CN107641537A - 一种煤气化炉渣纯化工艺及实现其工艺的系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤气化炉渣处理技术领域，特别是涉及一种煤气化炉渣纯化工艺及实现其工艺的系统。通过将现有煤炉渣中粒径在0.5mm以下的煤炉渣进行分选提纯，从而实现煤气化炉炉渣的纯化利用，从而解决了现有技术中解决了现有技术中对煤气化炉渣中的煤炭回收处理不彻底的技术问题。通过将筛选后的精矿进行进一步脱水干燥从而得到可以直接进行锅炉燃烧的煤炭，从而实现能源充分利用，减少环境污染。

Description

一种煤气化炉渣纯化工艺及实现其工艺的系统

技术领域

本发明属于煤气化炉渣处理技术领域，特别是涉及一种煤气化炉渣纯化工艺及实现其工艺的系统。

背景技术

煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内，在一定温度和压力下，通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气的技术，是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。然而因为煤气化在气化炉中进行的是欠氧燃烧，因此在燃烧完成后的炉渣中含碳量基本在20％-30％之间，而现有技术中的炉渣大多进行直接倾倒，造成资源浪费，并且污染环境，因为国家对灰渣场得建设有一定要求，因此炉渣的处理成本也非常高，如存储成本，运输成本，处理成本等。

中国发明专利公开了一种煤气化炉渣处理残碳自动回收方法，申请号2009101109566，具体技术方案是，将混合炉渣装入料仓内，料仓顶部设置喷淋装置，对混合渣进行加水调节；小粒炉渣、残碳煤球、粘结渣体的混合渣在料仓内停留时间为0.5～5小时，使大块粘结渣体在料仓内充分的分化裂解，裂解分离出炉渣及残碳，然后从料仓底部进入链斗输送带将其送至滚筒筛或振动筛进行过筛；经滚筒筛过筛粒径≤15mm的原混合渣中的小粒炉渣及粘结渣体分离出基本上不含残碳的炉渣、10—15mm粒径的残碳由滚筒筛筛网筛出，经底部输送管道进入小粒炉渣仓内，粒径≥15mm的基本上为残碳，从粘结渣体分离出的残碳及混合渣中原有的残碳煤球从滚筒筛尾部进入残碳仓。其中提出了0—15mm粒径的残碳由滚筒筛筛网筛出，经底部输送管道进入小粒炉渣仓内，粒径≥15mm的基本上为残碳，从粘结渣体分离出的残碳及混合渣中原有的残碳煤球从滚筒筛尾部进入残碳仓。

而经过本公司研究发现，经过气化炉燃烧后的气化炉渣粒径0.5mm以上部分往往燃烧比较充分，不必进行回收，而经过气化炉燃烧后的气化炉渣粒径0.5mm以下部分，往往燃烧不充分，碳含量一般在20％以上，灰粉一般在60％以下，需要进行回收利用。而气化炉渣粒径0.5mm以下部分我们称为细渣，细渣燃烧后表面形成毛细孔，不利于悬浮和脱水，而目前这部分还没较为有效的回收处理方案。另外现有技术中得炉渣处理时间也较长效率较低，从而成本相对也更高。

发明内容

本发明提供了一种对小颗粒气化炉渣进行纯化的工艺及实现这种工艺的设备，解决了现有技术中对气化炉渣中的煤炭回收处理不彻底的技术问题。

具体技术方案是，所述气化炉渣纯化工艺，包括以下步骤，首先将气化炉渣进行除灰，得到Ad大于50％～60％的高灰炉渣和Ad小于50％～60％的低灰炉渣,将Ad大于50％～60％的高灰炉渣进行排放；接下来将Ad小于50％～60％的低灰炉渣进行分选得到Ad小于40％的精煤、尾煤或中间物，中间物指分选中灰分指标高于精煤灰分要求又低于尾煤灰分要求的产物，中间物再次返回分选装置进行再次分选，精煤和尾煤进行下一步处理；然后将精煤进行脱水处理；再接下来将脱水后的精煤干燥得到水份20％以下的煤炭；将尾煤进行浓缩实现固液分离。其中Ad是指干燥基灰分.也就是说干燥状态下完全燃烧后剩余物所占的比重。

煤气化炉渣纯化原理概述如下：煤气化炉渣加水调节到浓度0—500g/l的煤浆，高压泵输送，在除灰装置中利用高速水流产生的浓缩作用，使颗粒与设备内壁，颗粒与颗粒之间产生摩擦，从而除去颗粒表面燃烧后过程中产生的灰层。除去的细灰由溢流排除，颗粒由设备底流进入分选装置。分选装置可以利用煤颗粒比重较轻的物理特性，煤颗粒在物料层的上层并经分选槽体离心作用，富集于槽体外缘，并收集。尾煤颗粒在物料层的下部并富集于槽体内缘，并收集。分选装置还可以利用煤颗粒表面疏水特性，进行浮选，煤颗粒在槽体表层排入精煤槽，尾煤颗粒通过槽体后面的尾矿槽排出。

