煤入口、块煤出口和粉煤出口；
块煤热风复合式分选装置，所述块煤热风复合式分选装置具有块煤入口、热风入口、矸石出口、精煤出口和尾气出口，所述块煤入口与所述块煤出口相连；
热解装置，所述热解装置具有精煤入口、半焦出口和热解油气出口，所述精煤入口与所述精煤出口相连；
半焦余热回收装置，所述半焦余热回收装置具有半焦入口、冷却半焦出口和热气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连，所述热气出口与所述热风入口相连；
粉煤干燥装置，所述粉煤干燥装置具有粉煤入口、干燥热气入口、干燥粉煤出口和干燥尾气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；以及
粉煤气化装置，所述粉煤气化装置具有干燥粉煤入口和气化气出口，所述干燥粉煤入口与所述干燥粉煤出口相连。
由此，根据本发明实施例的处理低阶煤的系统通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
另外，根据本发明上述实施例的处理低阶煤的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述处理低阶煤的系统进一步包括：除尘装置，所述除尘装置具有尾气入口、气体出口和粉尘出口，所述尾气入口分别与所述尾气出口和所述干燥尾气出口相连。
在本发明的一些实施例中，所述处理低阶煤的系统进一步包括：废热回收装置，所述废热回收装置具有气化气入口、煤气出口和过热蒸汽出口，所述气化气入口与所述气化气出口相连，所述过热蒸汽出口与所述干燥热气入口相连。由此，可以实现系统余热的充分利用，从而降低能源成本。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理低阶煤的方法。根据本发明的实施例，该方法是采用上述所述的处理低阶煤的系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方法包括：
(1)将低阶煤供给至所述分级装置中进行分级处理，以便得到块煤和粉煤；
(2)将块煤供给至所述块煤热风复合式分选装置中采用热风对所述块煤进行排矸和预干燥处理，以便分别得到矸石、精煤和含有粉尘的尾气；
(3)将所述精煤供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；
(4)将所述半焦供给至所述半焦余热回收装置中进行余热回收处理，以便得到冷却半焦和热气，并将所述热气返回步骤(2)作为所述热风使用；
(5)将所述粉煤供给至所述粉煤干燥装置中采用干燥热气对所述粉煤进行干燥处理，以便得到干燥尾气和干燥粉煤；以及
(6)将所述干燥粉煤供给至所述粉煤气化装置进行气化处理，以便得到气化气。
由此，根据本发明实施例的处理低阶煤的方法通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
另外，根据本发明上述实施例的处理低阶煤的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述处理低阶煤的方法进一步包括：(7)将所述含有粉尘的尾气和所述干燥尾气供给至所述除尘装置中进行除尘处理，以便收集粉尘。
在本发明的一些实施例中，所述处理低阶煤的方法进一步包括：(8)将所述气化气供给至所述废热回收装置中进行余热回收处理，以便得到煤气和过热蒸汽，并将所述过热蒸汽返回至步骤(5)作为所述干燥热风使用。由此，可以实现系统余热的充分利用，从而降低能源成本。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述块煤的粒径不低于6mm。由此，可以显著提高块煤热解效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述热风的温度为80～130摄氏度，所述热风的流速为8～23m/s。由此，可以显著提高块煤干燥和排矸效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述热解处理的温度为500～900摄氏度。由此，可以显著提高热解效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述干燥热风的温度为100～200摄氏度，所述干燥热风的流速为0.1～0.5m/s。由此，可以显著提高粉煤的干燥效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(6)中，所述气化的温度800～1100摄氏度。由此，可以显著提高粉煤的气化效率，从而提高气化气产率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理低阶煤的系统结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的处理低阶煤的系统结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的处理低阶煤的系统结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的处理低阶煤的方法流程示意图；
