半焦鈍化裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半焦鈍化裝置，其包括激冷盤(1)和精制塔(5)；精制塔(5)自上而下分為第一冷卻區(qū)(6)、第一反應(yīng)區(qū)(7)、第二冷卻區(qū)(8)、第二反應(yīng)區(qū)(9)和第三冷卻區(qū)(10)。本發(fā)明還提供了一種采用該裝置進行的半焦鈍化方法，包括：萃冷以使半焦溫度由降至90-105℃；半焦與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸被冷卻至40-70℃；對半焦噴水進行水合反應(yīng)，反應(yīng)后半焦溫度為45-75℃，水分含量為3％-9％；半焦與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸被冷卻至40-60℃，水分含量為3％-9％；通入溫度為40-70℃、含氧量為6％-20％、相對濕度為70％-90％空氣，半焦停留時間5-30h，空氣通入速度0.2-10m3/s，半焦被鈍化；半焦與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸被冷卻至30-50℃，水分含量為5-10％。
【專利說明】半焦鈍化裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半焦精制的裝置和方法，具體地，本發(fā)明涉及半焦鈍化的裝置和方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]中國煤炭儲量占全球煤炭資源的12%，我國低階煤蘊藏量占煤炭儲量的50%左右，產(chǎn)量占目前總量的30%，在地域分布上，儲量大部分集中在內(nèi)蒙古、陜西、新疆、甘肅、山西、寧夏六個省(區(qū))。按中國煤的形成時代看，以侏羅紀煤儲量最大，約占全國已探明保有儲量的45%左右，由這一時代形成的煤除極少數(shù)無煙煤以外，其余大多數(shù)為褐煤、長焰煤、不粘煤和弱粘煤等低階煤。褐煤是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤，一種介于泥炭與浙青煤之間的棕黑色、無光澤的低級煤，其富含揮發(fā)分，易于燃燒并冒煙。世界褐煤資源量約占世界煤炭資源總量的1/3，而我國褐煤儲量也占全國煤炭總儲量的1/8以上，主要分布在內(nèi)蒙古東部、云南東部、東北和華南也有少量。褐煤由于具有高水分、高揮發(fā)分、低熱值和極易自然的特點，因而不適于長期儲存和長距離運輸，長期被視作一種劣質(zhì)煤炭資源。目前，褐煤僅用作坑口電廠燃料和坑口氣化原料，這限制了褐煤資源的合理開發(fā)利用。目前，很多企業(yè)都已經(jīng)建成了低階煤的提質(zhì)裝備，但是由于其熱解產(chǎn)品半焦的活性非常高，在空氣中容易自燃，因而給半焦的儲運帶來了極大的不便。
[0003]美國專利US5711769A公開了一種活性煤焦的鈍化工藝，該工藝除去了半焦的揮發(fā)分，使半焦結(jié)構(gòu)更加緊密，并通過控制局部壓力來使氧化反應(yīng)向有利方向進行，從而實現(xiàn)半焦的鈍化。
[0004]美國專利US5863304A公開了一種鈍化低階煤的系統(tǒng)和工藝，其采用與空氣或氧氣反應(yīng)，并且增加低階煤中 水的含量，來達到鈍化低階煤的目的。
[0005]美國專利US3985516A公開了一種煤干燥與鈍化工藝，先將煤進行干燥，然后在流化床中形成表面烴類的涂層，這種涂層可以防止水分流失和干燥煤再進行吸水，從而防止運輸過程中的自燃。
[0006]美國專利US5601692A公開了一種處理不粘煤生產(chǎn)鈍化焦的工藝，先將煤進行干燥處理，形成干煤炭，然后升溫進行熱解，除去揮發(fā)性物質(zhì)，再將煤進行氧化處理，最后進行水合反應(yīng)，形成表面鈍化層，從而有效防止了其在運輸過程中的自燃。
[0007]美國專利US4396394A公開了一種用于低階煤減少自然趨勢生產(chǎn)干燥煤燃料的方法，先將低階煤進行干燥，然后在100°c左右的條件下，在降溫過程中，與一種激活體混合，在表面形成鈍化，從而防止其自燃。
[0008]國際專利W02007/048198公開了一種用于鈍化碳質(zhì)材料的工藝、系統(tǒng)和設(shè)備，其原理為:在低氧條件下對碳質(zhì)材料進行逆流干燥，其揮發(fā)性物質(zhì)從其縫隙溢出，而水和氧氣通過逆流接觸進入其縫隙和表面，發(fā)生水合反應(yīng)和氧化反應(yīng)，在其縫隙和表面形成鈍化層，防止自燃反應(yīng)的發(fā)生。
