CN203174036U - 一种褐煤改性提质系统 - Google Patents

Abstract

一种褐煤改性提质系统，属于褐煤提质装置，解决现有褐煤改性提质系统脱除硫、汞等污染物的效率较低，产生的污染性气体和粉尘未能得到有效处理的问题，同时解决锅炉尾气热量未有效利用的问题。本实用新型包括原煤仓、给料装置、流化热解装置、恒流泵、垂直管道、一级提质煤仓、水平管道、旋风分离器、二级提质煤仓、气体净化装置和引风机。原煤仓中的褐煤经烟气预干燥后，经过给料装置送入流化热解装置进行热解提质，通过两级提质煤仓和旋风分离器分离收集提质煤，热解烟气流过气体净化装置后通入原煤仓中作为原煤预干燥脱水的热源。本实用新型的可靠性高，对煤种适应性强，能提高提质煤的品质，增大硫、汞等污染物的协同脱除效率。

Description

一种褐煤改性提质系统

技术领域

本实用新型属于褐煤提质装置，具体涉及一种褐煤改性提质系统，用于高效清洁低污染利用褐煤。

背景技术

煤炭是我国主要可利用的化石能源。随着经济的快速发展，优质煤炭资源越来越少，占我国煤炭总储量13％的煤化程度较低的褐煤资源的利用日益受到重视，但是褐煤的水分高达20-60％、挥发分含量高，易风化自燃，不利于长距离运输，直接使用的效率低；另外我国褐煤资源主要分布在内蒙古东部和云南地区，而经济发达的沿海地区的煤炭资源较缺乏，长距离运输褐煤会造成运力浪费，并且褐煤容易在运输过程中自燃而产生安全问题；同时煤炭燃烧过程排放的硫氧化物以及汞等有害物质会导致诸如酸雨等严重的环境问题，大量排放的二氧化碳也会加剧温室效应。因此研究褐煤的燃烧前改性提质，降低褐煤的水分、提高发热量、脱除硫和汞等污染物，对于褐煤的高效清洁低污染利用乃至全社会节能减排都有重要的影响。通过提质后得到的褐煤称为提质煤。

目前国内外的褐煤提质技术主要有成型提质、非蒸发脱水提质、热解提质三类技术：成型提质技术的代表有德国的冲压成型工艺和国内的神华集团的热压成型提质工艺；非蒸发脱水提质技术的代表有美国的K-燃料工艺和日本的UBC工艺；热解提质技术的代表有德国的鲁奇三段炉低温热解工艺和中国煤炭科学研究总院的多段回转炉工艺；见邵俊杰：“褐煤提质技术现状及我国褐煤提质技术发展趋势初探”，神华科技，2009，7(2)：17-22。

国内褐煤提质工艺由于发展历程较短，同国外仍有很大的差距，近年来才在技术和设备上有所提升。国内现有的回转炉干燥系统因气固接触不良而影响传热效果；振动流化床热解提质工艺复杂、对设备要求很高；现有的褐煤提质系统偏重于尽可能脱除水分而较少关注提质过程中产生的污染物，公开日期为2008年9月10日、公开号为CN 101260307 A的中国专利公开了“一种褐煤干燥提质装置及工艺方法”，公开日期为2012年10月3日、公开号为CN202465597U的中国实用新型专利公开了“一种流化床煤热解装置”，两者都没有关注热解提质过程中产生的硫汞等污染物，也未设置烟气净化装置，可能会造成环境污染。

发明内容

本实用新型提供一种褐煤改性提质系统，解决现有褐煤改性提质系统所存在的脱除褐煤中的硫、汞等污染物的效率较低，褐煤提质过程中产生的污染性气体和粉尘未能得到有效处理的问题，同时解决锅炉尾气的热量未能得到有效利用的问题，以实现褐煤资源的高效低污染开发利用。

本实用新型所提供的一种褐煤改性提质系统，包括原煤仓、给料装置、流化热解装置，所述原煤仓、给料装置和流化热解装置依次通过管道连接，其特征在于：

所述流化热解装置由电阻加热炉、封闭箱体及布风板构成，所述封闭箱体位于电阻加热炉内，所述封闭箱体上端面左侧具有进料口，封闭箱体下底面右侧具有出料排气口，所述封闭箱体左端壁内部在进料口下方连接有布风板支架；所述布风板由金属孔板3-3-2和覆盖其表面的金属纱网3-3-1构成，布风板左端由布风板支架支撑，布风板右端由封闭箱体的右端壁支撑，使得布风板倾斜设置在所述封闭箱体内进料口和出料排气口之间，将封闭箱体内分隔为上空间和下空间；所述封闭箱体左端面下部具有液体输入口，所述封闭箱体的前后侧壁对应下空间部位具有多个均匀分布的进气口；所述液体输入口通过恒流泵和管道连接液体源，所述进气口通过管道连接气体源；