图5是根据本发明再一个实施例的处理低阶煤的方法流程示意图；
图6是根据本发明又一个实施例的处理低阶煤的方法流程示意图；
图7是根据本发明又一个实施例的处理低阶煤的系统结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理低阶煤的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：分级装置，所述分级装置具有低阶煤入口、块煤出口和粉煤出口；块煤热风复合式分选装置，所述块煤热风复合式分选装置具有块煤入口、热风入口、矸石出口、精煤出口和尾气出口，所述块煤入口与所述块煤出口相连；热解装置，所述热解装置具有精煤入口、半焦出口和热解油气出口，所述精煤入口与所述精煤出口相连；半焦余热回收装置，所述半焦余热回收装置具有半焦入口、冷却半焦出口和热气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连，所述热气出口与所述热风入口相连；粉煤干燥装置，所述粉煤干燥装置具有粉煤入口、干燥热气入口、干燥粉煤出口和干燥尾气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；以及粉煤气化装置，所述粉煤气化装置具有干燥粉煤入口和气化气出口，所述干燥粉煤入口与所述干燥粉煤出口相连。发明人发现，通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
下面参考图1-3对本发明实施例的处理低阶煤的系统进行详细描述。根据本发明的实施例，该系统包括：分级装置100、块煤热风复合式分选装置200、热解装置300、半焦余热回收装置400、粉煤干燥装置500和粉煤气化装置600。
根据本发明的实施例，分级装置100具有低阶煤入口101、块煤出口102和粉煤出口103，且适于将低阶煤进行分级处理，从而可以得到块煤和粉煤。由此，不仅可以显著降低后续分选过程中的粉尘，而且可以避免后续热解过程原料的浪费，从而节约原料成本。
根据本发明的一个实施例，块煤的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，块煤的粒径可以为不低于6mm，而粉煤的粒径可以为小于6mm。由此，通过对所得低阶煤进行分级处理，将较大粒径的块煤供给至后续块煤热风复合式分选装置中进行排矸和预干燥后再进行热解处理，而将较小粒径的粉煤供给至后续的气化装置生产气化气，从而可以不仅可以避免热解过程中原料的浪费，而且可以提高企业经济效益。
根据本发明的实施例，块煤热风复合式分选装置200具有块煤入口201、热风入口202、矸石出口203、精煤出口204和尾气出口205，块煤入口201与块煤出口102相连，且适于采用热风对上述分级所得到的块煤进行排矸和预干燥处理，从而可以分别得到矸石、精煤和含有粉尘的尾气。发明人发现，通过采用热风对块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除块煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对低阶煤排矸率低的问题，并且解决了后续热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量。
根据本发明的一个实施例，热风的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热风的温度可以为80～130℃。
根据本发明的再一个实施例，热风的流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热风的流速可以为8～23m/s。发明人发现，使用该流速范围的热风可以使得块煤中精煤和矸石在浮力和各自重力作用下明显分离，并且可以带走块煤表面的水分，降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，从而在提高排矸效率的同时提高后续热解过程中热解产品的质量和产率。