[0009]美國專利US4828575A公開了一種干燥低階煤與自燃阻燃的工藝，其利用煤在水乳液和有機物質(zhì)混合，發(fā)生重組反應(yīng)，抑制其發(fā)生氧化反應(yīng)，使其鈍化，達到防止自燃的目的。
[0010]雖然國內(nèi)外對半焦鈍化的方法與裝置已經(jīng)進行了大量研究，但是，總體來看，現(xiàn)有的半焦鈍化工藝存在如下缺點:半焦鈍化的設(shè)備占用面積大；半焦鈍化的工藝無法用于大型工業(yè)化生產(chǎn)，其耗能大、經(jīng)濟性差，且過程繁瑣、操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半焦鈍化裝置，并提供了一種使用該半焦鈍化裝置對半焦進行鈍化的方法。
[0012]一方面，本發(fā)明提供了一種半焦鈍化裝置，該裝置包括激冷盤I和精制塔5 ;其中，精制塔5自上而下分為第一冷卻區(qū)6、第一反應(yīng)區(qū)7、第二冷卻區(qū)8、第二反應(yīng)區(qū)9和第三冷卻區(qū)10。
[0013]前述的半焦鈍化裝置，所述第一冷卻區(qū)6、第二冷卻區(qū)8和第三冷卻區(qū)10分別設(shè)有循環(huán)冷卻裝置。
[0014]前述的半焦鈍化裝置，所述第一反應(yīng)區(qū)7設(shè)有加水裝置。
[0015]前述 的半焦鈍化裝置，所述第二反應(yīng)區(qū)9的鈍化反應(yīng)氣出口與循環(huán)風機13的一端相連，循環(huán)風機13的另一端依次連接換熱器14、加濕器15、所述第二反應(yīng)區(qū)9的鈍化反應(yīng)氣入口。
[0016]前述的半焦鈍化裝置，所述第二反應(yīng)區(qū)9與尾氣除塵器11相連，尾氣除塵器11上還連接有風機12。
[0017]前述的半焦鈍化裝置，所述尾氣除塵器11設(shè)有加水裝置。
[0018]前述的半焦鈍化裝置，所述激冷盤I與所述精制塔5之間依次設(shè)有第一刮板機2、斗提機3和第二刮板機4。
[0019]前述的半焦鈍化裝置，所述第三冷卻區(qū)10底部設(shè)有卸料器。
[0020]另一方面，本發(fā)明提供了一種半焦鈍化方法，該方法包括如下步驟:
[0021](I)淬冷:半焦進入激冷盤1，在激冷盤I中，采用常溫水對半焦噴淋以進行淬冷處理，半焦的溫度由350-850°C降至90-105°C，在淬冷過程中，半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)；
[0022](2)預(yù)冷:淬冷后的半焦進入精制塔5的第一冷卻區(qū)6，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第一冷卻區(qū)6中，半焦被冷卻至40-70°C ；
[0023](3)水合:預(yù)冷后的半焦進入精制塔5的第一反應(yīng)區(qū)7，第一反應(yīng)區(qū)7中設(shè)置的加水裝置對半焦噴水以進行水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為45-75°C，水分含量為3% -9% (重量)；
[0024](4)冷卻:水合后的半焦進入精制塔5的第二冷卻區(qū)8，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第二冷卻區(qū)8中，半焦被冷卻至40-60°C，水分含量為3%-9% (重量)；
[0025](5)低溫鈍化:冷卻后的半焦進入精制塔5的第二反應(yīng)區(qū)9，從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為40-70°C、含氧量為6% -20% (體積)、相對濕度為70% -90%(體積)的空氣，半焦在第二反應(yīng)區(qū)9內(nèi)的停留時間為5-30h，空氣的通入速度為0.2-1Om3/S，以使半焦發(fā)生氧化反應(yīng),從而使半焦鈍化；
[0026](6)再冷卻:鈍化后的半焦進入精制塔5的第三冷卻區(qū)10，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第三冷卻區(qū)10中，半焦被冷卻至30-50°C，水分含量為5-10% (重量)。
