CN111534354B - 一种废油脂煮煤提质的工艺和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废油脂煮煤提质的工艺和装置。废油脂经过脱杂提纯器后进入油脂储槽，再按照油煤质量比5‑100:1加入到废油脂煮煤釜，与经过破碎后的褐煤在煮煤装置中搅拌混合，在设定的温度下搅拌，然后排出，通过过滤筛将固体和液体分离；固体的提质煤再经过压滤机将吸附的油脂收集，剩下的即为产品褐煤；分离出的液体进入油水分离沉降槽静置，上层的油脂经过压滤机将其中的煤泥脱除，纯净的油脂进入分馏塔蒸馏出吸收的小分子有机物，剩余的油脂再进入油脂储槽循环使用；下层的分离水经过压滤机将其中的矿物质脱除后成为褐煤脱出水。

Description

一种废油脂煮煤提质的工艺和装置

技术领域

本发明涉及一种废油脂煮煤提质的工艺，具体涉及一种利用煎炸油、地沟油、潲水油、过期油脂等废油脂作为介质对褐煤进行脱水脱矿物质，从而提高褐煤煤质的工艺。属于废油脂利用技术和煤炭加工领域。

背景技术

地沟油回流餐桌会严重危害人们的身体健康，其来源广泛，诸如煎炸油、地沟油、潲水油、过期油等。“地沟油”一般是指用餐厨废弃物、肉类加工废弃物和检验检疫不合格畜禽产品等非食品原料生产、加工的油脂。由于动植物油脂经过高温氧化会产生剧毒的黄曲霉素、苯并芘等致癌物质，这对人们的健康造成极大的危害。因此，研发废弃油脂的利用，对惠及和保障人们健康生活，具有重要的社会价值和意义。

煤炭在我国乃至全球都是能源消费结构中占主体地位的，但是在其利用过程中如果工艺和技术不完善会造成环境污染，诸如大气污染（PM2.5）、水体污染（废水排放）等。煤炭依据变质程度的不同分为褐煤、烟煤、无烟煤三大类，烟煤又细分了12小类。变质程度直接决定了煤炭的利用途径和方式，如变质程度高的无烟煤用来制合成氨、尿素等化肥，烟煤中变质程度高的可以炼焦、变质程度较低的可以通过气化或液化制化学品，褐煤以燃烧供暖发电为主。煤炭的价值或市场价格与变质程度呈正相关性，即变质程度越高其价值越大，所以提高煤炭的质量（简称提质）是煤炭资源化利用的重要手段和方法。煤炭提质主要是提高有机质（含碳、氢的物质）含量，降低氧、氮、硫和矿物质的含量，如通过洗选降低矿物质含量（俗称灰分），通过干燥降低水含量，通过热解排出小分子物质提高固定碳含量等。目前通过降低水含量使煤炭提质的研究方法很多，特别是褐煤的脱水提质，中国专利CN104178191A提到褐煤占全球储量的40%，占中国储量的13%，由于水分含量高（约20%-60%）、热值低、易风化和自燃，单位能量运输成本高，不利于长距离输送和贮存。国内外褐煤提质技术大致可分为干燥脱水、成型和热解提质技术三大类（屈进州等，褐煤提质技术研究进展，《煤炭科学技术》，2011，39（11）：121-125）。中国专利CN104178191A的背景技术中提到三种改质处理系统，第一种是用热风直接接触褐煤；第二种是采用焦炉对褐煤进行处理；第三种是采用竖向设置的导热管处理；在此基础上提供了一种能以较高的热效率得到优质的煤产品，同时安全性更高的褐煤提质处理系统。中国专利CN101701535B公开了褐煤提质循环利用联产电、蒸汽、煤气、焦油和型煤工艺，该工艺主要目标是在供电供汽的基础上，生产型煤、焦油和煤气，实现富含水褐煤五联产综合循环利用。

从褐煤提质的传统加工方法中以脱水提质为主要方式，以通过热蒸汽、烟气、尾气和煤粒或其它设备进行加热蒸发水为主要手段。另外褐煤中灰分含量也较高，一般为20-30%（有的甚至高达50%），脱除矿物质也应该是褐煤提质的重要目标。既脱水又脱矿物质的提质方法和技术有待研究和发展。