根据本发明的实施例，热解装置300具有精煤入口301、半焦出口302和热解油气出口303，精煤入口301与精煤出口204相连，且适于将上述分选处理所得到的精煤进行热解处理，从而可以得到半焦和热解油气。发明人发现，通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，使得在对低阶煤进行热解处理之前进行排矸处理，可以显著提高热解过程中油气产率。
根据本发明的一个实施例，热解处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热解处理的温度可以为500～900℃。
根据本发明的实施例，半焦余热回收装置400具有半焦入口401、冷却半焦出口402和热气出口403，半焦入口401与半焦出口302相连，热气出口403与热风入口102相连，且适于对热解过程所得半焦进行余热回收处理，从而可以得到热气和冷却半焦，并且控制热气的温度为80～130℃，并将热气返回块煤热风复合式分选装置200作为热风使用。发明人发现，通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本。
该步骤中，具体的，采用半焦余热回收装置对热解过程中得到的半焦进行余热回收，半焦的余热在余热回收装置中通过转换可以得到热气，并且所得到的热气经稳压包稳压后再供给至块煤热风复合式分选装置中作为热风使用。
根据本发明的实施例，粉煤干燥装置500具有粉煤入口501、干燥热气入口502、干燥粉煤出口503和干燥尾气出口504，粉煤入口501与粉煤出口203相连，且适于采用干燥热气对粉煤进行干燥处理，从而可以得到干燥尾气和干燥粉煤。由此，可以显著提高后续粉煤气化效率。
根据本发明的一个实施例，干燥热气的温度和流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，干燥热气的温度可以为100～200摄氏度，干燥热气的流速可以为0.1～0.5m/s。具体的，所得到的干燥粉煤中水分含量小于10wt％。
根据本发明的实施例，粉煤气化装置600具有干燥粉煤入口601和气化气出口602，干燥粉煤入口601与干燥粉煤出口503相连，且适于将粉煤干燥装置中所得到的干燥粉煤进行气化处理，从而可以得到气化气。由此，通过将筛分所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
根据本发明的一个实施例，气化处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，气化处理的温度可以为800～1100℃。
根据本发明实施例的处理低阶煤的系统通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
参考图2，根据本发明实施例的处理低阶煤的系统进一步包括：除尘装置700。
根据本发明的实施例，除尘装置700具有尾气入口701、气体出口702和粉尘出口703，尾气入口701分别与尾气出口205和干燥尾气出口504相连，且适于将块煤热风复合式分选装置200中所得到的含有粉尘的尾气和粉煤干燥装置500中得到含有粉尘的干燥尾气进行除尘处理，可以收集得到粉尘。由此，通过除尘处理，可以分离出尾气中带出的粉尘，从而降低环境污染。具体的，除尘装置可以为旋风式分离器。
参考图3，根据本发明实施例的处理低阶煤的系统进一步包括：废热回收装置800。
根据本发明的实施例，废热回收装置800具有气化气入口801、煤气出口802和过热蒸汽出口803，气化气入口801与气化气出口602相连，过热蒸汽出口803与干燥热气入口502相连，且适于将粉煤气化装置中得到的气化气供给至废热回收装置中进行余热回收处理，从而可以得到煤气和过热蒸汽，并将过热蒸汽返回至粉煤干燥装置500作为干燥热气使用。由此，可以实现系统余热的充分利用，从而降低能源成本。具体的，将废热回收装置中得到的过热蒸汽温度控制在100～200摄氏度，然后经稳压包稳压后作为粉煤干燥过程的干燥介质。根据本发明的具体实施例，废热回收装置可以为废热锅炉。
如上所述，根据本发明实施例的处理低阶煤的系统可具有选自下列的优点至少之一：
根据本发明实施例的处理低阶煤的系统采用分级、分选、干燥、块煤热解和粉煤气化的低阶煤利用方法，将低阶煤的分选、干燥、热解、气化技术集成，通过块煤的热风复合式干法分选脱除原煤中的矸石和部分外水，分选后的精煤采用块煤和粉煤分别利用，减少了物料的处理工序，并且采用回收热解后半焦的余热作为块煤复合式干法分选装置的分选和预干燥介质，采用废热回收装置回收气化气的余热作为粉煤干燥介质，降低了系统能耗和运行成本，减少环境污染，同时，提高低阶煤的分级利用率。