[0027]前述的半焦鈍化方法，所述循環(huán)冷卻介質(zhì)為循環(huán)冷卻水。
[0028]前述的半焦鈍化方法，低溫鈍化步驟中，從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為45-65°C、含氧量為6% -20% (體積)、相對濕度為70% -90% (體積)的空氣。
[0029]前述的半焦鈍化方法，低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的5-40% (體積)進入尾氣除塵器11，產(chǎn)生泥漿和尾氣，泥漿通過尾氣除塵器11排出，尾氣經(jīng)過風機12排放；低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的60-95% (體積)被補入空氣，然后經(jīng)過循環(huán)風機13，并通過換熱器14和加濕器15而使其溫度達到45-65°C，相對濕度達到70% -90% (體積)，之后重新進入第二反應(yīng)區(qū)9。
[0030]前述的半焦鈍化方法，被補入的空氣的體積與進入尾氣除塵器11的反應(yīng)氣的體積相等。
[0031]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有如下有益效果: [0032]1.本發(fā)明的半焦鈍化裝置采用塔式結(jié)構(gòu)，從而解決了設(shè)備占用面積較大的問題；
[0033]2.本發(fā)明的半焦鈍化方法工藝簡單、操作方便，適用于大型工業(yè)化生產(chǎn)；
[0034]3.本發(fā)明的半焦鈍化方法采用水和空氣作為鈍化原料，耗資耗能少，經(jīng)濟性好；
[0035]4.本發(fā)明的半焦鈍化方法安全環(huán)保，鈍化過程中產(chǎn)生的尾氣通過風機處理去除有毒氣體后才排至大氣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明的半焦鈍化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖中各編號分別表示為:
[0038]I激冷盤
[0039]2第一刮板機
[0040]3斗提機
[0041]4第二刮板機
[0042]5精制塔
[0043]6第一冷卻區(qū)
[0044]7第一反應(yīng)區(qū)
[0045]8第二冷卻區(qū)
[0046]9第二反應(yīng)區(qū)
[0047]10第三冷卻區(qū)
[0048]11尾氣除塵器
[0049]12風機
[0050]13循環(huán)風機
[0051]14換熱器
[0052]15加濕器
【具體實施方式】
[0053]為了充分了解本發(fā)明的目的、特征和功效，現(xiàn)通過下述【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明并不僅限于此。本發(fā)明的裝置和工藝方法除下述內(nèi)容外，其余均采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法或裝置。
[0054]本發(fā)明主要是提供開發(fā)了一種塔式的半焦鈍化裝置以及采用該裝置的半焦鈍化方法，通過激冷盤的萃冷將半焦溫度初步降低，通過刮板機和斗提機送至精制塔，塔的結(jié)構(gòu)是對反應(yīng)區(qū)域進行分割并逐級發(fā)生反應(yīng)，最后達到鈍化目的。其過程中產(chǎn)生的尾氣通過風機進行處理，去除有害成分后排至大氣。
[0055]本發(fā)明的方法和裝置適用于任何種類的高溫半焦，且特別是針對溫度為350-850°C的高溫半焦，其可以通過低階煤低溫干餾(任意種類干餾技術(shù))而獲得。
[0056]一方面，本發(fā)明提供了一種塔式半焦鈍化裝置，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的裝置進行詳細描述。 [0057]如圖1所示，本發(fā)明的半焦鈍化裝置包括激冷盤I和精制塔5。激冷盤I是密封轉(zhuǎn)底爐。精制塔5自上而下依次分為第一冷卻區(qū)6、第一反應(yīng)區(qū)7、第二冷卻區(qū)8、第二反應(yīng)區(qū)9和第三冷卻區(qū)10。第一冷卻區(qū)6、第二冷卻區(qū)8和第三冷卻區(qū)10中分別設(shè)有循環(huán)冷卻裝置，例如，循環(huán)冷卻盤管，其中充入循環(huán)冷卻介質(zhì)，例如，循環(huán)冷卻水。當半焦進入各個冷卻區(qū)時，通過與循環(huán)冷卻裝置接觸從而與其內(nèi)部的循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸。
