專利名稱：一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法；特別地講， 本發(fā)明涉及一種以粉煤和粉焦混合物為原料的內(nèi)熱式煤干餾方法；更特別地講，本發(fā)明涉及一種以粉煤和自產(chǎn)粉焦混合物為原料的內(nèi)熱式煤干餾方法，用于降低入爐煤料表觀氣化率(即表觀氣化強(qiáng)度)，同時(shí)擴(kuò)大了氣流通道面積，與單獨(dú)加工煤料相比，可以實(shí)現(xiàn)原料粉煤粒度的細(xì)小化。
背景技術(shù)：
眾所周知，中國鋼鐵集團(tuán)鞍山熱能研究院于二十世紀(jì)八十年代初開始不斷研究開發(fā)的“以不粘煤或弱粘煤塊煤為原料在直立式炭化爐煉制鐵合金專用蘭炭”技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱中鋼內(nèi)熱式煤干餾造氣技術(shù)BT)，采用適合煤源(比如中國大同、神府地區(qū)的煤炭)，在直立式炭化爐內(nèi)煉制蘭炭并副產(chǎn)荒煤氣和中低溫煤焦油，是一種蘭炭產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、煤焦油產(chǎn)率高、工程造價(jià)較低、配套環(huán)保技術(shù)完善的成熟工業(yè)化技術(shù)，業(yè)已得到大量應(yīng)用。對(duì)內(nèi)熱式煤干餾爐包含的傳熱過程的熱平衡而言，涉及固體氣化量和氣體物流的質(zhì)量比例，固體空隙率本質(zhì)上就是氣相空間，以PV表示氣相操作壓力(絕對(duì)壓力)，以ε表示床層空隙率，則氣相物流質(zhì)量與固體氣化量質(zhì)量之比KW表示為Kff = (PV X氣相空間體積X氣相平均標(biāo)準(zhǔn)密度)/ (煤料實(shí)體體積X固體平均密度χ固體氣化率)對(duì)于特定煤干餾過程，由于氣相平均標(biāo)準(zhǔn)密度、固體平均密度、固體氣化率相對(duì)恒定，上式變化為氣相物料與固體氣化量的體積比KV KV = (PVX氣相空間體積)/ (煤料實(shí)體體積X固體氣化率)= (PVX ε /(1- ε ))/ 固體氣化率= (KffX固體平均密度)/氣相平均標(biāo)準(zhǔn)密度任意一個(gè)特定內(nèi)熱式煤干餾過程的適宜操作條件均必須滿足熱平衡要求，基于供熱串聯(lián)過程的動(dòng)力學(xué)要求，氣相加熱煤料時(shí)氣相傳熱(供熱方)能力必須大于等于固相受熱(被加熱方)能力，氣相冷卻炭料時(shí)氣相傳熱(吸熱方)能力必須大于等于固相放熱 (被冷卻方)能力，因此存在對(duì)應(yīng)的最小KW，也就是說存在對(duì)應(yīng)的最小KV，對(duì)于特定的“床層空隙率ε和固體氣化率”存在特定的最小PV，或者說對(duì)于特定的“PV和固體氣化率”必須維持特定的最小床層空隙率ε。由于現(xiàn)有的內(nèi)熱式煤干餾爐的PV均為常壓即PV約為0. 12 0. 18MPa(絕對(duì)壓力)，對(duì)于煤料及其干餾氣化率已經(jīng)確定的干餾操作過程，與之相適應(yīng)的床層空隙率ε存在一個(gè)下限值，當(dāng)床層空隙率ε達(dá)到或低于該下限值時(shí)，僅從熱平衡角度講，內(nèi)熱式煤干餾爐已經(jīng)無法正常工作，這就是現(xiàn)有內(nèi)熱式煤干餾爐限制煤料粒度下限的一個(gè)根本原因。從KV= ((PVX ε/(I-O)/固體氣化率)可以看出，改善粉煤干餾操作途徑之一是增大PV，本發(fā)明人另有相關(guān)專利申請(qǐng)。從KV= ((PVX ε/(I-O)/固體氣化率)可以看出，改善粉煤干餾操作途徑之一是增大床層空隙率ε，本發(fā)明人另有相關(guān)專利申請(qǐng)。從KV= ((PVX ε/(I-O)/固體氣化率)可以看出，改善粉煤干餾操作途徑之一是降低固體氣化率，本發(fā)明申請(qǐng)就是對(duì)此提出一個(gè)解決方案。上述分析已經(jīng)指出，降低固體氣化率可以降低可加工粉煤的粒度，由于目標(biāo)煤料的干餾任務(wù)即固體氣化率不能降低，因此只能降低干餾原料表觀氣化率，也就是說只能向煤料中混入密度、粒徑高度接近的低氣化率固體摻混料C，并且該固體摻混料C的氣化后固體產(chǎn)品CGP與目標(biāo)煤料的干餾產(chǎn)品焦的分離必須可以簡(jiǎn)易的完成或不需分離，該固體摻混料C的氣化后氣體產(chǎn)品CVP與煤氣的分離必須可以簡(jiǎn)易的完成或不需分離。而上述低氣化率固體摻混料C的一個(gè)方便易得的來源正是粒度合適的粉煤干餾固體產(chǎn)物焦炭，或者正是所述粉煤干餾過程的自產(chǎn)固體產(chǎn)物焦炭。