发明内容

本发明旨在提供一种废油脂煮煤提质的工艺和装置，具体提供一种通过废油脂煮煤使褐煤既脱水又脱矿物质的工艺，目的在于解决废油脂利用途径的同时实现褐煤提质。

本发明研究表明，与其他热源相比，用液体的废油脂作为热介质，能更好的将水脱除。褐煤经过破碎后，生成细小煤粒和矿物质，通过用废油脂作为传热介质使其受热升温，当大于100℃以上，煤粒中吸附的游离水会以气体的形式释放出来进入废油脂中并形成不溶于油脂的水，同时废油脂进入煤粒的空隙中。水密度比油脂重向下运动，而矿物质疏油亲水，进入水珠向下沉降，待反应完成后，褐煤中的水和矿物质与油脂分层在下层，而提质后的褐煤在油脂上层，通过压滤即得到提质后的褐煤。

本发明提供了一种废油脂煮煤提质的工艺，包括以下步骤：

废油脂经过脱杂提纯器后进入油脂储槽，再按照油煤质量比5-100:1加入到废油脂煮煤釜，与经过破碎后的褐煤在煮煤装置中搅拌混合，在设定的温度下搅拌，然后排出，通过过滤筛将固体和液体分离；固体的提质煤再经过压滤机将吸附的油脂收集，剩下的即为产品褐煤；分离出的液体进入油水分离沉降槽静置，上层的油脂经过压滤机将其中的煤泥脱除，纯净的油脂进入分馏塔蒸馏出吸收的小分子有机物，剩余的油脂再进入油脂储槽循环使用；下层的分离水经过压滤机将其中的矿物质脱除后成为褐煤脱出水。

上述废油脂煮煤提质的工艺，具体包括以下步骤：

I．将废油脂加入脱杂提纯器，脱杂提纯器与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤釜相连；

II．将褐煤加入到破碎机破碎，破碎机与废油脂煮煤釜相连，破碎后的褐煤进入废油脂煮煤釜与废油脂通过搅拌混合均匀，在50℃—200℃的温度下搅拌0-72小时；

III．处理完毕的油煤混合物从废油脂煮煤釜底部排出，然后进入过滤筛，通过过滤筛将提质后褐煤和油水混合液体分离；

IV．经过滤筛分离出的提质褐煤加入的压滤机压滤，压滤后的褐煤成为产品褐煤，压滤出的油脂经过回收进入分馏塔处理；

V．经过滤筛分离出的油水混合液体进入油水分离沉降槽，静置0-72小时，待清晰分层后将上层的分离油脂泵入压滤机，压滤出固体煤泥作为煤泥产品，压滤出的油脂经过回收进入分馏塔处理；

VI．油水分离沉降槽的下层分离水泵入压滤机压滤固体的矿物质和液体的压滤水；

VII．第IV步和第V步回收的油脂泵入分馏塔中进行蒸馏，设定150℃—250℃的温度范围将小分子有机物从塔顶蒸馏出来，脱除小分子有机物的油脂从分馏塔底排出，加入到油脂储槽进行循环使用。

上述工艺中，所述废油脂是地沟油、潲水油、煎炸油、过期食用油、屠宰场下脚料油脂中的一种或几种，也包括生物微藻、非粮油料作物等制出的油脂。

上述工艺中，所述脱杂提纯指脱胶、脱杂、脱臭处理。

上述工艺中，所述煮煤过程中设定温度范围为50℃—200℃。

上述工艺中，所述过滤筛用筛板孔径范围在0.045mm—3mm，优选值是0.075mm—0.5mm。

上述工艺中，所述分馏塔的蒸馏温度设定范围150℃—250℃。

本发明提供一套废油脂煮煤提质的处理装置，包括脱杂提纯器、油脂储槽、破碎机、废油脂煮煤釜、过滤筛、油水分离沉降槽、压滤机和分馏塔；

脱杂提纯器与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤釜相连；破碎机与废油脂煮煤釜相连，废油脂煮煤釜底部连接过滤筛，过滤筛的固体出口连接第三压滤机，过滤筛的液体出口连接油水分离沉降槽，油水分离沉降槽的上部出口连接第二压滤机，底部出口连接第一压滤机；第二压滤机和第三压滤机的油脂出口连接分馏塔，分馏塔设有油脂出口和小分子有机物出口，油脂出口与油脂储槽连接。

