CN109054891A - 煤泥处理方法及处理系统、焦油轻质化方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤泥处理方法及处理系统、焦油轻质化方法及其系统，涉及焦油轻质化技术领域，用于降低焦油轻质化过程的工艺成本。该煤泥处理方法包括：对煤泥进行预处理，将所述煤泥中的结合水转化为自由水；对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒；对所述煤泥颗粒进行热处理，使所述煤泥颗粒中的活性成分挥发，所述煤泥颗粒内形成多孔结构。该焦油轻质化方法利用上述技术方案所提的具有多孔结构的煤泥颗粒作为催化剂。本发明提供的煤泥处理方法用于对煤泥进行处理，以提高煤泥的催化活性。

Description

煤泥处理方法及处理系统、焦油轻质化方法及其系统

技术领域

本发明涉及焦油轻质化技术领域，尤其涉及一种煤泥处理方法及处理系统、焦油轻质化方法及其系统。

背景技术

由于焦油中的重质焦油分子量大，杂质物质多，致使重质焦油在工业上难以被有效利用，因此必须通过对焦油进行轻质化处理，将大分子的重质焦油产品分解为小分子的轻质焦油产品，并将重质焦油中的杂质大分子分解，方可使重质焦油得到较好的利用。

在现有技术中，需要在焦油轻质化催化剂的作用下对焦油进行轻质化处理；在制作该焦油轻质化催化剂时，首先制作载体，然后通过浸渍法，将各类贵金属离子等催化活性组分附着到载体上。但是，现有技术中，利用浸渍法附着催化活性组分时需要进行多次浸渍和烘干，工艺过程比较复杂；同时贵金属离子等催化活性组分在使用过程中由于负载不稳定，导致剥落失活，从而导致催化剂催化活性降低，造成现有的焦油轻质化催化剂的寿命较短；上述原因导致焦油轻质化过程的工艺成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤泥处理方法、处理系统，以及焦油轻质化的方法和焦油轻质化系统，用于降低焦油轻质化过程的工艺成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种煤泥处理方法，该方法包括：对煤泥进行预处理，将所述煤泥中的结合水转化为自由水。对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒。对所述煤泥颗粒进行热处理，使所述煤泥颗粒中的活性成分发生分解反应，并使所述煤泥颗粒形成多孔颗粒。

与现有技术相比，本发明提供的煤泥处理方法的有益效果为：

本发明提供的煤泥处理方法中，通过对煤泥进行预处理，可以使煤泥中的结合水转化为自由水，从而降低煤泥的粘度，避免煤泥在干燥过程中结块；然后，通过对煤泥进行干燥化处理，可以使煤泥形成粉末状的煤泥颗粒；最后，通过对煤泥颗粒进行热处理，可以在煤泥颗粒的内部形成多孔结构；由于煤泥颗粒本身即富含活性金属离子等催化活性组分，因此该煤泥处理方法所得到的具有多孔结构的煤泥颗粒能够被用作焦油轻质化催化剂。

由于上述可作为焦油轻质化催化剂的煤泥颗粒，在制作过程中不需要利用浸渍法对催化活性组分进行附着，从而可以简化焦油轻质化催化剂的制作工艺；同时，由于作为催化活性组分的活性金属离子是煤泥颗粒自身组分的一部分，在使用过程中不会出现因附着不牢固而脱落的问题，因此，利用本发明提供的煤泥处理方法得到的煤泥颗粒，在被用作焦油轻质化催化剂时，具有较高的稳定性和使用寿命；加之煤泥原料价格低廉且来源广泛，将其深加工利用，符合资源优化利用的思路；综上，与现有技术相比，利用本发明提供的煤泥处理方法对煤泥处理后所得到的煤泥颗粒，在被用作焦油轻质化催化剂时，能够降低焦油轻质化过程的工艺成本。

可选的，在一些实施例中，所述对煤泥进行预处理的步骤，包括：在所述预处理的时间内持续向所述煤泥的内部通入空气，并使所述煤泥所处的环境温度为30～70℃，环境压力为0～3MPa；其中，所述预处理的时间为3～8h。

可选的，在一些实施例中，所述对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理的步骤，包括：在环境温度为120～200℃的条件下，对所述预处理后的煤泥进行加热，使所述煤泥中的自由水蒸发，所述煤泥形成粉末状固体；其中，所述干燥化处理的时间为2～5h。