本發(fā)明技術(shù)方案的主要效果是①對(duì)于現(xiàn)有常壓法內(nèi)熱式煤干餾技術(shù)，針對(duì)小粒度煤料，摻入粒度合適的低氣化炭料或焦料，混合均勻后用作干餾原料，降低干餾過程的表觀氣化率，擴(kuò)大了氣體通道面積，具有實(shí)現(xiàn)煤料粒度細(xì)小化的功能；②對(duì)于新型加壓法內(nèi)熱式煤干餾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤料細(xì)微化；③對(duì)于外熱式煤干餾技術(shù)，在一定程度上有利于煤料細(xì)小化。由于常規(guī)中粒度、大粒度煤料的內(nèi)熱式干餾過程床層空隙率ε過剩，對(duì)于中粒度、大粒度煤料，本發(fā)明不適宜。本發(fā)明所述方法未見報(bào)道。本發(fā)明的第一目的在于提出一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法。本發(fā)明的第二目的在于提出一種以粉煤和粉焦混合物為原料的煤干餾方法。本發(fā)明的第三目的在于提出一種以粉煤和自產(chǎn)粉焦混合物為原料的煤干餾方法， 用于降低固體原料表觀氣化率(即表觀氣化強(qiáng)度)，同時(shí)擴(kuò)大了氣流通道面積，與單獨(dú)加工煤料相比，可以實(shí)現(xiàn)原料粉煤粒度的細(xì)小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法，其特征在于將與主料煤F粒度、密度高度接近的低氣化率固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL用作煤干餾過程原料。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，通常將與主料煤F粒度高度接近的焦炭用作固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL用作煤干餾過程原料，原料HL 中固體摻混料C重量含量通常為0. 1 0. 9、一般為0. 2 0. 8、較佳著為0. 3 0. 7。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，可以將自產(chǎn)炭產(chǎn)品ZCT用作固體摻混料C 與主料煤F混合均勻后用作煤干餾過程原料HL，原料HL中固體摻混料C重量含量為0. 1 0.9 ；所述內(nèi)熱式煤干餾過程流程為包括炭化爐和炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，炭化爐包括煤的炭化室和可能存在的燃料氣燃燒室；在炭化室內(nèi)，按照煤料的前進(jìn)路線，劃分為第一段即煤預(yù)熱段(或稱氣體冷卻段)、第二段即煤炭化段、第三段即炭冷卻段(或稱氣體預(yù)熱段)；在第三段區(qū)域，包含炭化室載熱組分的第一路氣體與二段過程料接觸換熱回收其熱量升溫后成為三段過程氣，三段過程料離開三段區(qū)域；在第二段區(qū)域，三段過程氣及存在的燃燒室煙氣，與一段過程料進(jìn)行氣固直接接觸發(fā)生炭化作用，二段過程料離開第二段區(qū)域進(jìn)入第三段區(qū)域，二段過程氣離開第二段區(qū)域進(jìn)入第一段區(qū)域；在第一段區(qū)域，二段過程氣與自外部加入的煤料接觸加熱煤料傳遞熱量冷卻并混入一段產(chǎn)生氣后成為一段產(chǎn)品氣 (粗煤氣)，煤料升溫后成為一段過程料進(jìn)入第二段區(qū)域；粗煤氣排出炭化爐；炭產(chǎn)品ZCT 排出炭化爐；在粗煤氣冷卻分離部分，冷卻并分離排出炭化爐的粗煤氣得到離環(huán)煤氣、煤焦油、含焦油污水；至少一部分基于粗煤氣的氣體物流返回炭化室用作炭化室載熱組分，構(gòu)成干餾部分炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，炭化爐內(nèi)氣相操作壓力PV通常大于 0. 20MPa (絕對(duì)壓力)、一般為0. 40 3. OMPa (絕對(duì)壓力)。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，炭化室煤炭化段操作溫度為500 900°C 或?yàn)?50 800°C或?yàn)?00 750°C或?yàn)?00 700°C。