一種粉煤制備型煤的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種粉煤制備型煤的裝置，該裝置包括超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機，其中，超聲波反應(yīng)器用于在超聲狀態(tài)下堿洗粉煤；混料機用于均勻混合堿洗后的煤與粘結(jié)劑；成型機用于煤的成型；超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機依序從前到后設(shè)置。通過本實用新型的技術(shù)方案進行粉煤制備型煤，降低了粉煤的高灰熔點，使其形成的型煤能適合固定床液態(tài)排渣氣化技術(shù)對原料的要求。
【專利說明】
一種粉煤制備型煤的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型主要涉及一種制備型煤的裝置，尤其涉及一種粉煤制備型煤的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤氣化工藝是煤化工領(lǐng)域的"龍頭"技術(shù)，也是煤化工的基礎(chǔ)。煤氣化工藝是生產(chǎn) 合成氣產(chǎn)品的主要途徑之一，通過氣化過程將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的合成氣，同時副產(chǎn)蒸 汽、焦油(個別氣化技術(shù)）、灰渣等產(chǎn)品。煤氣化技術(shù)若按爐型分，主要有固定床、流化床、氣 流床三種。固定床加壓液態(tài)排渣氣化技術(shù)具有投資少、建設(shè)周期短、見效快等優(yōu)點，主要用 于合成氨、合成甲醇、合成天然氣或城市煤氣。但此技術(shù)對原料物性要求較高，要求物料成 塊狀、灰熔點低及其它特性如具有較高的抗壓強度、抗碎強度和較高的熱穩(wěn)定性等。由于對 氣化物料的嚴(yán)苛要求，限制了該技術(shù)的發(fā)展，所以找到一種改變原料物性的方法以使其適 合固定床加壓液體排渣氣化是十分必要的。
[0003] 隨著機械化采煤技術(shù)的普及，塊煤率降低，粉煤率高達40-60%以上，致使塊煤供 不應(yīng)求，粉煤大量積壓，造成了粉煤資源的浪費和礦區(qū)的環(huán)境污染，制約著礦區(qū)的正常生產(chǎn) 與發(fā)展，影響了煤礦的社會效益和經(jīng)濟效益。粉煤成型是解決塊煤供不應(yīng)求、粉煤大量積壓 矛盾的有效途徑。
[0004] 煤炭的灰熔點與煤灰的成分有直接的關(guān)系，煤灰中的酸性組分包括:Si02、Al203、 Ti〇2,堿性組分包括收2〇3辦0、1%0、1(2〇指2〇。其中酸性組分含量的增加會使煤炭的灰熔點 提高，而堿性組分的增加會使煤的灰熔點降低。煤灰中的礦物質(zhì)對氣化有一定的催化作用， 并且起到催化作用的主要是堿金屬和堿土金屬，其中堿金屬和堿土金屬都屬于堿性氧化 物，會降低煤炭的灰熔點。
[0005] 所以對于一種高灰熔點、低反應(yīng)活性煤的處理主要是通過改變煤炭的灰成分，即 提高煤灰中堿性組分，尤其是堿金屬和堿土金屬的含量，降低煤灰中酸性組分含量。
[0006] 而改變煤的灰熔性主要通過改變煤灰成分的方法，其中根據(jù)煤灰組成，選擇互補 性的煤樣進行混配是目前采用的主要手段。
[0007]因此，針對上述方法存在的不足，有必要發(fā)明一種粉煤制備型煤的裝置，可通過利 用該裝置調(diào)節(jié)煤灰成分，降低煤灰熔點，以解決高灰熔點粉煤難適應(yīng)固定床液態(tài)排渣的問 題。 【實用新型內(nèi)容】
[0008] 針對上述問題，本實用新型旨在提供一種粉煤制備型煤的裝置，以降低煤灰熔點， 解決高灰熔點粉煤難適應(yīng)固定床液態(tài)排渣技術(shù)對型煤原料要求的問題。
[0009] 本實用新型提供粉煤制備型煤的裝置包括超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機，其中，
[0010] 所述超聲波反應(yīng)器用于在超聲狀態(tài)下堿洗粉煤；
[0011] 所述混料機用于均勻混合堿洗后的煤與粘結(jié)劑；
[0012] 所述成型機用于煤的成型；
[0013] 所述超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機依序從前到后設(shè)置。