[0058]激冷盤I和精制塔5之間通過刮板機和斗提機進行銜接，從而實現(xiàn)將半焦由激冷盤I運至精制塔5。在一種【具體實施方式】中，激冷盤I和精制塔5之間依次設(shè)有第一刮板機
2、斗提機3和第二刮板機4。
[0059]精制塔5的第一反應(yīng)區(qū)7為水合反應(yīng)區(qū)，半焦在該區(qū)內(nèi)與水發(fā)生水合反應(yīng)，第一反應(yīng)區(qū)7的上部設(shè)有加水裝置，例如，加水噴頭。精制塔5的第二反應(yīng)區(qū)9為鈍化反應(yīng)區(qū)，水合后的半焦在該區(qū)內(nèi)與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，在表面形成鈍化層，從而被鈍化。第二反應(yīng)區(qū)9設(shè)有鈍化反應(yīng)氣入口和鈍化反應(yīng)氣出口。
[0060]在一種【具體實施方式】中,第二反應(yīng)區(qū)9的鈍化反應(yīng)氣出口與循環(huán)風機13的一端相連。循環(huán)風機13的另一端依次連接換熱器14、加濕器15、第二反應(yīng)區(qū)9的鈍化反應(yīng)氣入口，通過這種結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)鈍化反應(yīng)氣的循環(huán)利用。
[0061]在另一種【具體實施方式】中，第二反應(yīng)區(qū)9還與尾氣除塵器11相連，尾氣除塵器11主要用于對鈍化反應(yīng)后排出的尾氣進行處理。尾氣除塵器11上還連接有風機12，其主要為尾氣除塵器11提供動力，以便尾氣除塵器11能夠?qū)⑩g化反應(yīng)后排出的尾氣吸入其中。
[0062]精制塔5的第三冷卻區(qū)10的底部設(shè)有卸料器，主要用于將鈍化及冷卻處理完畢后的成品半焦排出。
[0063]另一方面，本發(fā)明還提供了一種半焦鈍化方法。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工藝過程進行描述。
[0064]如圖1所示，經(jīng)過干餾產(chǎn)生的高溫半焦(350_850°C )被送入激冷盤1，在激冷盤I中通過噴淋常溫水進行冷卻從而進行淬冷，以便將半焦的溫度降至90-105°C，在淬冷過程中，通過控制溫度而將半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)。
[0065]淬冷后，半焦由刮板機和斗提機送入精制塔5中。在一種【具體實施方式】中，淬冷后的半焦由第一刮板機2輸送，進入斗提機3，再由斗提機3輸送至精制塔5的塔頂，然后再由與斗提機3頂部連接的第二刮板機4送至精制塔5，由精制塔5頂部進入，通過卸料器進入第一冷卻區(qū)6。[0066]在第一冷卻區(qū)6中，對半焦進行預(yù)冷。半焦通過與循環(huán)冷卻裝置接觸從而與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，從而被冷卻至40-70°C，其水分含量為I % -10% (重量)。預(yù)冷后的半焦進入第一反應(yīng)區(qū)7，第一反應(yīng)區(qū)7中設(shè)置的加水裝置對半焦均勻噴水，從而使半焦發(fā)生水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為45-75°C，水分含量為3%-9% (重量)。本發(fā)明中，水合反應(yīng)是指通過向半焦噴水而使半焦的內(nèi)水增加至飽和。