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件通常為在炭化室內(nèi)，所述煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，炭產(chǎn)品為半焦(即蘭炭)，煤炭化段操作溫度為550 850°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為150 450標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件一般為在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為 550 800°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為200 400標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件較佳者為在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為 600 700°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為250 350標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明內(nèi)熱式干餾爐氣體操作壓力可以高于常壓或遠(yuǎn)高于常壓，此時(shí)，本發(fā)明通常使用煤料加料料鎖系統(tǒng)、耐壓干餾爐、加壓燃燒室、炭料出爐料鎖系統(tǒng)、干式熄焦系統(tǒng)，炭化室內(nèi)部還可能布置循環(huán)載熱氣分布器、燃燒室煙氣分布器等設(shè)施。本發(fā)明炭化室所用煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，粒度為25 IOOmm或10 40mm 或3 15mm或1 5mm或0. 5 3mm。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF通常為0.3 4.0、一般為0. 5 2. 0、較佳者為0. 7 1.5。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求通常為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑Φ F之比Φ C/ Φ F為0. 3 4. 0 ；固體摻混料C粒徑由小到大分布為OCl OC2，OCl/OC2 ^ 0. 15 ；主料煤F粒徑由小到大分布為OFl OF2，OFl/OF彡0. 15。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求一般為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑Φ F之比Φ C/ Φ F為0. 5 2. 0 ；固體摻混料C粒徑由小到大分布為OCl OC2，OCl/OC2 ^ 0. 3 ；主料煤F粒徑由小到大分布為OFl OF2，彡0. 3。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求較佳為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 7 1.5;固體摻混料C粒徑由小到大分布為OCl OC2，OCl/OC2 ^ 0. 45 ；主料煤F粒徑由小到大分布為(DFl OF2，彡0. 45。本發(fā)明應(yīng)用范圍包括外熱式煤干餾過程、煤干餾過程為使用煤料推進(jìn)器的外熱式煤干餾過程或內(nèi)熱式煤干餾過程、氣固逆流接觸的內(nèi)熱式煤干餾過程、氣固并流式煤干餾過程。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述本發(fā)明。本發(fā)明所述的壓力，指的是絕對(duì)壓力。本發(fā)明所述的氣體組分濃度，未特別指明時(shí)，均為體積濃度。本文以中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院和湖北黃岡華興冶金窯爐有限責(zé)任公司的大型直立爐(60萬t/a直立爐)蘭炭裝置技術(shù)為例說明本發(fā)明對(duì)內(nèi)熱式蘭炭裝置的工藝改進(jìn)， 然而這并不能限定本發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明可以應(yīng)用于一切使用的煤干餾造氣過程，包括氣固逆流接觸的內(nèi)熱式煤干餾造氣過程、外熱式煤干餾造氣過程、使用煤料推進(jìn)器的煤干餾造氣過程、氣固并流式煤干餾造氣過程等。本段用于描述常規(guī)工藝的氣固逆流接觸的內(nèi)熱式煤干餾造氣部分(或稱之為“炭化過程和炭化爐載熱體循環(huán)部分”)的工藝流程。