[0014] 上述的裝置還包括堿液回收裝置，該裝置包括依序設(shè)置的沉降分離器、Y型過濾器 和堿液回收反應(yīng)釜，其中所述堿液回收反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌器;所述Y型過濾器與所述堿液回 收反應(yīng)釜之間通過第一輸送栗連通;所述堿液回收裝置通過第二輸送栗連通所述超聲波反 應(yīng)器。
[0015] 進一步地，所述超聲波反應(yīng)器包括反應(yīng)管，所述反應(yīng)管為螺旋式盤管，螺旋角為5-10。。
[0016] 上述的裝置還包括干燥裝置，其設(shè)于所述成型機之后。
[0017] 本實用新型的技術(shù)方案，通過將高灰熔點粉煤進行堿洗處理，降低煤灰中酸性組 分含量，并配合堿性粘結(jié)劑成型，改變煤灰成分降低高灰熔點，使其形成的型煤適合固定床 液態(tài)排渣氣化技術(shù)對原料的要求。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型高灰熔點粉煤制備型煤以用于固定床液體排渣氣化的工藝流程 示意圖；
[0019] 圖2是本實用新型實施例中超聲波反應(yīng)器與堿液回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】進行更加詳細(xì)的說明，以 便能夠更好地理解本實用新型的方案以及各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方 式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。
[0021 ]本實用新型的實施例結(jié)合圖1和圖2來加以說明。
[0022] 如圖1所示，本實施例所述的粉煤制備型煤的裝置，主要包括超聲波反應(yīng)器、混料 機、成型機，其中，超聲波反應(yīng)器用于為堿洗提供超聲波源;混料機用于均勻混合堿洗后的 煤與粘結(jié)劑;成型機用于煤的成型;超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機依序從前到后設(shè)置。
[0023] 粉煤制備型煤的裝置還包括干燥裝置，其設(shè)于成型機之后。
[0024] 其中超聲波反應(yīng)器1為堿洗提供超聲波源，超聲功率為0.5KW-3KW，超聲波發(fā)射方 向為左右兩側(cè)。超聲波反應(yīng)器內(nèi)部介質(zhì)為水。超聲波反應(yīng)器包括反應(yīng)管2,反應(yīng)管2為螺旋式 盤管，向下傾角為5-10°。
[0025] 如圖2所示，粉煤制備型煤的裝置還包括堿液回收裝置，該裝置包括依序設(shè)置的沉 降分離器3、Y型過濾器6和堿液回收反應(yīng)釜4,其中所述堿液回收反應(yīng)釜4中設(shè)有攪拌器5;所 述Y型過濾器6與所述堿液回收反應(yīng)釜4之間通過第一輸送栗7連通;所述堿液回收裝置通過 第二輸送栗8連通所述超聲波反應(yīng)器1。
[0026] 沉降分離器3對堿洗產(chǎn)生的沉淀進行初步分離，Y型過濾器對溶液中的細(xì)顆粒進行 進一步過濾。堿液回收反應(yīng)釜可控溫在80°C-100°C，內(nèi)設(shè)攪拌器5。
[0027] 本實用新型能對高灰熔性粉煤進行處理，使其適合固定床液體排渣氣化的工藝要 求。該技術(shù)方案通過改變煤灰組成，來改變煤的灰熔點。首先通過堿洗，使煤灰含量降低，尤 其是使煤灰中酸性組分含量降低。再通過添加適量的堿性組分物質(zhì)改變煤中的灰組分將粉 煤成型，使得煤灰熔點降低適合固定床液態(tài)排渣氣化。
[0028] 煤炭堿洗是降低煤炭灰分含量的一種手段，通過NaOH對煤進行處理，主要發(fā)生以 下反應(yīng)：
[0029] Si〇2+2NaOH=Na2Si〇3+H2〇
[0030] Al2〇3+2NaOH+3H2〇 = 2Na[Al(OH)4]
[0031]由于堿洗煤過程中會消耗大量的NaOH堿液，所以需將NaOH堿液回收利用，堿液回 收利用的主要反應(yīng)為：
[0032] CaO+Na2Si〇3+H2〇 = 2NaOH+CaSi〇3 丄
[0033] 2NaA102+3CaO+H20=Al2〇3 ? 3Ca〇|+2NaOH
[0034] Na2C〇3+CaO+H20 = CaC03|+2Na0H