根据本发明实施例的处理低阶煤的系统采用分选、干燥、热解和气化提质的方法，此方法在处理块煤为中等可选和易选煤，粉煤不宜分选时经济效益较为明显。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理低阶煤的方法。根据本发明的实施例，该方法是采用上述所述的处理低阶煤的系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方法包括：(1)将低阶煤供给至所述分级装置中进行分级处理，以便得到块煤和粉煤；(2)将块煤供给至所述块煤热风复合式分选装置中采用热风对所述块煤进行排矸和预干燥处理，以便分别得到矸石、精煤和含有粉尘的尾气；(3)将所述精煤供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；(4)将所述半焦供给至所述半焦余热回收装置中进行余热回收处理，以便得到冷却半焦和热气，并将所述热气返回步骤(2)作为所述热风使用；(5)将所述粉煤供给至所述粉煤干燥装置中采用干燥热气对所述粉煤进行干燥处理，以便得到干燥尾气和干燥粉煤；以及(6)将所述干燥粉煤供给至所述粉煤气化装置进行气化处理，以便得到气化气。发明人发现，通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。需要说明的是，上述针对处理低阶煤的系统所描述的特征和优点同样适用于该处理低阶煤的方法，此处不再赘述。
下面参考图4-6对本发明实施例的处理低阶煤的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：将低阶煤供给至分级装置中进行分级处理
根据本发明的实施例，将低阶煤供给至分级装置中进行分级处理，从而可以得到块煤和粉煤。由此，可以避免后续热解过程精煤的浪费，从而节约原料成本。
根据本发明的一个实施例，块煤的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，块煤的粒径可以为不低于6mm，而粉煤的粒径可以为小于6mm。由此，通过对低阶煤进行分级处理，将较大粒径的块煤供给至后续块煤热风复合式分选装置中进行排矸和预干燥后再进行热解处理，而将较小粒径的粉煤供给至后续的气化装置生产气化气，从而可以不仅可以避免热解过程中原料的浪费，而且可以提高企业经济效益。
S200：将块煤供给至块煤热风复合式分选装置中采用热风对块煤进行排矸和预干燥处理
根据本发明的实施例，将上述分级所得到的块煤供给至块煤热风复合式分选装置中采用热风对块煤进行排矸和预干燥处理，从而可以分别得到矸石、精煤和含有粉尘的尾气。发明人发现，通过采用热风对块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除块煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对低阶煤排矸率低的问题，并且解决了后续热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量。
根据本发明的一个实施例，热风的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热风的温度可以为80～130℃。
根据本发明的再一个实施例，热风的流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热风的流速可以为8～23m/s。发明人发现，使用该流速范围的热风可以使得块煤中精煤和矸石在浮力和各自重力作用下明显分离，并且可以带走块煤表面的水分，降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，从而在提高排矸效率的同时提高后续热解过程中热解产品的质量和产率。
S300：将精煤供给至热解装置中进行热解处理
根据本发明的实施例，将上述块煤热风复合式分选装置中所得到的精煤进行热解处理，从而可以得到半焦和热解油气。发明人发现，通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，使得在对低阶煤进行热解处理之前进行排矸处理，可以显著提高热解过程中油气产率。
根据本发明的一个实施例，热解处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热解处理的温度可以为500～900℃。
S400：将半焦供给至半焦余热回收装置中进行余热回收处理，并将热气返回块煤热风复合式分选装置作为热风使用
根据本发明的实施例，将热解过程中所得半焦供给至半焦余热回收装置中进行余热回收处理，从而可以得到热气和冷却半焦，并且控制热气的温度为80～130℃，并将热气返回块煤热风复合式分选装置作为热风使用。发明人发现，通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本。