直立爐加熱用的煤氣是經(jīng)過煤氣凈化工段進(jìn)一步冷卻和凈化后的煤氣。直立爐加熱用的空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后供給，煤氣和空氣經(jīng)燒嘴混合，在水平火道內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣，通過在炭化室側(cè)墻面上均勻分布的進(jìn)氣孔進(jìn)入炭化室，利用高溫廢氣的熱量將煤料進(jìn)行炭化。燒嘴設(shè)上下兩層，加熱以下層為主，上層起安全作用。由備煤工段運(yùn)來的合格的裝爐煤首先裝入爐頂最上部的煤槽內(nèi)，再經(jīng)放煤旋塞和輔助煤箱裝入炭化室內(nèi)。連續(xù)向炭化室加煤。加入炭化室的塊煤自上而下移動(dòng)，與燃燒室送入炭化室的高溫氣體逆流接觸。炭化室的上部為預(yù)熱段，塊煤在此段被加熱到350 550°C左右；塊煤繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入炭化室中部的干餾段，塊煤通過此段被加熱到干餾溫度如550 900°C，并被炭化為蘭炭；蘭炭通過炭化室下部的冷卻段時(shí)，被通入此段載熱體循環(huán)煤氣冷卻到180 250°C成為溫炭，溫炭進(jìn)入熄炭段(熄焦段)被熄焦水冷卻到80°C左右，用刮板放焦機(jī)連續(xù)排出后，通過溜槽落到烘干機(jī)上。煤料在炭化過程中產(chǎn)生的煤氣、燃燒室進(jìn)入炭化室的高溫廢氣及冷卻焦炭時(shí)產(chǎn)生的煤氣的混合氣(粗煤氣)，經(jīng)上升管、橋管進(jìn)入集氣槽，150 200°C左右的混合氣(粗煤氣)在橋管和集氣槽內(nèi)經(jīng)循環(huán)氨水噴灑被冷卻至80 90°C后，沿吸煤氣管經(jīng)氣液分離器進(jìn)入洗滌塔；氨水由洗滌塔上部噴淋，下部帶有焦油的氨水進(jìn)入熱環(huán)水槽；煤氣由直冷洗滌塔下部進(jìn)入，上部排出進(jìn)入通常使用循環(huán)水的間接冷卻器；將煤氣由80°C冷卻到40 45°C。煤氣經(jīng)直、間冷卻器后進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓，經(jīng)電捕焦油器后作為凈化煤氣使用。在常規(guī)工藝中，部分粗煤氣直接送回直立爐燃燒室作為燃料，大量粗煤氣直接送回直立爐作為循環(huán)載熱氣使用。從氣液分離器及直冷洗滌塔出來的焦油氨水，自流入熱環(huán)水槽靜置分離焦油，焦油用泵送至焦油貯槽脫水，熱循環(huán)氨水用泵送至爐頂集氣管及直冷洗滌塔循環(huán)使用。從間接冷卻器出來的焦油氨水，自流入冷環(huán)水槽靜置分離焦油，焦油用泵送至焦油貯槽脫水，冷循環(huán)氨水用泵送至間冷器循環(huán)使用。從焦油貯槽脫水后的焦油(水分< 4%)送至焦油加工車間或裝車外運(yùn)。以下詳細(xì)描述本發(fā)明的特征部分。本發(fā)明一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法，其特征在于將與主料煤F粒度、密度高度接近的低氣化率固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL用作煤干餾過程原料。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，通常將與主料煤F粒度高度接近的焦炭用作固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL用作煤干餾過程原料，原料HL 中固體摻混料C重量含量通常為0. 1 0. 9、一般為0. 2 0. 8、較佳著為0. 3 0. 7。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，可以將自產(chǎn)炭產(chǎn)品ZCT用作固體摻混料C 與主料煤F混合均勻后用作煤干餾過程原料HL，原料HL中固體摻混料C重量含量為0. 