[0067]水合后的半焦進入第二冷卻區(qū)8進行冷卻，半焦通過與循環(huán)冷卻裝置接觸從而與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第二冷卻區(qū)8中，半焦被冷卻至40-60°C，水分含量為3% -9%(重量)。冷卻后的半焦進入第二反應(yīng)區(qū)9，從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為40-70°C、含氧量為6% -20% (體積)、相對濕度(空氣中含有的水分含量)為70% -90%(體積)的空氣，從而使半焦與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面形成鈍化層，在此過程中，水合反應(yīng)仍在緩慢進行。鈍化反應(yīng)后，反應(yīng)氣由鈍化反應(yīng)氣出口排出。鈍化后的半焦進入第三冷卻區(qū)10再次被冷卻，繼續(xù)與循環(huán)冷卻裝置接觸從而與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第三冷卻區(qū)10中，半焦被冷卻至30-50°C，優(yōu)選30-40°C，其水分含量5%-10% (重量)。再冷卻后的成品半焦由第三冷卻區(qū)10底部的卸料器排出。
[0068]在一 種【具體實施方式】中，低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的5-40% (體積)被吸入尾氣除塵器11中，尾氣除塵器11中設(shè)置的加水裝置向其中均勻噴水從而產(chǎn)生泥漿和尾氣，泥漿通過尾氣除塵器11直接排出，尾氣經(jīng)過風機12排放；除被吸入尾氣除塵器11中的反應(yīng)氣之外，低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的其余部分被補入空氣，然后經(jīng)過循環(huán)風機13，并通過換熱器14和加濕器15而使其溫度達到45-65°C，相對濕度達到70% -90% (體積)，之后重新進入第二反應(yīng)區(qū)9，這樣就實現(xiàn)了鈍化反應(yīng)氣的循環(huán)利用。優(yōu)選地，被補入的空氣的體積與進入尾氣除塵器11的反應(yīng)氣的體積相等。
[0069]原煤經(jīng)干餾產(chǎn)生的半焦仍帶有部分活性官能團，如帶有不飽和雙鍵、羰基、羧基等，這些活性官能團，在低溫有氧的條件下會生成過氧化合物，這種過氧化合物是種相對穩(wěn)定的化合物，即其在低溫，如室溫狀態(tài)下，會保持穩(wěn)定，但隨著溫度的升高，這種過氧化合物會進一步分裂，生成CO，甲醛和自由基如苯基自由基，并放出熱量。自由基是種非常活潑的基團，會輕易引發(fā)自由基連鎖反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)越劇烈，反應(yīng)放熱速率就越快，特別是半焦從空氣中吸收水分與氧氣反應(yīng)同時進行時，會更加促進半焦與氧氣的反應(yīng)。當反應(yīng)放熱速率高于散熱速率時，半焦表面的溫度就會升高，當溫度達到半焦著火點后就會引發(fā)自燃。本發(fā)明通過逐級反應(yīng)，控制半焦在有氧環(huán)境中的弱氧化速率，并將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量及時帶走，從而始終保持半焦處于低溫狀態(tài)，當半焦表面的活潑官能團都形成了相對穩(wěn)定的過氧化合物后，其就不再與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)了，不會放熱，這樣就達到了鈍化目的。
[0070]實施例
[0071]實施例1
[0072]經(jīng)過干餾產(chǎn)生的溫度為350°C的半焦被送入激冷盤1，在激冷盤I中直接噴水冷卻進行淬冷，使半焦的溫度降至90°C，在淬冷過程中，半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)。
[0073]淬冷后，半焦由刮板機和斗提機送入精制塔5中。淬冷后的半焦由第一刮板機2輸送，進入斗提機3，再由斗提機3輸送至精制塔5的塔頂，然后再由與斗提機3頂部連接的第二刮板機4送至精制塔5，由精制塔5頂部進入，通過卸料器進入第一冷卻區(qū)6。第一冷卻區(qū)6中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。半焦在第一冷卻區(qū)6中被冷卻至40°C,其水分含量為1% (重量)。
[0074]預(yù)冷后的半焦進入第一反應(yīng)區(qū)7，第一反應(yīng)區(qū)7上部設(shè)置的加水噴頭對半焦均勻噴水，從而使半焦發(fā)生水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為45°C，水分含量為3% (重量)。