所述流化热解装置的出料排气口通过垂直管道连接一级提质煤仓，所述垂直管道侧壁通过水平管道连接旋风分离器，所述旋风分离器的出料口连接二级提质煤仓，所述旋风分离器的排气口通过管道连接气体净化装置的进气口，所述气体净化装置的出气口通过引风机和管道连接到原煤仓的底部。

所述的褐煤改性提质系统，其特征在于：所述液体源内的液体为水、乙醇或甲醇；所述气体源内的气体为锅炉尾部烟气、空气、二氧化碳、二氧化碳与氧气混合气、氮气、或氮气与氧气的混合气。

使用本实用新型进行褐煤改性提质，其过程为：(1)褐煤在原煤仓中预干燥进行第一级脱水提质后送入给料装置；(2)通过给料装置将褐煤送入流化热解装置进行改性提质，然后大部分提质煤将进入一级提质煤仓，其余提质煤由气体携带进入旋风分离器；(3)经旋风分离器分离的提质煤进入二级提质煤仓，尾气进入气体净化装置除掉灰尘以及气体污染物；(4)引风机将气体净化装置中的尾气作为原煤预干燥热源送入原煤仓后排出。

本实用新型中，流化热解装置可以通过电阻加热炉来控制热解温度，可以通过调节布风板支架的高度来改变布风板倾斜角度来控制反应时间，从而提高换热效率和煤种适应性；两级提质煤仓，可以缓解对旋风分离器的磨损；可以使用恒流泵输入不同液体来制造不同气氛，提高褐煤品质以及污染物脱除效率；流化热解装置的气体源可以采用具有一定温度电厂锅炉尾气，而提质后产生的烟气经净化后再次使用，既经济又环保；不需要振动装置，降低了制造运行难度，可使系统更加稳定、安全；可以大规模推广运用，实现褐煤资源的高效低污染开发利用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，图中标记：原煤仓1、给料装置2、流化热解装置3、恒流泵4、垂直管道5、一级提质煤仓6、水平管道7、旋风分离器8、二级提质煤仓9、气体净化装置10、引风机11。

图2为流化热解装置结构示意图，图中标记：电阻加热炉3-1、封闭箱体3-2、封闭箱体上端面3-2-1、封闭箱体下底面3-2-2、布风板3-3、金属孔板3-3-2、金属纱网3-3-1、进料口3-4、出料排气口3-5、布风板支架3-6、液体输入口3-7、进气口3-8。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的实施例，包括原煤仓1、给料装置2、流化热解装置3、恒流泵4、垂直管道5、一级提质煤仓6、水平管道7、旋风分离器8、二级提质煤仓9、气体净化装置10和引风机11；所述原煤仓1、给料装置2和流化热解装置3依次通过管道连接；

如图2所示，所述流化热解装置3由电阻加热炉3-1、封闭箱体3-2及布风板3-3构成，所述封闭箱体3-2位于电阻加热炉3-1内，所述封闭箱体上端面3-2-1左侧具有进料口3-4，封闭箱体下底面3-2-2右侧具有出料排气口3-5，所述封闭箱体3-2左端壁内部在进料口3-4下方连接有布风板支架3-6；所述布风板3-3由金属孔板3-3-2和覆盖其表面的金属纱网3-3-1构成，布风板3-3左端由布风板支架3-6支撑，布风板3-3右端由封闭箱体3-2的右端壁支撑，使得布风板3-3倾斜设置在所述封闭箱体3-2内进料口3-4和出料排气口3-5之间，将封闭箱体内分隔为上空间和下空间；所述封闭箱体3-2左端面下部具有液体输入口3-7，所述封闭箱体3-2的前后侧壁对应下空间部位具有多个均匀分布的进气口3-8；

如图1、图2所示，所述液体输入口3-7通过恒流泵4和管道连接液体源，所述进气口3-8通过管道连接气体源；所述流化热解装置3的出料排气口3-5通过垂直管道5连接一级提质煤仓6，所述垂直管道5侧壁通过水平管道7连接旋风分离器8，所述旋风分离器8的出料口连接二级提质煤仓9，所述旋风分离器8的排气口通过管道连接气体净化装置10的进气口，所述气体净化装置10的出气口通过引风机11和管道连接到原煤仓1底部。