1 0.9 ；所述內(nèi)熱式煤干餾過程流程為包括炭化爐和炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，炭化爐包括煤的炭化室和可能存在的燃料氣燃燒室；在炭化室內(nèi)，按照煤料的前進(jìn)路線，劃分為第一段即煤預(yù)熱段(或稱氣體冷卻段)、第二段即煤炭化段、第三段即炭冷卻段(或稱氣體預(yù)熱段)；在第三段區(qū)域，包含炭化室載熱組分的第一路氣體與二段過程料接觸換熱回收其熱量升溫后成為三段過程氣，三段過程料離開三段區(qū)域；在第二段區(qū)域，三段過程氣及存在的燃燒室煙氣，與一段過程料進(jìn)行氣固直接接觸發(fā)生炭化作用，二段過程料離開第二段區(qū)域進(jìn)入第三段區(qū)域，二段過程氣離開第二段區(qū)域進(jìn)入第一段區(qū)域；在第一段區(qū)域，二段過程氣與自外部加入的煤料接觸加熱煤料傳遞熱量冷卻并混入一段產(chǎn)生氣后成為一段產(chǎn)品氣 (粗煤氣)，煤料升溫后成為一段過程料進(jìn)入第二段區(qū)域；粗煤氣排出炭化爐；炭產(chǎn)品ZCT 排出炭化爐；在粗煤氣冷卻分離部分，冷卻并分離排出炭化爐的粗煤氣得到離環(huán)煤氣、煤焦油、含焦油污水；至少一部分基于粗煤氣的氣體物流返回炭化室用作炭化室載熱組分，構(gòu)成干餾部分炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，炭化爐內(nèi)氣相操作壓力PV通常大于 0. 20MPa (絕對(duì)壓力)、一般為0. 40 3. OMPa (絕對(duì)壓力)。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，炭化室煤炭化段操作溫度為500 900°C 或?yàn)?50 800°C或?yàn)?00 750°C或?yàn)?00 700°C。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件通常為在炭化室內(nèi)，所述煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，炭產(chǎn)品為半焦(即蘭炭)，煤炭化段操作溫度為550 850°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為150 450標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件一般為在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為 550 800°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為200 400標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明應(yīng)用于蘭炭生產(chǎn)時(shí)，操作條件較佳者為在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為 600 700°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為250 350標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。本發(fā)明內(nèi)熱式干餾爐氣體操作壓力可以高于常壓或遠(yuǎn)高于常壓，此時(shí)，本發(fā)明通常使用煤料加料料鎖系統(tǒng)、耐壓干餾爐、加壓燃燒室、炭料出爐料鎖系統(tǒng)、干式熄焦系統(tǒng)，炭化室內(nèi)部還可能布置循環(huán)載熱氣分布器、燃燒室煙氣分布器等設(shè)施。本發(fā)明炭化室所用煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，粒度為25 IOOmm或10 40mm 或3 15mm或1 5mm或0. 5 3mm。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF通常為0.3 4.0、一般為0. 5 2. 0、較佳者為0. 7 1.5。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求通常為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑Φ F之比Φ C/ Φ F為0. 3 4. 0 ；
固體摻混料C粒徑由小到大分布為Φα OC2，OCl/OC2 ^ 0. 15 ；主料煤F粒徑由小到大分布為(DFl OF2，OFl/OF彡0. 15。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求一般為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑Φ F之比Φ C/ Φ F為0. 5 2. 0 ；固體摻混料C粒徑由小到大分布為OCl OC2，OCl/OC2 ^ 0. 3 ；主料煤F粒徑由小到大分布為(DFl OF2，彡0. 3。