进一步的，将所述煤气化炉渣调制成浓度为0～500g/L的矿浆。

进一步的，所述气化炉渣纯化工艺还包括将高灰矿浆和尾煤进行固液分离，分离后的洗水返回进行再次调浆使用。

进一步的，经过固液分离后的尾煤水份小于40％～60％。

本发明还提供了一种实现上述任一所述气化炉渣纯化工艺的气化炉渣纯化系统，包括调浆装置、除灰装置、分选装置、煤炭脱水装置、干燥装置和尾煤浓缩装置、尾煤脱水设备；调浆装置的入料口与煤气化炉炉渣排料口连接，出料口与除灰装置的入料口连接；除灰装置的低灰矿浆出口与分选装置的入料口连接；分选装置的精煤出口与煤炭脱水装置的入料口连接；煤炭脱水装置的出料口与干燥装置的入料口连接；除灰装置的高灰矿浆出口及分选装置的尾煤出口与尾煤浓缩装置的入料口连接；尾煤浓缩装置的出料口与尾煤脱水设备的入料口连接，尾煤浓缩装置的溢流出口与循环水管道连接，循环水管道又与调浆装置的入水口连接。

进一步的，所述除灰装置为炉渣研磨机。

进一步的，尾煤脱水设备为压滤机。

进一步的，煤炭脱水装置为机械脱水装置。

更进一步的，干燥装置为热源干燥。

有益效果：1、通过除灰将不含煤炭或者含煤量低的高灰炉渣除去，减少后期精煤脱水烘干能耗；2、通过分选分别获得Ad小于40％的精煤和尾煤，便于进一步对精煤、尾煤进行分类处理，一方面减少精矿脱水烘干能耗，另一方面便于尾煤进一步进行处理，另外通过中间产物的循环处理，进一步将中间产物中的煤炭也进行充分纯化利用；3、通过将筛选后的精煤进行进一步脱水干燥从而得到可以直接进行锅炉燃烧的煤炭，从而实现能源充分利用；4、通过将尾煤进行浓缩从而实现固液分离处理对环境污染更小。5、通过将煤气化炉渣调制成矿浆从而使细渣分选在水介质中完成，分选效率更高，也更加精细。6、通过将高灰矿浆和尾煤进行固液分离，分离后的洗水返回进行再次调浆使用从而实现资源循环利用，减少污染，减少能源消耗；7、经过固液分离后的尾煤水份小于40％～60％的设计，从而在耗能最小的同时满足尾矿处理更加方便的特性；8、通过煤气化炉渣纯化系统的设置，从而对煤气化炉渣中的煤炭纯化更加彻底，耗能更低，减少气化炉渣的排放，对环境污染更小，设备运行成本更低；9、通过将除灰装置为炉渣研磨机从而除杂更加彻底；10、尾煤脱水设备为压滤机的设置使脱水效率更高；11、煤炭脱水装置为机械脱水装置，脱水效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，这些附图所直接得到的技术方案也应属于本发明的保护范围。

图1是本发明所述煤气化炉渣纯化系统的结构示意图。

附图标记说明：1、调浆装置；2、除灰装置；3、分选装置；4、煤炭脱水装置；5、干燥装置；6、尾煤浓缩装置；7、尾煤脱水设备。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

经过充分实验及研究分析，气化炉渣性质如下：a气化炉渣粒径0.5mm以上部分在此称之为粗渣，这部分往往燃烧比较充分，可以直接作为建筑材料进行综合利用了；b而气化炉渣粒径0.5mm以下部分往往由于气化炉的欠氧燃烧，而引起这部分不能充分燃烧，并且碳含量一般在20％左右，这部分是最有必要进行提纯的，而现有技术直接废弃；c细渣燃烧后表面形成毛细孔，不利于浮选和脱水；d气化炉渣中煤炭颗粒密度相对较小，并且具有疏水性质。因此可利用以上气化炉渣的一些性质进行纯化。

煤气化炉渣纯化原理概述如下：煤气化炉渣加水调节到浓度0—500g/l的煤浆，高压泵输送，在除灰装置中利用高速水流产生的浓缩作用，使颗粒与设备内壁，颗粒与颗粒之间产生摩擦，从而除去颗粒表面燃烧后过程中产生的灰层。除去的细灰由溢流排除，颗粒由设备底流进入分选装置。分选装置可以利用煤颗粒比重较轻的物理特性，煤颗粒在物料层的上层并经分选槽体离心作用，富集于槽体外缘，并收集。尾煤颗粒在物料层的下部并富集于槽体内缘，并收集。分选装置还可以利用煤颗粒表面疏水特性，进行浮选，煤颗粒在槽体表层排入精煤槽，尾煤颗粒通过槽体后面的尾矿槽排出。