[0075]水合后的半焦進入第二冷卻區(qū)8進行冷卻，第二冷卻區(qū)8中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第二冷卻區(qū)8中，半焦被冷卻至40°C，水分含量為3% (重量)。
[0076]冷卻后的半焦進入第二反應(yīng)區(qū)9，以0.2m3/s的速度從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為40°C、含氧量為6% (體積)、相對濕度為70% (體積)的空氣，半焦在第二反應(yīng)區(qū)9內(nèi)的停留時間為30h，從而使半焦與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面形成鈍化層。
[0077]鈍化后的半焦進入第三冷卻區(qū)10再次被冷卻，第三冷卻區(qū)10中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第三冷卻區(qū)10中，半焦被冷卻至30°C，其水分含量5% (重量)。再冷卻后的成品半焦由第三冷卻區(qū)10底部的卸料器排出，從而得到成品半焦1#。
[0078]實施例2
[0079]經(jīng)過干餾產(chǎn)生的溫度為850°C的半焦被送入激冷盤1，在激冷盤I中直接噴水冷卻進行淬冷，使半焦的溫度降至105°C，在淬冷過程中，半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)。
[0080]淬冷后，半焦由刮板機和斗提機送入精制塔5中。淬冷后的半焦由第一刮板機2輸送，進入斗提機3，再由 斗提機3輸送至精制塔5的塔頂，然后再由與斗提機3頂部連接的第二刮板機4送至精制塔5，由精制塔5頂部進入，通過卸料器進入第一冷卻區(qū)6。第一冷卻區(qū)6中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。半焦在第一冷卻區(qū)6中被冷卻至70°C，其水分含量為10% (重量)。
[0081]預(yù)冷后的半焦進入第一反應(yīng)區(qū)7，第一反應(yīng)區(qū)7上部設(shè)置的加水噴頭對半焦均勻噴水，從而使半焦發(fā)生水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為75V，水分含量為9% (重量)。
[0082]水合后的半焦進入第二冷卻區(qū)8進行冷卻，第二冷卻區(qū)8中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第二冷卻區(qū)8中，半焦被冷卻至60°C，水分含量為9% (重量)。
[0083]冷卻后的半焦進入第二反應(yīng)區(qū)9，以7m3/s的速度從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為55°C、含氧量為17% (體積)、相對濕度為80% (體積)的空氣，半焦在第二反應(yīng)區(qū)9內(nèi)的停留時間為16h，從而使半焦與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面形成鈍化層。鈍化后的反應(yīng)氣從鈍化反應(yīng)氣出口排出，一部分被吸入尾氣除塵器11中，尾氣除塵器11中設(shè)置的加水裝置向其中均勻噴水從而產(chǎn)生泥漿和尾氣，泥漿通過尾氣除塵器11直接排出，尾氣經(jīng)過風機12排放；其余部分被補入與吸入尾氣除塵器11的氣體等體積的空氣，然后經(jīng)過循環(huán)風機13，并通過換熱器14和加濕器15而使其溫度達到45-65 °C，相對濕度達到70% -90%(體積)，之后重新進入第二反應(yīng)區(qū)9，從而實現(xiàn)了鈍化反應(yīng)氣的循環(huán)利用。
[0084]鈍化后的半焦進入第三冷卻區(qū)10再次被冷卻，第三冷卻區(qū)10中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第三冷卻區(qū)10中，半焦被冷卻至50°C，其水分含量10% (重量)。再冷卻后的成品半焦由第三冷卻區(qū)10底部的卸料器排出，從而得到成品半焦2#。