本發(fā)明特別適合于內(nèi)熱式煤干餾過程，對(duì)固體原料粒徑的要求較佳為固體摻混料C平均粒徑Φ C與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 7 1.5;固體摻混料C粒徑由小到大分布為OCl OC2，OCl/OC2 ^ 0. 45 ；主料煤F粒徑由小到大分布為(DFl OF2，彡0. 45。本發(fā)明應(yīng)用范圍包括外熱式煤干餾過程、煤干餾過程為使用煤料推進(jìn)器的外熱式煤干餾過程或內(nèi)熱式煤干餾過程、氣固逆流接觸的內(nèi)熱式煤干餾過程、氣固并流式煤干餾過程。本發(fā)明煤料加料料鎖系統(tǒng)使用的煤料中轉(zhuǎn)倉VO通常設(shè)置進(jìn)料閥01、卸料閥02、通氣閥OKI、通氣閥0K2、通氣閥0K3。煤料中轉(zhuǎn)倉VO加煤料到達(dá)預(yù)期高度時(shí)停止加料，在煤料表面以上為常氣相空間、煤料表面以下為固相空間，通氣閥OKI、通氣閥0K2的接口通常位于常氣相空間區(qū)域，進(jìn)料閥01的接口通常位于常氣相空間上部，卸料閥02的接口通常位于固相空間底部，便于利用重力流動(dòng)。以下描述本發(fā)明煤料加料料鎖系統(tǒng)使用的煤料中轉(zhuǎn)倉VO的工作步驟①進(jìn)料前的煤氣置換步驟完成卸料步驟的煤料中轉(zhuǎn)倉VO含有可燃?xì)怏w(粗煤氣)，可以設(shè)置排氣步驟為置換煤料吸附的空氣創(chuàng)造條件。在卸料閥02、進(jìn)料閥01均處于關(guān)閉狀態(tài)下，打開通氣閥0K2向煤料中轉(zhuǎn)倉VO通入惰性氣(如CO2氣)，沖壓完成后關(guān)閉通氣閥0K2 ；然后打開通氣閥OKl使煤料中轉(zhuǎn)倉VO中氣體進(jìn)入安全排放點(diǎn)比如火炬或氣柜完成放氣降壓步驟，然后關(guān)閉通氣閥OKl ；上述步驟可以重復(fù)多次；然后打開進(jìn)料閥01將煤料卸入或等待加料，加料步驟結(jié)束后關(guān)閉加料閥01，等待后續(xù)動(dòng)作指令。②進(jìn)料后的空氣置換步驟完成加料步驟的煤料中轉(zhuǎn)倉VO含有煤料帶入的空氣成分，可以設(shè)置氣體置換步驟減少帶入干餾爐的氮?dú)狻鍤?、氧氣等的?shù)量。在卸料閥02、進(jìn)料閥01均處于關(guān)閉狀態(tài)下，打開氣體通氣閥0K2向煤料中轉(zhuǎn)倉VO通入置換氣(如CO2氣)， 沖壓完成后關(guān)閉通氣閥0K2 ；然后打開通氣閥0K3，將氣體排放至安全點(diǎn)比如特點(diǎn)大氣排放口完成置換放氣降壓步驟，置換步驟可以進(jìn)行多次，達(dá)到要求后，關(guān)閉氣體通氣閥0K3，等待后續(xù)動(dòng)作指令。③向炭化室卸料步驟煤料中轉(zhuǎn)倉V0，定期關(guān)閉進(jìn)料閥01，打開通氣閥0K2使置換氣氣體進(jìn)入煤料中轉(zhuǎn)倉VO完成升壓步驟，然后打開卸料閥02將煤料卸入干餾爐炭化室 LlOl上部，卸料步驟結(jié)束后關(guān)閉卸料閥02、關(guān)閉通氣閥0K2，等待后續(xù)動(dòng)作指令。正常工作過程中，任何時(shí)刻，閥01和閥02不能同時(shí)處于開通狀態(tài)。煤料中轉(zhuǎn)倉VO操作指標(biāo)包括料位、壓力、溫度等。炭料出爐料鎖系統(tǒng)、干式熄焦系統(tǒng)，請(qǐng)參閱本發(fā)明人提出的公開號(hào)為 201110086594. 9的一種煤制焦裝置干熄焦方法。本發(fā)明應(yīng)用于粉煤干餾時(shí)，炭化室內(nèi)部還可能布置循環(huán)載熱氣分布器、燃燒室煙氣分布器等設(shè)施。二者的結(jié)構(gòu)形式可以相同或不同。炭化室內(nèi)部布置的循環(huán)載熱氣分布器，位于固體料層底部，可以布置在與炭化爐內(nèi)固體物料行進(jìn)方向垂直的1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)布?xì)饨孛嫔?，每個(gè)布置布?xì)饨孛嫔峡梢栽O(shè)置多根平行管或環(huán)形管或多根附帶垂直布?xì)庵Ч艿钠叫泄芑蚨喔綆Т怪辈細(xì)庵Ч艿沫h(huán)形管。 上述布?xì)夤苌喜贾贸鰵饪祝鰵饪卓梢允侨我夥较虻?，但是布?xì)夤艹鰵饪椎耐扑]出氣方向是與固體物料行進(jìn)方向垂直或順向，不推薦的出氣方向是與固體物料行進(jìn)方向逆向。炭化室內(nèi)部布置的循環(huán)載熱氣分布器，可以布置在1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)布?xì)饨孛嫔希?每個(gè)布置布?xì)饨孛嫔显O(shè)置的布?xì)夤芡ǔ?gòu)成1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)獨(dú)立供氣單元，每個(gè)獨(dú)立供氣單元設(shè)置1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)循環(huán)載熱氣進(jìn)氣口。本發(fā)明涉及粉煤料和粉焦料的混合過程，使用的粉料混合器或混合機(jī)可以是任何一種使用的設(shè)備或系統(tǒng)。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于降低了煤料表觀氣化率。