可选的，在一些实施例中，所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤，包括：在环境温度为750～950℃、环境压力为1.0～5.0Mpa的条件下，对所述煤泥颗粒进行加热。

可选的，在一些实施例中，所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤，还包括：在对所述煤泥颗粒进行加热的同时，向所述煤泥颗粒通入氨气。

可选的，在一些实施例中，在所述对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理的步骤，与所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤之间，还包括，将所述煤泥颗粒与所述煤泥中的杂质分离。

本发明的第二方面提供一种煤泥处理系统，该煤泥处理系统包括：预处理装置，用于对煤泥进行预处理，将所述煤泥中的结合水转化为自由水。与所述预处理装置相连的干燥装置，用于对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒。与所述干燥装置相连的热处理装置，用于对所述煤泥颗粒进行热处理，使所述煤泥颗粒中的活性成分挥发，所述煤泥颗粒内形成多孔结构。

本发明提供的煤泥处理系统的有益效果与上述煤泥处理方法的有益效果相同，此处不再赘述。

可选的，在一些实施例中，所述煤泥处理系统还包括：分选装置，所述分离装置连接于所述干燥装置与所述热处理装置之间，用于将所述煤泥颗粒与煤泥中的杂质分离。

本发明的第三方面提供一种焦油轻质化方法，该焦油轻质化方法包括：在重质焦油中加入催化剂；其中，所述催化剂为利用上述煤泥处理方法得到的具有多孔结构的煤泥颗粒。对加入上述催化剂的重质焦油进行加热，形成轻质焦油。

由于在本发明提供的焦油轻质化方法中，是利用上述煤泥处理方法得到的煤泥颗粒作为焦油轻质化催化剂，该焦油轻质化催化剂的生产成本较低、工作稳定性较高、且使用寿命较长，因此，与现有的焦油轻质化方法相比，本发明提供的焦油轻质化方法的工艺成本较低。

可选的，在一些实施例中，所述焦油轻质化方法还包括：将所述催化剂与所述轻质焦油分离，回收所述催化剂。

可选的，在一些实施例中，所述对加入所述催化剂的重质焦油进行加热的步骤中，环境温度为300～700℃，压力为0～3MPa。

可选的，在一些实施例中，在向重质焦油中加入催化剂的步骤，与对加入所述催化剂的重质焦油进行加热的步骤之间，所述焦油轻质化方法还包括：向所述重质焦油中加入均质化助剂。

本发明的第四方面提供一种焦油轻质化系统，该焦油轻质化系统包括：本发明提供的上述煤泥处理系统，该煤泥处理系统用于对煤泥进行处理，制备具有多孔结构的煤泥颗粒。与上述煤泥处理系统相连的焦油轻质化反应装置，用于以所述具有多孔结构的煤泥颗粒为催化剂，将所述重质焦油转化为轻质焦油。

需要说明的是，本发明提供的焦油轻质化系统的有益效果与上述焦油轻质化方法的有益效果相同，此处不再赘述。

可选的，在一些实施例中，焦油轻质化系统还包括：离心分离装置，所述离心分离装置与所述焦油轻质化反应装置相连，用于将催化剂与焦油轻质化反应后生成的轻质焦油分离，并将所述分离出的催化剂送入所述焦油轻质化反应装置。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中煤泥处理方法的第一种流程示意图；

图2为本发明实施例中煤泥处理方法的第二种流程示意图；

图3为本发明实施例中焦油轻质化方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中煤泥处理系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中焦油轻质化系统的结构示意图。

附图标记：

100-煤泥处理系统， 1-预处理装置，

2-干燥装置， 3-分选装置，

4-热处理装置， 5-焦油轻质化反应装置，

6-离心分离装置， 200-焦油轻质化系统。

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，下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物，是煤炭生产过程中的一种产品。煤泥在常规处理过程中，由于其性质与洗选矸石或中煤类似，具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销或堆放为主要出路。在相关技术中，煤泥通常用作燃料，通过在利用高温烟气对煤泥进行简单烘烤，然后将煤泥送入燃烧炉中。

然而，本申请的发明人通过研究发现，煤泥中含有丰富的活性矿物离子铁、镁、锰，铝、钙、钾、钠等，这些活性矿物原子使得煤泥具有较好的催化活性。但是，由于煤泥中成分复杂，且现有的煤泥处理方式，容易使煤泥结块；因此，现有的煤泥处理方式难以使煤泥的催化功效得以充分发挥。