实施例1，所述煤气化炉渣纯化工艺，包括以下步骤，首先将煤气化炉渣通入除灰装置2中进行除灰，现有技术中的除灰装置便可实现，从而得到Ad大于50％～60％的高灰矿渣和Ad小于50％～60％的低灰矿渣,所述Ad指干燥基灰分.也就是说干燥状态下完全燃烧后剩余物所占的比重。然后将Ad大于50％～60％的高灰矿渣进行排放，排送到煤气化炉渣堆放场进行处理；接下来将Ad小于50％～60％的低灰矿渣通过分选装置进行分选，从而得到Ad小于40％的精煤、尾煤或中间物，中间物指分选中灰分指标高于精矿灰分要求又低于尾矿灰分要求的产物。三者是分开的，再接下来中间物再次返回分选装置进行再次分选，精煤和尾煤进行下一步处理；然后将精煤进行脱水处理；再接下来将脱水后的精煤干燥得到水份20％以下的精煤；将尾煤进行浓缩实现固液分离。通过除灰将不含煤炭或者含煤量低的高灰矿渣除去，减少后期精煤脱水烘干能耗；通过分选分别获得Ad小于40％的精煤和尾煤，便于进一步对精煤、尾煤进行分类处理，一方面减少精煤脱水烘干能耗，另一方面便于尾煤进一步进行处理，另外通过中间产物的循环处理，进一步将中间产物中的煤炭也进行充分纯化利用；通过将筛选后的精煤进行进一步脱水干燥从而得到可以直接进行锅炉燃烧的煤炭，从而实现能源充分利用；通过将尾煤进行浓缩从而实现固液分离处理对环境污染更小。

实施例2，在上述技术方案得基础上，将所述煤气化炉渣调制成浓度为0～500g/L的矿浆。然后将煤气化炉渣进行除灰，得到Ad大于50％～60％的高灰矿浆和Ad小于50％～60％的低灰矿浆；将Ad小于50％～60％的低灰矿浆进行分选得到Ad小于40％的精煤、尾煤、中间物，中间物再次返回分选装置进行再次分选，精煤和尾煤进行下一步处理；将精煤进行脱水处理；将脱水后的精煤干燥得到水份20％以下的煤炭；将尾煤进行浓缩实现固液分离。通过除灰将不含煤炭或者含煤量低的高灰矿渣除去，减少后期精煤脱水烘干能耗；通过分选分别获得Ad小于40％的精煤和尾煤，便于进一步对精煤、尾煤进行分类处理，一方面减少精煤脱水烘干能耗，另一方面便于尾煤进一步进行处理，另外通过中间产物的循环处理，进一步将中间产物中的煤炭也进行充分纯化利用；通过将筛选后的精矿进行进一步脱水干燥从而得到可以直接进行锅炉燃烧的煤炭，从而实现能源充分利用；通过将尾煤进行浓缩从而实现固液分离处理对环境污染更小。通过将气化炉渣调制成矿浆从而使细渣分选在水介质中完成，分选效率更高，也更加精细。

实施例3进一步的，在上述实施例2的技术方案的基础上所述煤气化炉渣纯化工艺还包括将高灰矿浆和尾煤进行固液分离，分离后的洗水返回进行再次调浆使用。通过将高灰矿浆和尾煤进行固液分离，分离后的洗水返回进行再次调浆使用从而实现资源循环利用，减少污染，减少能源消耗。

实施例4在上述实施例3的技术方案的基础上行，进一步的，经过固液分离后的尾煤水份小于40％～60％。经过固液分离后的尾煤水份小于40％～60％的设计，从而在耗能最小的同时满足尾矿处理更加节能。

上述煤气化炉渣纯化工艺的各种技术方案中，本领域技术人员根据本技术方案，在不经过创造性劳动的前提下对本方案进行的同等技术手段的替换、改进也应属于本申请的保护范围。

实施5如图1所示，为了实现上述煤气化炉渣纯化工艺，本发明还提供了一种实现上述任一所述煤气化炉渣纯化工艺的煤气化炉渣纯化系统，包括调浆装置1、除灰装置2、分选装置3、煤炭脱水装置4、干燥装置5、尾矿浓缩装置6和尾矿脱水设备7；调浆装置1的入料口与气化炉炉渣排料口连接，出料口与除灰装置2的入料口连接；除灰装置2的低灰矿浆出口与分选装置3的入料口连接；分选装置3的精煤出口与煤炭脱水装置4的入料口连接；煤炭脱水装置4的出料口与干燥装置5的入料口连接；除灰装置2的高灰矿浆出口及分选装置3的尾煤出口与尾煤浓缩装置6的入料口连接；尾煤浓缩装置6的出料口与尾煤脱水设备7的入料口连接，尾煤浓缩装置6的溢流出口与循环水管道连接，循环水管道又与调浆装置1的入水口连接。结构更加简单，能源消耗更小，煤气化炉渣提纯更加彻底。