權(quán)利要求
1.一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法，其特征在于將與主料煤 F粒度、密度高度接近的低氣化率固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL 用作煤干餾過程原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將與主料煤F粒度高度接近的焦炭用作固體摻混料C與主料煤F混合均勻后所得固體混合物HL用作煤干餾過程原料，原料HL中固體摻混料C重量含量為0. 1 0. 9 ；煤干餾過程為內(nèi)熱式煤干餾過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于煤干餾過程為內(nèi)熱式煤干餾過程，包括炭化爐和炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，炭化爐包括煤的炭化室和可能存在的燃料氣燃燒室；在炭化室內(nèi)，按照煤料的前進(jìn)路線，劃分為第一段即煤預(yù)熱段(或稱氣體冷卻段)、第二段即煤炭化段、第三段即炭冷卻段(或稱氣體預(yù)熱段)；在第三段區(qū)域，包含炭化室載熱組分的第一路氣體與二段過程料接觸換熱回收其熱量升溫后成為三段過程氣，三段過程料離開三段區(qū)域；在第二段區(qū)域，三段過程氣及存在的燃燒室煙氣，與一段過程料進(jìn)行氣固直接接觸發(fā)生炭化作用，二段過程料離開第二段區(qū)域進(jìn)入第三段區(qū)域，二段過程氣離開第二段區(qū)域進(jìn)入第一段區(qū)域；在第一段區(qū)域，二段過程氣與自外部加入的煤料接觸加熱煤料傳遞熱量冷卻并混入一段產(chǎn)生氣后成為一段產(chǎn)品氣 (粗煤氣)，煤料升溫后成為一段過程料進(jìn)入第二段區(qū)域；粗煤氣排出炭化爐；炭產(chǎn)品ZCT 排出炭化爐；在粗煤氣冷卻分離部分，冷卻并分離排出炭化爐的粗煤氣得到離環(huán)煤氣、煤焦油、含焦油污水；至少一部分基于粗煤氣的氣體物流返回炭化室用作炭化室載熱組分，構(gòu)成干餾部分炭化室載熱組分內(nèi)循環(huán)；將自產(chǎn)炭產(chǎn)品ZCT用作固體摻混料C與主料煤F混合均勻后用作煤干餾過程原料HL。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 原料HL中固體摻混料C重量含量為0. 2 0. 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 原料HL中固體摻混料C重量含量為0. 3 0. 7。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于 炭化爐內(nèi)氣相操作壓力PV大于0. 20MPa (絕對(duì)壓力)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于 炭化爐內(nèi)氣相操作壓力PV為0. 40 3. OMPa (絕對(duì)壓力)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于 炭化室煤炭化段操作溫度為500 900°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于 炭化室煤炭化段操作溫度為550 800°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于 炭化室煤炭化段操作溫度為600 750°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于 炭化室煤炭化段操作溫度為600 700°C。