[0085]實施例3
[0086]經(jīng)過干餾產(chǎn)生的溫度為650°C的半焦被送入激冷盤1，在激冷盤I中直接噴水冷卻進行淬冷，使半焦的溫度降至100°c，在淬冷過程中，半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)。
[0087]淬冷后，半焦由刮板機和斗提機送入精制塔5中。淬冷后的半焦由第一刮板機2輸送，進入斗提機3，再由斗提機3輸送至精制塔5的塔頂，然后再由與斗提機3頂部連接的第二刮板機4送至精制塔5，由精制塔5頂部進入，通過卸料器進入第一冷卻區(qū)6。第一冷卻區(qū)6中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。半焦在第一冷卻區(qū)6中被冷卻至55 °C，其水分含量為6.5% (重量)。
[0088]預(yù)冷后的半焦進入第一反應(yīng)區(qū)7，第一反應(yīng)區(qū)7上部設(shè)置的加水噴頭對半焦均勻噴水，從而使半焦發(fā)生水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為55°C，水分含量為7% (重量)。
[0089]水合后的半焦進入第二冷卻區(qū)8進行冷卻，第二冷卻區(qū)8中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第二冷卻區(qū)8中，半焦被冷卻至40°C，水分含量為3% (重量)。
[0090]冷卻后的半焦進入第二反應(yīng)區(qū)9,以10m3/s的速度從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)9通入溫度為70°C、含氧量為20% (體積)、相對濕度為90% (體積)的空氣，半焦在第二反應(yīng)區(qū)9內(nèi)的停留時間為5h，從而使半焦與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面形成鈍化層。
[0091]鈍化后的半焦進入第三冷卻區(qū)10再次被冷卻，第三冷卻區(qū)10中設(shè)有循環(huán)冷卻盤管，其中充入了循環(huán)冷卻水。在第三冷卻區(qū)10中，半焦被冷卻至40°C，其水分含量7% (重量)。再冷卻后的成品半焦由第三冷卻區(qū)10底部的卸料器排出，從而得到成品半焦3#。
[0092]性能評價
[0093]使經(jīng)過干餾產(chǎn)生的高溫半焦自然冷卻至室溫，然后置于倉庫內(nèi)，IOh內(nèi)出現(xiàn)局部自燃現(xiàn)象。
[0094]將上述實施例1-3中得到的成品半焦1#_3#置于倉庫內(nèi)，3個月均未出現(xiàn)自燃悶燒現(xiàn)象，這說明已經(jīng)達到了半焦鈍化的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種半焦鈍化裝置，其特征在于，該裝置包括激冷盤(I)和精制塔(5)； 其中，精制塔(5)自上而下分為第一冷卻區(qū)(6)、第一反應(yīng)區(qū)(7)、第二冷卻區(qū)(8)、第二反應(yīng)區(qū)(9)和第三冷卻區(qū)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)(6)、第二冷卻區(qū)(8)和第三冷卻區(qū)(10)分別設(shè)有循環(huán)冷卻裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)區(qū)(7)設(shè)有加水裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述第二反應(yīng)區(qū)(9)的鈍化反應(yīng)氣出口與循環(huán)風機(13)的一端相連，循環(huán)風機(13)的另一端依次連接換熱器(14)、加濕器(15)、所述第二反應(yīng)區(qū)(9)的鈍化反應(yīng)氣入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述第二反應(yīng)區(qū)(9)與尾氣除塵器(11)相連，尾氣除塵器(11)上還連接有風機(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述尾氣除塵器(11)設(shè)有加水 裝直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述激冷盤(I)與所述精制塔(5)之間依次設(shè)有第一刮板機(2)、斗提機(3)和第二刮板機(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的半焦鈍化裝置，其特征在于，所述第三冷卻區(qū)(10)底部設(shè)有卸料器。