本发明的有益效果：

1. 将废油脂作为褐煤提质加工的介质，使废油脂变废为宝并循环利用，开发了废油脂利用的新途径；

2. 开创了新的褐煤提质方法，不仅有效脱除了褐煤中的水分还脱除了细粒的矿物质，大大提高了褐煤的热值，提高了褐煤的高值化利用价值，而且减少环境污染；

3. 该工艺操作流程简单方便、环保效果好、不产生废物，值得大力推广。

附图说明

图1为本发明废油脂煮煤提质的工艺路线示意图。

图中，1—脱杂提纯器；2—油脂储槽；3—破碎机；4—废油脂煮煤釜；5—过滤筛；6—油水分离沉降槽；7—第一压滤机；8—第二压滤机；9-第三压滤机；10—分馏塔。A为褐煤，B为提质后褐煤，C为产品褐煤，D为废油脂，E为压滤后的油脂，F为分离油脂，G为分离水，H为矿物质，I为压滤水，J为煤泥，K为小分子有机物。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一套废油脂煮煤提质的处理装置，包括脱杂提纯器1、油脂储槽2、破碎机3、废油脂煮煤釜4、过滤筛5、油水分离沉降槽6、压滤机和分馏塔10；

脱杂提纯器1与油脂储槽2相连，油脂储槽2与废油脂煮煤釜4相连；破碎机3与废油脂煮煤釜4相连，废油脂煮煤釜4底部连接过滤筛5，过滤筛5的固体出口连接第三压滤机9，过滤筛5的液体出口连接油水分离沉降槽6，油水分离沉降槽6的上部出口连接第二压滤机8，底部出口连接第一压滤机7；第二压滤机8和第三压滤机9的油脂出口连接分馏塔10，分馏塔10设有油脂出口和小分子有机物出口，油脂出口与油脂储槽2连接。

本发明提供了采用上述装置进行废油脂煮煤提质的工艺，废油脂经过脱杂提纯器1后进入油脂储槽2，再按照油煤质量比5-100:1加入到废油脂煮煤釜4，与经过破碎后的褐煤在装置中搅拌混合，在设定的温度下搅拌0-72小时，然后排出通过过滤筛5将固体和液体分离；固体的提质煤再经过压滤机将吸附的油脂收集，剩下的即为产品褐煤；分离出的液体进入油水分离沉降槽6静置0-72小时，上层的油脂经过压滤机将其中的煤泥脱除，纯净的油脂进入分馏塔10蒸馏出吸收的小分子有机物，剩余的油脂再进入油脂储槽2循环使用；下层的分离水经过压滤机将其中的矿物质脱除后成为褐煤脱出水。

具体地说，上述工艺具体包括以下步骤：

I．将废油脂D加入脱杂提纯器1，脱杂提纯器1与油脂储槽2相连，油脂储槽2与废油脂煮煤釜4相连；

II．将褐煤A加入到破碎机3破碎，破碎机3与废油脂煮煤釜4相连，破碎后的褐煤进入废油脂煮煤釜4与废油脂通过搅拌混合均匀，在50℃—200℃的温度下搅拌0-72小时；

III．处理完毕的油煤混合物从废油脂煮煤釜4底部排出，然后进入过滤筛5，通过过滤筛5将提质后褐煤和油水混合液体分离；

IV．经过滤筛5分离出的提质后褐煤B加入压滤机压滤，压滤后的褐煤成为产品褐煤C，压滤后的油脂E经过回收进入分馏塔10处理；

V．经过滤筛分离出的油水混合液体进入油水分离沉降槽6，静置0-72小时，待清晰分层后将上层的分离油脂F泵入压滤机，压滤出固体煤泥J作为煤泥产品，压滤出的油脂经过回收进入分馏塔10处理；

VI．油水分离沉降槽6的下层分离水G泵入压滤机压滤固体的矿物质H和液体的压滤水I；

VII．第IV步和第V步回收的油脂泵入分馏塔10中进行蒸馏，设定150℃—250℃的温度范围将小分子有机物K从塔顶蒸馏出来，脱除小分子有机物的油脂从分馏塔10底排出，加入到油脂储槽2进行循环使用。