本申请的发明人通过研究还发现，煤泥的粘度高是影响煤泥利用的一大难题，而煤泥粘度高是由煤泥中水的状态引起的，更具体的说是由煤泥中煤颗粒与水分子形成结合水所导致的。水与煤泥中的矿物质进一步结合成水合物，使得部分煤泥颗粒具有了胶体的特性。煤泥的粘度过高会直接导致煤泥在运输过程中的粘壁、堵塞，在后续加工过程也会引起结块和团聚等进而导致工艺恶化的结果。

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种煤泥处理方法，请参阅图1，该煤泥处理方法包括：

步骤S11：对煤泥进行预处理，将煤泥中的结合水转化为自由水。

可选的，请参阅图2，在本实施例中，在上述步骤S11中，对煤泥进行预处理的步骤，可以包括：在预处理的时间内持续向煤泥的内部通入空气，并使煤泥所处的环境温度为30～70℃，环境压力为0～3MPa；其中，预处理的时间为3～8h。

具体实施时，可以对被处理的煤泥采用浆态床设计，加料完毕后，向煤泥内部通入空气，并保持环境温度为30～70℃，环境压力为0～3MPa，处理时间为3～8h。通过通入空气，可以使得煤泥物料充分扰动；并且，在上述温度环境下，可以使水分子的活性更高，从而使煤泥颗粒与水不易形成稳定的结合水，使煤泥中水更多的以自由水的形式存在。同时空气中的氧，可以氧化煤泥颗粒中易于水结合的羟基官能团，从而达到化学破坏结合水的作用。此外，在这一条件下，可以在将煤泥中的结合水转换成自由水的同时，避免煤泥中的自由水由于过快蒸发而导致煤泥结块。

可见，通过利用上述方式对煤泥进行预处理，可以减少煤泥的结合水量，增加了自由水的含量，进而提高了煤泥的流动性；经上述方式预处理后的煤泥，与常规煤泥相比，水分更容易蒸发，干燥能耗会大大降低。

请继续参阅图1，在本实施例中，在步骤S11完成后，还包括：

步骤S12：对预处理后的煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒。

可选的，请继续参阅图2，在上述步骤S12中，对预处理后的煤泥进行干燥化处理的步骤，可以包括：

步骤S121：在环境温度为120～200℃的条件下，对预处理后的煤泥进行加热，使煤泥中的自由水蒸发，煤泥形成粉末状固体，从而获得固态的煤泥颗粒；其中，干燥化处理的时间为2～5h。

与常规煤泥工艺相比，本方案中的干燥化处理工艺具有能耗低，干燥出料不易结块的优势。而且，在该温度条件下，既可以使煤泥中的自由水以较快的速度蒸发，也可以避免由于温度过高而导致煤泥中的煤炭成分与自由水发生化学反应。

由于在煤泥中，通常煤泥颗粒与煤矸石颗粒等杂质混合存在，为了获取较为纯净的煤泥颗粒，在本实施例中，上述步骤S12还包括：在对预处理后的煤泥进行干燥化处理的步骤121之后，

步骤S122：将煤泥颗粒与煤泥中的杂质分离。

具体实施时，可以采用旋风分离的方式，将煤泥中比重较高的煤矸石等杂质分离出来。可选的，分离过程中控制旋风分离的初始气速为13～22m/s，这样可以得到较好的分离效果。

请继续参阅图2，在本实施例中，在上述步骤S12完成后，还包括：

步骤S13：对煤泥颗粒进行热处理，使煤泥颗粒中的活性成分挥发，煤泥颗粒内形成多孔结构。其中，煤泥中的活性成分包括：煤泥颗粒中的活性挥发分(如煤泥颗粒中的有机物)、煤泥颗粒中的活性矿物组分(如碳酸盐及碳酸氢盐化合物等)、或者煤泥颗粒中其他的在高温环境下容易被分解并溢出的成分。

请继续参阅图3，在本实施例中，可选的，在步骤S13中，对煤泥颗粒进行热处理的步骤包括：在环境温度为750～950℃、环境压力为1.0～5.0Mpa的条件下，对煤泥颗粒进行加热。