9.一種半焦鈍化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)淬冷:半焦進入激冷盤(I)，在激冷盤(I)中，采用常溫水對半焦噴淋以進行淬冷處理，半焦的溫度由350-850°C降至90-105°C，在淬冷過程中，半焦的水分含量控制在2% (重量)以內(nèi)； (2)預(yù)冷:淬冷后的半焦進入精制塔(5)的第一冷卻區(qū)(6)，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第一冷卻區(qū)(6)中，半焦被冷卻至40-70°C ； (3)水合:預(yù)冷后的半焦進入精制塔(5)的第一反應(yīng)區(qū)(7)，第一反應(yīng)區(qū)(7)中設(shè)置的加水裝置對半焦噴水以進行水合反應(yīng)，水合反應(yīng)后，半焦的溫度為45-75°C，水分含量為3% -9% (重量)； (4)冷卻:水合后的半焦進入精制塔(5)的第二冷卻區(qū)(8)，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第二冷卻區(qū)(8)中，半焦被冷卻至40-60°C，水分含量為3%-9% (重量)； (5)低溫鈍化:冷卻后的半焦進入精制塔(5)的第二反應(yīng)區(qū)(9)，從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)(9)通入溫度為40-70°C、含氧量為6% -20% (體積)、相對濕度為70% -90%(體積)的空氣，半焦在第二反應(yīng)區(qū)(9)內(nèi)的停留時間為5-30h，空氣的通入速度為0.2-10m3/s,以使半焦發(fā)生氧化反應(yīng),從而使半焦鈍化； (6)再冷卻:鈍化后的半焦進入精制塔(5)的第三冷卻區(qū)(10)，與循環(huán)冷卻介質(zhì)間接接觸，在第三冷卻區(qū)(10)中，半焦被冷卻至30-50°C，水分含量為5-10% (重量)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半焦鈍化方法，其特征在于，所述循環(huán)冷卻介質(zhì)為循環(huán)冷卻水。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的半焦鈍化方法，其特征在于，低溫鈍化步驟中，從鈍化反應(yīng)氣入口向第二反應(yīng)區(qū)(9)通入溫度為45-65°C、含氧量為6% -20% (體積)、相對濕度為70% -90% (體積)的空氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11任一項所述的半焦鈍化方法，其特征在于，低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的5-40% (體積)進入尾氣除塵器(11)，產(chǎn)生泥漿和尾氣，泥漿通過尾氣除塵器(11)排出，尾氣經(jīng)過風機(12)排放；低溫鈍化之后得到的反應(yīng)氣的60-95% (體積)被補入空氣，然后經(jīng)過循環(huán)風機(13)，并通過換熱器(14)和加濕器(15)而使其溫度達到45-65°C，相對濕度達到70% -90% (體積)，之后重新進入第二反應(yīng)區(qū)(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半焦鈍化方法，其特征在于，被補入的空氣的體積與進入尾氣除塵器(11) 的反應(yīng)氣的體積相等。
【文檔編號】C10L9/06GK103980975SQ201410233920
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】劉云輝, 尹石秋, 何曙光, 周德平, 郭金成 申請人:湖南華銀能源技術(shù)有限公司