该步骤中，具体的，采用半焦余热回收装置对热解过程中得到的半焦进行余热回收，半焦的余热在半焦余热回收装置中通过转换可以得到热气，并且所得到的热气经稳压包稳压后再供给至块煤热风复合式分选装置中作为热风使用。
S500：将粉煤供给至粉煤干燥装置中采用干燥热气对粉煤进行干燥处理
根据本发明的实施例，将分级装置中所得到的粉煤供给至粉煤干燥装置中采用干燥热气对粉煤进行干燥处理，从而可以得到干燥尾气和干燥粉煤。由此，可以显著提高后续粉煤气化效率。
根据本发明的一个实施例，干燥热气的温度和流速并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，干燥热气的温度可以为100～200摄氏度，干燥热气的流速可以为0.1～0.5m/s。具体的，所得到的干燥粉煤中水分含量小于10wt％。
S600：将干燥粉煤供给至粉煤气化装置进行气化处理
根据本发明的实施例，将粉煤干燥装置中所得到的干燥粉煤供给至粉煤气化装置中进行气化处理，从而可以得到气化气。由此，通过将筛分所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
根据本发明的一个实施例，气化处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，气化处理的温度可以为800～1100℃。
根据本发明实施例的处理低阶煤的方法通过对低阶煤进行分级处理，得到块煤和粉煤，然后采用热风对所得块煤进行处理，不但实现了预干燥和排矸一体化，而且通过预干燥处理可以脱除低阶煤表面的水分，从而降低了排矸过程中颗粒之间(尤其是精煤与矸石之间)的粘结概率，解决了现有的复合式排矸技术对块煤排矸率低的问题，并且解决了热解后的半焦热值低、灰分高和硫分高的问题，即采用本发明的系统可以显著提高热解过程中热解产品的质量，其次通过将复合式排矸技术和热解技术有机集成，巧妙的将热解过程中产生的余热用于排矸过程，可以显著降低处理过程能源成本，另外通过在对粉煤进行气化处理之前进行干燥处理，可以显著提高气化过程中气体产率，将分级所得粉煤进行气化处理，不仅可以显著提高原料利用率，而且可以提高企业经济效益。
参考图5，根据本发明实施例的处理低阶煤的方法进一步包括：
S700：将含有粉尘的尾气和干燥尾气供给至除尘装置中进行除尘处理
根据本发明的实施例，将步骤S100所得到的含有粉尘的尾气供给和步骤S500中得到的含有粉尘的尾气至除尘装置中进行除尘处理，可以收集粉尘。由此，通过除尘处理，可以分离出尾气中带出的粉尘，从而降低环境污染。具体的，除尘装置可以为旋风式分离器。
参考图6，根据本发明实施例的处理低阶煤的方法进一步包括：
S800：将气化气供给至废热回收装置中进行余热回收处理，并将过热蒸汽返回S500中作为干燥热风使用
根据本发明的实施例，将粉煤气化装置中得到的气化气供给至废热回收装置中进行余热回收处理，从而可以得到煤气和过热蒸汽，并将过热蒸汽返回至粉煤干燥装置500作为干燥热气使用。由此，可以实现系统余热的充分利用，从而降低能源成本。具体的，将废热回收装置中得到的过热蒸汽温度控制在100～200摄氏度，然后经稳压包稳压后作为粉煤干燥过程的干燥介质。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
采用图7所示的处理低阶煤的系统对低阶煤原煤进行处理，本实施例的原煤处理量为30万吨/年，处理粒度范围为全粒度级，原煤的水分、灰分、硫分、热值的分析结果如表1所示。
表1原煤性质的分析结果
全水(wt％) 灰分(wt％) 硫分(wt％) 低位热值(kcal/kg)
Mt Aad St,ad Qnet,ar
18.02 18.16 0.89 4248.18
具体实施方式包括以下次序的工艺步骤：
1)、原煤首先由原煤仓通过皮带和给煤机送入分级装置进行分级处理，得到块煤(粒度不低于6mm，灰分为23.40％)和粉煤(粒度小于6mm，灰分为14.73％)；
2)、将分级后所得到的块煤供给至块煤热风复合式分选装置进行分选处理，控制热风温度105℃，上升气流速度13.76m/s，块煤经热风复合式排矸处理后，得到精煤产品，精煤的水分、灰分、硫分分别为16.42％、13.12％、0.56％，刚开始时用外供热风作为排矸介质；
3)、将所得到的精煤送入热解装置进行热解处理，热解温度为600℃，得到热解油气和半焦，其中所得半焦的干基产率为73.90％，热值为6233.75kcal/kg；
4)、将所得到的半焦供给至半焦余热回收装置中进行余回收处理，得到冷却半焦和热气，并将所得到的热气(80～130℃)经稳压后送入块煤热风复合式分选装置中作为热风使用；