具体实施时，可以利用高温烟气对煤泥颗粒进行热处理，在高温热烟气(如高温CO、高温氮气、或高温惰性气体)的带动下，使得干燥后的煤泥迅速由常温加热到750～950℃，并保持环境压力1.0～5.0MPa。当煤泥颗粒受到高温热冲击后，煤泥颗粒中的活性挥发分及活性矿物组分(如碳酸盐及碳酸氢盐化合物等)、以及残留的水分快速挥发出来，使得煤泥颗粒内的孔结构得到的扩展。

通过上述方式对煤泥颗粒进行热处理，一方面，对于煤泥颗粒的碳质组分讲，高温冲击气体成分逸出，制造了很多孔隙，使得煤泥颗粒的比表面积获得了大幅的提高；另一方面，在高温的冲击下，煤泥颗粒中的活性挥发分及活性矿物组分(比如碳酸盐及碳酸氢盐化合物等)发生分解，从而在气体逸出的过程中，在煤泥颗粒内部开槽出新的孔，使得煤泥颗粒内的孔丰富起来，即有更多的活性催化表面生成。并且，这些不稳定的活性矿物组分分解后生成活性更高的金属氧化物盐类，使得煤泥颗粒的化学性质更加活泼，从而进一步提升力煤泥颗粒的催化活性。

可选的，在本实施例中，对煤泥颗粒进行热处理的步骤，还包括：在对煤泥颗粒进行加热的同时，向煤泥颗粒通入氨气。

具体实施时，热处理的工艺条件为，在温度为750～950℃，操作压力为1.0～5.0MPa的条件下，采用高温热烟气同时配入10～30％浓度的氨气，使得煤泥颗粒在氨气环境下进行高温热处理。由于在高温氨气环境下，氨气分子较小，同时由于氨气具有碱性，能够将煤泥颗粒中的环氧官能团、酸性官能团或硫化物等活性杂质去除，从而对煤泥碳质组分具有微孔级别的刻蚀作用；因此，上述方式可以使得煤泥颗粒中的碳质量组分中形成丰富的微孔结构，同时在碱性氨气的作用下，使得煤泥颗粒中的各类具有催化性能的金属氧化物得到加强(由于氨气是碱性，具有催化活性的金属氧化物大多碱性，在氨环境下，可以使得一些中性或弱酸性的氧化物变为具有催化活性的碱性氧化物)，比如氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等，使得煤泥颗粒的催化活性进一步提高。

本发明实施例提供的焦油轻质化催化剂的制作方法中，通过对煤泥进行预处理，可以使煤泥中的结合水转化为自由水，从而降低煤泥的粘度，避免煤泥在干燥过程中结块；然后，通过对煤泥进行干燥化处理，可以使煤泥形成粉末状的煤泥颗粒；最后，通过对煤泥颗粒进行热处理，可以在煤泥颗粒的内部形成多孔结构；由于煤泥颗粒本身即富含活性金属离子等催化活性组分，因此该煤泥处理方法所得到的具有多孔结构的煤泥颗粒能够被用作焦油轻质化催化剂。

由于上述可作为焦油轻质化催化剂的煤泥颗粒，在制作过程中不需要利用浸渍法对催化活性组分进行附着，从而可以简化焦油轻质化催化剂的制作工艺；而且，由于作为催化活性组分的活性金属离子是煤泥颗粒自身组分的一部分，在使用过程中不会出现因附着不牢固而脱落的问题，因此，利用本发明实施例提供的煤泥处理方法得到的煤泥颗粒，在被用作焦油轻质化催化剂时，具有较高的稳定性和使用寿命；加之煤泥原料价格低廉且来源广泛，将其深加工利用，符合资源优化利用的思路；综上，与现有技术相比，本发明实施例提供的焦油轻质化催化剂的制作方法，能够降低焦油轻质化过程的工艺成本。

请参阅图4，本发明实施例还提供了一种煤泥处理系统100，该系统包括：预处理装置1，用于对煤泥进行预处理，将煤泥中的结合水转化为自由水；与预处理装置1相连的干燥装置2，用于对预处理后的煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒；与干燥装置2相连的热处理装置4，用于对煤泥颗粒进行热处理，使煤泥颗粒中的活性成分挥发，煤泥颗粒内形成多孔结构。

在具体实施时，可选的，预处理装置1可以包括：流化床反应器、或底部具有通气孔的反应釜；干燥装置2可以包括：干燥回转窑、普通蒸汽干燥机；热处理装置4可以包括：气流床反应器。