上述工艺中，所述废油脂是地沟油、潲水油、煎炸油、过期食用油、屠宰场下脚料油脂中的一种或几种，也包括生物微藻、非粮油料作物等制出的油脂。

上述工艺中，所述脱杂提纯指脱胶、脱杂、脱臭处理。

上述工艺中，所述设定温度范围为50℃—200℃。

上述工艺中，所述过滤筛用筛板孔径范围在0.045mm—3mm，优选值是0.075mm—0.5mm。

上述工艺中，所述分馏塔的蒸馏温度设定范围150℃—250℃。

Claims (9)

1.一种废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于包括以下步骤：

废油脂经过脱杂提纯器后进入油脂储槽，再按照油煤质量比5-100:1加入到废油脂煮煤釜，与经过破碎后的褐煤在煮煤装置中搅拌混合，在设定的温度下搅拌，然后排出，通过过滤筛将固体和液体分离；固体的提质煤再经过压滤机将吸附的油脂收集，剩下的即为产品褐煤；分离出的液体进入油水分离沉降槽静置，上层的油脂经过压滤机将其中的煤泥脱除，纯净的油脂进入分馏塔蒸馏出吸收的小分子有机物，剩余的油脂再进入油脂储槽循环使用；下层的分离水经过压滤机将其中的矿物质脱除后成为褐煤脱出水；

将废油脂作为褐煤提质加工的介质，不仅有效脱除了褐煤中的水分还脱除了细粒的矿物质，使废油脂变废为宝并循环利用。

2.根据权利要求1所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于包括以下步骤：

I．将废油脂加入脱杂提纯器，脱杂提纯器与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤釜相连；

II．将褐煤加入到破碎机破碎，破碎机与废油脂煮煤釜相连，破碎后的褐煤进入废油脂煮煤釜与废油脂通过搅拌混合均匀，在50℃—200℃的温度下搅拌0-72小时；

III．处理完毕的油煤混合物从废油脂煮煤釜底部排出，然后进入过滤筛，通过过滤筛将提质后褐煤和油水混合液体分离；

IV．经过滤筛分离出的提质褐煤加入的压滤机压滤，压滤后的褐煤成为产品褐煤，压滤出的油脂经过回收进入分馏塔处理；

V．经过滤筛分离出的油水混合液体进入油水分离沉降槽，静置0-72小时，待清晰分层后将上层的分离油脂泵入压滤机，压滤出固体煤泥作为煤泥产品，压滤出的油脂经过回收进入分馏塔处理；

VI．油水分离沉降槽的下层分离水泵入压滤机压滤固体的矿物质和液体的压滤水；

VII．第IV步和第V步回收的油脂泵入分馏塔中进行蒸馏，设定150℃—250℃的温度范围将小分子有机物从塔顶蒸馏出来，脱除小分子有机物的油脂从分馏塔底排出，加入到油脂储槽进行循环使用。

3.根据权利要求2所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述废油脂是地沟油、潲水油、煎炸油、过期食用油、屠宰场下脚料油脂中的一种或几种，或是生物微藻、非粮油料作物制出的油脂。

4.根据权利要求2所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述脱杂提纯指脱胶、脱杂、脱臭处理。

5.根据权利要求2所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述煮煤过程中设定温度范围为50℃—200℃。

6.根据权利要求2所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述过滤筛用筛板孔径范围在0.045mm—3mm。

7.根据权利要求6所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述过滤筛用筛板孔径是0.075mm—0.5mm。

8.根据权利要求2所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：所述分馏塔的蒸馏温度设定范围150℃—250℃。

9.一种废油脂煮煤提质的处理装置，用于实施权利要求1~8任一项所述的废油脂煮煤提质的工艺，其特征在于：包括脱杂提纯器、油脂储槽、破碎机、废油脂煮煤釜、过滤筛、油水分离沉降槽、压滤机和分馏塔；

脱杂提纯器与油脂储槽相连，油脂储槽与废油脂煮煤釜相连；破碎机与废油脂煮煤釜相连，废油脂煮煤釜底部连接过滤筛，过滤筛的固体出口连接第三压滤机，过滤筛的液体出口连接油水分离沉降槽，油水分离沉降槽的上部出口连接第二压滤机，底部出口连接第一压滤机；第二压滤机和第三压滤机的油脂出口连接分馏塔，分馏塔设有油脂出口和小分子有机物出口，油脂出口与油脂储槽连接。

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