5)、将粉煤送入粉煤干燥装置进行干燥处理，得到干燥粉煤，刚开始采用的干燥介质为过热蒸汽，干燥温度为150℃，干燥粉煤的水分7.44％；
6)、将步骤2)所得分选尾气和步骤5)所得干燥尾气供给至除尘装置中进行收尘处理；
7)、将干燥粉煤给入气化装置中进行气化处理，得到气化气，气化温度为950℃，气化剂为氧气/蒸汽，然后将气化气进入废热回收装置中进行回收余热，得到煤气和过热蒸汽，并将过热蒸汽供给至粉煤干燥装置中作为干燥介质使用，从废热回收装置出来的煤气中氢气的体积含量为35％，一氧化碳的体积含量为29％，刚开始使用外供的过热蒸汽作为粉煤的干燥介质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种处理低阶煤的系统，其特征在于，包括：
分级装置，所述分级装置具有低阶煤入口、块煤出口和粉煤出口；
块煤热风复合式分选装置，所述块煤热风复合式分选装置具有块煤入口、热风入口、矸石出口、精煤出口和尾气出口，所述块煤入口与所述块煤出口相连；
热解装置，所述热解装置具有精煤入口、半焦出口和热解油气出口，所述精煤入口与所述精煤出口相连；
半焦余热回收装置，所述半焦余热回收装置具有半焦入口、冷却半焦出口和热气出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连，所述热气出口与所述热风入口相连；
粉煤干燥装置，所述粉煤干燥装置具有粉煤入口、干燥热气入口、干燥粉煤出口和干燥尾气出口，所述粉煤入口与所述粉煤出口相连；以及
粉煤气化装置，所述粉煤气化装置具有干燥粉煤入口和气化气出口，所述干燥粉煤入口与所述干燥粉煤出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
除尘装置，所述除尘装置具有尾气入口、气体出口和粉尘出口，所述尾气入口分别与所述尾气出口和所述干燥尾气出口相连。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
废热回收装置，所述废热回收装置具有气化气入口、煤气出口和过热蒸汽出口，所述气化气入口与所述气化气出口相连，所述过热蒸汽出口与所述干燥热气入口相连。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述的处理低阶煤的系统处理低阶煤的方法，其特征在于，包括：
(1)将低阶煤供给至所述分级装置中进行分级处理，以便得到块煤和粉煤；
(2)将块煤供给至所述块煤热风复合式分选装置中采用热风对所述块煤进行排矸和预干燥处理，以便分别得到矸石、精煤和含有粉尘的尾气；
(3)将所述精煤供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；
(4)将所述半焦供给至所述半焦余热回收装置中进行余热回收处理，以便得到冷却半焦和热气，并将所述热气返回步骤(2)作为所述热风使用；
(5)将所述粉煤供给至所述粉煤干燥装置中采用干燥热气对所述粉煤进行干燥处理，以便得到干燥尾气和干燥粉煤；以及
(6)将所述干燥粉煤供给至所述粉煤气化装置进行气化处理，以便得到气化气。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(7)将所述含有粉尘的尾气和所述干燥尾气供给至所述除尘装置中进行除尘处理，以便收集粉尘。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(8)将所述气化气供给至所述废热回收装置中进行余热回收处理，以便得到煤气和过热蒸汽，并将所述过热蒸汽返回至步骤(5)作为所述干燥热风使用。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述块煤的粒径不低于6mm。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述热风的温度为80～130摄氏度，所述热风的流速为8～23m/s。
9.根据权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述热解处理的温度为500～900摄氏度。
10.根据权利要求4-9任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述干燥热风的温度为100～200摄氏度，所述干燥热风的流速为0.1～0.5m/s；
任选的，在步骤(6)中，所述气化的温度800～1100摄氏度。
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