为了便于对煤泥颗粒进行分离筛选，煤泥处理系统100还包括：分选装置3，分离装置连接于干燥装置2与热处理装置4之间，用于将煤泥颗粒与煤泥中的杂质分离。在具体实施时，可选的，分离装置可以包括：旋风分离器。

在实际工作时，先将煤泥送入预处理装置1中，对煤泥进行预处理；之后，将预处理后的煤泥送入干燥装置2中进行干燥处理，使煤泥中的自由水蒸发得到固态的煤泥颗粒；然后，将煤泥颗粒送入分选装置3中，使煤泥颗粒与煤矸石等杂质分离，从而获得比较纯净的煤泥颗粒；再然后，将煤泥颗粒送入热处理装置4中，对煤泥颗粒进行高温热处理，使煤泥颗粒的内部形成多孔结构。

需要说明的是，本发明实施例提供的煤泥处理系统的有益效果与上述煤泥处理方法的有益效果相同，此处不做赘述。

本发明实施例还提供了一种焦油轻质化方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S21：在重质焦油中加入催化剂；其中，催化剂为如上述实施例提供的煤泥处理方法中得到的具有多孔结构的煤泥颗粒。

步骤S22：对加入催化剂的重质焦油进行加热，形成轻质焦油。

需要说明的是，在本实施例中，轻质焦油是指密度小于或等于1g/cm³的焦油，重质焦油是指密度大于1g/cm³的焦油。

在具体实施时，将活化后的煤泥颗粒与重质焦油混合，可选的，活化后煤泥颗粒的加入量占重质焦油质量的20～40％；而且，由于重质焦油往往粘度大、流动性差，因此，可以在煤泥与重质焦油的混合物中配入一定量的甲醇、乙醇、石脑油等链烃或低碳醇类作为均质化助剂，该均质化助剂的功能是降低重质焦油的粘度，提高其流动性，其加入量为重质焦油质量的5％～20％。在均质化助剂的作用下，重质焦油的流动性更好，使得焦油分子可以轻易的进入到煤泥颗粒丰富的孔隙中，利用煤泥孔隙中高活性的金属及非金属化合物作为催化剂，使得焦油分子在催化剂的作用下发生分解，由大分子焦油分解为小分子焦油，同时在均质化助剂的参与下，小分子焦油可以和均质化助剂发生交换反应，从而使得焦油轻质化反应进一步加深。

经过测试，采用本实施例中煤泥处理方法制得的催化剂，当循环使用次数在40次以上后，仍然能保持90％以上的催化活性。

由于在本实施例提供的焦油轻质化方法中，是利用经过上述煤泥处理方法对煤泥处理后得到的煤泥颗粒作为焦油轻质化催化剂，该焦油轻质化催化剂的生产成本较低、工作稳定性较高、且使用寿命较长；因此，与现有的焦油轻质化方法相比，本实施例提供的焦油轻质化方法的工艺成本较低。

可选的，在本实施例中，对加入催化剂的重质焦油进行加热的步骤中，环境温度为300～700℃，压力为0～3MPa。具体实施时，将多孔的煤泥颗粒、重质焦油和相关助剂一同加入反应釜中，控制反应釜温度为300～700℃，压力为0～3MPa，同时开启搅拌加速物质均匀混合进行轻质化反应，反应时长为3～6h。通过这种方式，处理后焦油蒸馏馏程在小于270℃的物质提高约30～60％。

请再次参见图3，为了使催化剂能够被重复利用，在本实施例中，焦油轻质化方法还包括：步骤S23：将催化剂与轻质焦油分离，回收催化剂。在具体实施时，可选的，可以将焦油轻质化反应后的煤泥和焦油混合物通过泵打入离心分离系统中，将煤泥颗粒与处理后的液相焦油进行分离，将回收的煤泥颗粒进行重复利用。

请参阅图5，本发明实施例还提供了一种焦油轻质化系统200，包括：如上述实施例提到的煤泥处理系统100，用于对煤泥进行处理，制备具有多孔结构的煤泥颗粒；与煤泥处理系统100相连的焦油轻质化反应装置5，用于以具有多孔结构的煤泥颗粒为催化剂，将重质焦油转化为轻质焦油。