本实施例中，给料装置2采用新乡市恒远振动机械有限公司的LS型螺旋给料器，恒流泵4采用上海沪西分析仪器有限公司的HL-5数字显示型恒流泵，旋风分离器8采用南京寿旺机械设备有限公司的钢制旁路式旋风分离器，气体净化装置10采用江苏泽铭环境工程有限公司的SF型水膜脱硫除尘器，电阻加热炉采用湖北英山建力电炉制造有限公司的SX2型箱式电阻炉，引风机11采用淄博泽发风机有限公司的Y5-47锅炉引风机；

本实施例中，液体源采用乙醇，气体源采用氮气；亦可以不输入液体，采用锅炉尾部烟气作为气体源。

本褐煤改性提质系统的工艺流程是：将含水量高的褐煤由输煤皮带送入原煤仓1，原煤仓1的底部持续通入热解产生的烟气进行第一级干燥，除去外在水分，然后通过给料装置2将预干燥的褐煤输送到流化热解装置3的布风板3-3上，进行第二级热解提质，通过进气口3-8送入的氮气与恒流泵4送入的乙醇(高温下会气化)在流化热解装置3的下部空间进行混合，然后穿过布风板3-3，布风板3-3的倾斜角度在1°～10°(相对封闭箱体下底面)之间，此时布风板3-3上的褐煤在重力和气流的浮力共同作用之下从上往下流动到出料排气口3-5，颗粒较大的大部分提质煤会在重力作用下直接进入一级提质煤仓6，其余颗粒较小的提质煤随气流携带进入旋风分离器8中分离后，在二级提质煤仓9中收集，分离后的烟气进入气体净化装置10中除去含硫、含汞等污染物气体和粉尘，净化后仍有一定温度的烟气在引风机11的作用下送入原煤仓1中，对褐煤进行第一级干燥脱水。

流化床装置的热源由电阻加热炉3-1提供，热解温度可以从室温调节到1000℃，可以根据不同煤种类型和进入流化热解装置的气体的温度来调节其温度，本褐煤提质系统中一般设置在150-600℃范围内。在生产过程中可以通过调节电阻加热炉3-1的反应温度、给料装置2的给料速度、控制恒流泵4的输入液体种类和送入不同气体来制造不同提质气氛、改变布风板3-3的角度等四个条件来提高对不同煤种的适应性，增大含硫、含汞污染物以及粉尘的脱除效率，并进一步的提高褐煤的利用价值。

Claims (1)

1.一种褐煤改性提质系统，包括原煤仓（1）、给料装置（2）、流化热解装置（3），所述原煤仓（1）、给料装置（2）和流化热解装置（3）依次通过管道连接，其特征在于： 

所述流化热解装置（3）由电阻加热炉（3-1）、封闭箱体（3-2）及布风板（3-3）构成，所述封闭箱体（3-2）位于电阻加热炉（3-1）内，所述封闭箱体上端面（3-2-1）左侧具有进料口（3-4），封闭箱体下底面（3-2-2）右侧具有出料排气口（3-5），所述封闭箱体（3-2）左端壁内部在进料口（3-4）下方连接有布风板支架（3-6）；所述布风板（3-3）由金属孔板（3-3-2）和覆盖其表面的金属纱网（3-3-1）构成，布风板（3-3）左端由布风板支架（3-6）支撑，布风板（3-3）右端由封闭箱体（3-2）的右端壁支撑，使得布风板（3-3）倾斜设置在所述封闭箱体（3-2）内进料口（3-4）和出料排气口（3-5）之间，将封闭箱体内分隔为上空间和下空间；所述封闭箱体（3-2）左端面下部具有液体输入口（3-7），所述封闭箱体（3-2）的前后侧壁对应下空间部位具有多个均匀分布的进气口（3-8）；所述液体输入口（3-7）通过恒流泵（4）和管道连接液体源，所述进气口（3-8）通过管道连接气体源； 

所述流化热解装置（3）的出料排气口（3-5）通过垂直管道（5）连接一级提质煤仓（6），所述垂直管道（5）侧壁通过水平管道（7）连接旋风分离器（8），所述旋风分离器（8）的出料口连接二级提质煤仓（9），所述旋风分离器（8）的排气口通过管道连接气体净化装置（10）的进气口，所述气体净化装置（10）的出气口通过引风机（11）和管道连接到原煤仓（1）底部。 

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