12.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于在炭化室內(nèi)，所述煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，炭產(chǎn)品為半焦(即蘭炭)，煤炭化段操作溫度為550 850°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為150 450標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為550 800°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為200 400標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于在炭化室內(nèi)，煤炭化段操作溫度為600 700°C，循環(huán)載熱氣體積流率與煤料體積流率之比為250 350標(biāo)準(zhǔn)立方米/立方米。
15.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于使用煤料加料料鎖系統(tǒng)、耐壓干餾爐、加壓燃燒室、炭料出爐料鎖系統(tǒng)、干式熄焦系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法，其特征在于 在炭化室內(nèi)，所述煤料為不粘結(jié)煤或弱粘結(jié)煤，粒度為25 100mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 在炭化室內(nèi)，所述煤料粒度為10 40mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 在炭化室內(nèi)，所述煤料粒度為3 15mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 在炭化室內(nèi)，所述煤料粒度為1 5mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 在炭化室內(nèi)，所述煤料粒度為0. 5 3mm。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 3 4. 0。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 5 2. O。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 7 1.5。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 3 4. O ； 固體摻混料C粒徑由小到大分布為Φα OC2，OCl/OC2 ^ 0. 15 ； 主料煤F粒徑由小到大分布為OFl OF2，OFl/OF彡0. 15。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比OC/OF為0. 5 2. O ； 固體摻混料C粒徑由小到大分布為Φα OC2，OCl/OC2 ^ 0. 3 ； 主料煤F粒徑由小到大分布為OFl OF2，彡0. 3。
26.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于固體摻混料C平均粒徑OC與主料煤F平均粒徑OF之比(DC/OF為0. 7 1. 5 ； 固體摻混料C粒徑由小到大分布為Φα OC2，OCl/OC2 ^ 0. 45 ； 主料煤F粒徑由小到大分布為OFl OF2，彡0. 45。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煤干餾過程為外熱式煤干餾過程。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煤干餾過程為使用煤料推進(jìn)器的外熱式煤干餾過程或內(nèi)熱式煤干餾過程。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煤干餾過程為氣固逆流接觸的內(nèi)熱式煤干餾過程。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 煤干餾過程為氣固并流式煤干餾過程。
全文摘要
一種以主料煤和輔助固體料混合物為原料的煤干餾方法，用于降低固體原料表觀氣化率(即表觀氣化強(qiáng)度)，同時(shí)擴(kuò)大了氣流通道面積，與單獨(dú)加工煤料相比，可以加工粒度更加細(xì)小的煤料。輔助固體料可以是來自粉煤F干餾過程外部的或自產(chǎn)的粒度合適的焦炭。
文檔編號(hào)C10B47/18GK102533295SQ20121002547
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月28日
發(fā)明者何巨堂 申請(qǐng)人:何巨堂