在本实施例中，焦油轻质化系统200还包括：离心分离装置6，离心分离装置6与焦油轻质化反应装置5相连，用于将催化剂与焦油轻质化反应后生成的轻质焦油分离，并将分离出的催化剂送入焦油轻质化反应装置5。

在具体实施时，可选的，焦油轻质化反应装置5可以包括常规的焦油轻质化反应釜，离心分离装置5可以包括离心机。本发明实施例提供的焦油轻质化系统200的有益效果与上述实施例中焦油轻质化方法的有益效果相同，此处不再赘述。

为了进一步说明本发明实施例提供的技术方案，下面提供一些具体的实施例，需要说明的是，下述实施例只是为了对本发明实施例提供的技术方案进行补充说明，并不是用于对发明提供的技术方案进行不当的限定。

实施例1

由矿区坑口取样，获得1号煤泥样本，收到基的水分为45％。首先对煤泥进行预处理，使预处理装置1的内部温度为30℃、压力为3.0MPa、处理时间为8h；然后对煤泥进行干燥化处理，干燥装置2采用普通干燥回转窑，干燥化处理的环境温度为200℃，平均停留时间为2h；而后，使煤泥进入分选装置3中，在分选装置3中，采用旋风分离器进行分离，旋风入口气速控制在22m/s，将杂质分离出后；煤泥颗粒进入热处理装置4，采用气流床进行热处理工艺，热处理工艺中高温烟气的温度为950℃，压力为1MPa，处理后得到具有多孔结构的煤泥颗粒(以下称作活化煤泥)。

热处理结束后，将活化煤泥送入焦油轻质化反应装置5，利用轻质化反应釜作为焦油轻质化反应装置5，在轻质化反应釜中，活化煤泥的添加量为焦油质量的40％，为使得焦油均质化程度更高，添加20％的甲醇作为均质化助剂，轻质化工艺温度为300℃、压力3MPa，反应时间6h；将焦油轻质化处理后的混合物进行离心分离，回收活化煤泥继续使用。与轻质化处理前的重质焦油相比，轻质化处理后焦油蒸馏馏程在小于270℃的物质提高了50％。

实施例2

从矿区坑口取样，获得2号煤泥样本，收到基的水分60％。首先对煤泥进行预处理，使预处理装置1的内部温度为70℃、压力采用常压、处理时间为3h；然后对煤泥进行干燥化处理，干燥装置2采用普通蒸汽干燥机，干燥化处理的环境温度为120℃，平均停留时间为5h；而后，使煤泥进入分选装置3中，在分选装置3中，采用旋风分离器进行分离，旋风入口气速控制在13m/s，将杂质分离出后；煤泥颗粒进入热处理装置4，采用气流床进行热处理工艺，热处理工艺中高温烟气的温度为750℃，压力为5MPa，处理后得到具有多孔结构的煤泥颗粒(以下称作活化煤泥)。

热处理结束后，将煤泥颗粒送入焦油轻质化反应装置5，利用轻质化反应釜作为焦油轻质化反应装置5，在轻质化反应釜中，活化煤泥的添加量为焦油质量的20％，为使得焦油均质化程度更高，添加5％的石脑油作为均质化助剂，轻质化工艺温度为700℃、压力采用常压，反应时间3h；将焦油轻质化处理后的混合物进行离心分离，回收活化煤泥继续使用。与轻质化处理前的重质焦油相比，轻质化处理后焦油蒸馏馏程在小于270℃的物质提高了55％。

实施例3

由矿区坑口取样，获得3号煤泥样本，收到基的水分40％。首先对煤泥进行预处理，使预处理装置1的内部温度为50℃、压力采用常压、处理时间为2h；然后对煤泥进行干燥化处理，干燥装置2采用普通蒸汽干燥机，干燥化处理的环境温度为180℃，平均停留时间为3h；而后，使煤泥进入分选装置3中，在分选装置3中，采用旋风分离器进行分离，旋风入口气速控制在18m/s，将杂质分离出后；煤泥颗粒进入热处理装置4，采用气流床进行热处理工艺，热处理工艺中，含有15％氨气的高位烟气的温度为850℃，压力为2MPa，处理后得到具有多孔结构的煤泥颗粒(以下称作活化煤泥)。