实施例6进一步的，在上述技术方案的基础上，所述除杂除灰装置1为炉渣研磨机。通过将除灰装置为炉渣研磨机从而除杂更加彻底，后期脱水干燥能源消耗更小。

实施例7在上述实施例6的技术方案的基础上行，进一步的，尾煤脱水设备7为压滤机。尾矿脱水设备7为压滤机的设置使脱水效率更高，更加节能。

实施例8进一步的，煤炭脱水装置4为机械脱水装置，更进一步的，干燥装置为热源干燥。

实施例9如图1所示，将煤气化炉渣通入调浆装置1，将煤气化炉渣调制成浓度为0～500g/L的矿浆；然后将调制好的矿浆通入分选装置3中，将煤气化炉渣进行除灰，得到Ad大于50％～60％的高灰矿浆和Ad小于50％～60％的低灰矿浆；将Ad小于50％～60％的低灰矿浆进行分选得到Ad小于40％的精煤、尾煤、中间物，中间物再次返回分选装置3中进行再次分选，精煤和尾煤进行下一步处理；然后将精煤通入煤炭脱水装置4中进行脱水处理；在将经过煤炭脱水装置4处理后的精煤，通入干燥装置5中，然后得到水份20％以下的煤炭，从而可以直接通入锅炉进行燃烧；将尾煤通入尾矿浓缩装置6中进行处理，然后再通入尾煤脱水设备7中进行脱水处理，从而实现尾煤的固液分离，从而减少污染，实现资源循环利用。

Claims (9)

1.一种煤气化炉渣纯化工艺，其特征在于：包括以下步骤，a将煤气化炉渣进行除灰，得到Ad大于50％～60％的高灰煤气化炉渣和Ad小于50％～60％的低灰煤气化炉渣；b将Ad小于50％～60％的低灰煤气化炉渣进行分选得到Ad小于40％的精煤、尾煤或中间物，中间物再次返回分选装置进行再次分选，精煤和尾煤进行下一步处理；c将精煤进行脱水处理；d将脱水后的精煤干燥得到水份20％以下的煤炭；e将尾煤进行浓缩实现固液分离。

2.根据权利要求1所述的煤气化炉渣纯化工艺，其特征在于：将所述煤气化炉渣调制成浓度为0～500g/L的矿浆。

3.根据权利要求2所述的煤气化炉渣纯化工艺，其特征在于：所述煤气化炉渣纯化工艺还包括将高灰矿浆和尾矿进行固液分离，分离后的洗水返回进行再次调浆利用。

4.根据权利要求3所述的煤气化炉渣纯化工艺，其特征在于：经过固液分离后的尾煤水份小于40％～60％。

5.一种煤气化炉渣纯化系统，其特征在于：包括调浆装置(1)、除灰装置(2)、分选装置(3)、煤炭脱水装置(4)、干燥装置(5)和尾煤浓缩装置(6)、尾煤脱水设备(7)；调浆装置(1)的入料口与气化炉炉渣排料口连接，出料口与除灰装置(2)的入料口连接；除灰装置(2)的低灰矿浆出口与分选装置(3)的入料口连接；分选装置(3)的精煤出口与煤炭脱水装置(4)的入料口连接；煤炭脱水装置(4)的出料口与干燥装置(5)的入料口连接；除灰装置(2)的高灰矿浆出口及分选装置(3)的尾煤出口与尾煤浓缩装置(6)的入料口连接；尾煤浓缩装置(6)的出料口与尾煤脱水设备(7)的入料口连接，尾煤浓缩装置(6)的溢流出口与循环水管道连接，循环水管道又与调浆装置(1)的入水口连接。

6.根据权利要求5所述的煤气化炉渣纯化系统，其特征在于：所述除灰装置(2)为炉渣研磨机。

7.根据权利要求6所述的煤气化炉渣纯化系统，其特征在于：尾矿脱水设备(7)为压滤机。

8.根据权利要求7所述的煤气化炉渣纯化系统，其特征在于：煤炭脱水装置(4)为机械脱水装置。

9.根据权利要求8所述的气化炉渣纯化系统，其特征在于：干燥装置(5)为热源干燥。