热处理结束后，将煤泥颗粒送入焦油轻质化反应装置5，利用轻质化反应釜作为焦油轻质化反应装置5，在轻质化反应釜中，活化煤泥的添加量为焦油质量的20％，为使得焦油均质化程度更高，添加5％的乙醇作为均质化助剂，轻质化工艺温度为400℃、压力采用常压，反应时间3.5h；将焦油轻质化处理后的混合物进行离心分离，回收活化煤泥继续使用。与轻质化处理前的重质焦油相比，轻质化处理后焦油蒸馏馏程在小于270℃的物质提高了60％。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种煤泥处理方法，其特征在于，包括：

对煤泥进行预处理，将所述煤泥中的结合水转化为自由水；

对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒；

对所述煤泥颗粒进行热处理，使所述煤泥颗粒中的活性成分挥发，所述煤泥颗粒内形成多孔结构。

2.根据权利要求1所述的煤泥处理方法，其特征在于，所述对煤泥进行预处理的步骤，包括：在所述预处理的时间内持续向所述煤泥的内部通入空气，并使所述煤泥所处的环境温度为30～70℃，环境压力为0～3MPa；其中，所述预处理的时间为3～8h。

3.根据权利要求1所述的煤泥处理方法，其特征在于，所述对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理的步骤，包括：在环境温度为120～200℃的条件下，对所述预处理后的煤泥进行加热，使所述煤泥中的自由水蒸发，所述煤泥形成粉末状固体；其中，所述干燥化处理的时间为2～5h。

4.根据权利要求1所述的煤泥处理方法，其特征在于，所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤，包括：在环境温度为750～950℃、环境压力为1.0～5.0Mpa的条件下，对所述煤泥颗粒进行加热。

5.根据权利要求4所述的煤泥处理方法，其特征在于，所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤，还包括：在对所述煤泥颗粒进行加热的同时，向所述煤泥颗粒通入氨气。

6.根据权利要求1所述的煤泥处理方法，其特征在于，在所述对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理的步骤，与所述对所述煤泥颗粒进行热处理的步骤之间，还包括，将所述煤泥颗粒与所述煤泥中的杂质分离。

7.一种焦油轻质化方法，其特征在于，所述焦油轻质化方法包括：

在重质焦油中加入催化剂；其中，所述催化剂为如权利要求1～6任一项所述的煤泥处理方法中得到的具有多孔结构的煤泥颗粒；

对加入所述催化剂的重质焦油进行加热，形成轻质焦油。

8.根据权利要求7所述的焦油轻质化方法，其特征在于，所述焦油轻质化方法还包括：将所述催化剂与所述轻质焦油分离，回收所述催化剂。

9.根据权利要求7所述的焦油轻质化方法，其特征在于，所述对加入所述催化剂的重质焦油进行加热的步骤中，环境温度为300～700℃，压力为0～3MPa。

10.根据权利要求7～9任一项所述的焦油轻质化方法，其特征在于，在向重质焦油中加入催化剂的步骤，与对加入所述催化剂的重质焦油进行加热的步骤之间，所述焦油轻质化方法还包括：向所述重质焦油中加入均质化助剂。

11.一种煤泥处理系统，其特征在于，所述制作系统包括：

预处理装置，用于对煤泥进行预处理，将所述煤泥中的结合水转化为自由水；

与所述预处理装置相连的干燥装置，用于对预处理后的所述煤泥进行干燥化处理，获得固态的煤泥颗粒；

与所述干燥装置相连的热处理装置，用于对所述煤泥颗粒进行热处理，使所述煤泥颗粒中的活性成分挥发，所述煤泥颗粒内形成多孔结构。

12.根据权利要求11所述的煤泥处理系统，其特征在于，所述煤泥处理系统还包括：

分选装置，所述分离装置连接于所述干燥装置与所述热处理装置之间，用于将所述煤泥颗粒与煤泥中的杂质分离。

13.一种焦油轻质化系统，其特征在于，所述焦油轻质化系统包括：

如权利要求11或12所述的煤泥处理系统，用于对煤泥进行处理，制备具有多孔结构的煤泥颗粒；

与所述煤泥处理系统相连的焦油轻质化反应装置，用于以所述具有多孔结构的煤泥颗粒为催化剂，将所述重质焦油转化为轻质焦油。

14.根据权利要求13所述的焦油轻质化系统，其特征在于，还包括：

离心分离装置，所述离心分离装置与所述焦油轻质化反应装置相连，用于将催化剂与焦油轻质化反应后生成的轻质焦油分离，并将所述分离出的催化剂送入所述焦油轻质化反应装置。