[0035] 上述一種高灰熔點粉煤制備型煤以用于固定床液體排渣氣化的方法，具體步驟包 括：
[0036] (1)將粉煤篩分至2mm以下；
[0037] (2)將煤粉和NaOH堿液送入超聲波反應(yīng)器1中的反應(yīng)管2中進行堿洗，反應(yīng)管2為螺 旋式盤管，向下傾角為5°，反應(yīng)管2外的介質(zhì)為水，超聲波反應(yīng)器控制溫度在50°C-60°C，堿 洗時間在lh_2h?？刂坪懊罕仍?.1-〇. 4。
[0038] (3)經(jīng)超聲波反應(yīng)器堿洗后的煤與堿液混合物進入沉降分離器3中進行固液分離。
[0039] (4)固液沉降分離后的液體經(jīng)Y型過濾器6將未沉降的細(xì)顆粒進行過濾。
[0040] (5)經(jīng)Y型過濾器6過濾后的液體通過栗7送入堿液回收反應(yīng)釜4內(nèi)。
[0041] (6)在堿液回收反應(yīng)釜內(nèi)添加 CaO,控制反應(yīng)溫度為90°C± 10°，在攪拌器5攪拌條 件下反應(yīng)lh_l. 5h。
[0042] (7)經(jīng)反應(yīng)后的溶液經(jīng)Y型過濾器過濾掉反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，過濾后的溶液經(jīng)栗 8送入超聲波反應(yīng)器內(nèi)進行利用。
[0043] (8)加入型煤粘結(jié)劑:Ca0、Mg(0H)2、腐殖酸鈉，進行機械強力混合，按質(zhì)量比，煤： Ca0:Mg(0H)2:腐殖酸鈉:水=100: (2-10): (1-4): (8-15): (4-15)進行機械混合，使煤與所 用添加劑混合均勻。
[0044] (9)將混合好的煤料進行成型。
[0045] (10)在烘干溫度70±5°C的條件下進行干燥，干燥后型煤備用。
[0046] (11)干燥后型煤即可送入固定床氣化爐進行氣化，并可實現(xiàn)液態(tài)排渣。
[0047]本實用新型的實施例，通過將高灰熔點粉煤進行堿洗處理，降低了煤灰中酸性組 分含量，并配合堿性粘結(jié)劑成型，改變了煤灰成分降低高灰熔點，使其能適合固定床液態(tài)排 渣氣化技術(shù)的要求。
[0048] 下面結(jié)合具體實施例來說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0049] 下述實施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述說明書中 所示。
[0050] 第一實施例
[0051 ]以煙煤粉煤作為原料，原料性質(zhì)如表1。
[0052]表 1
[0053]
[0054] 固定床液體排渣氣化工藝一般要求FT(流動溫度）<1500°C，此煤種FT溫度高于 1500攝氏度。將原煤的粉煤原料篩分至2mm以下。送入超聲波反應(yīng)器進行NaOH溶液堿洗，堿 洗溫度保持在50°C，堿煤比為0.2,堿洗時間為lh。將堿洗后的煤和堿液混合物送入沉降分 離器進行分離，分離出煤，將堿洗后的溶液送入堿液回收反應(yīng)釜在90°C條件下，在機械攪拌 下進行反應(yīng)lh，將回收得到的堿液重新進入超聲波反應(yīng)器對煤進行堿洗。測得堿洗后煤灰 分與灰成分如表2。
[0055] 表 2
[0057]按質(zhì)量比，煤:CaO:Mg(0H)2:腐殖酸鈉:水=100:5:2:18:15進行機械混合，使煤與 所用粘結(jié)劑混合均勻。將混合好的物料在密封環(huán)境下慪制3小時，以保證所用粘結(jié)劑更好的 與煤顆粒間接觸，保證型煤強度。將慪制好的物料，加入型煤機中進行成型，成型壓強在 30Mpa。將成型后的型煤在80°C條件下干燥20min。干燥后測得型煤強度抗壓為140N/個，抗 碎強度94%。測得經(jīng)過加入堿土金屬粘結(jié)劑成型后，所得型煤的灰成分和灰熔點如表3。
[0058]表3
[0060]可見，本實施例得到的型煤適合固定床液態(tài)排渣氣化。
[0061 ] 第二實施例
[0062] 以煙煤粉煤作為原料，原料性質(zhì)如表4。
[0063] 表 4
[0065]固定床液體排渣氣化一般要求FT〈1500°C，此煤種FT溫度高于1500攝氏度。將原煤 的粉煤原料篩分至2mm以下。送入超聲波反應(yīng)器進行NaOH溶液堿洗，堿洗溫度保持在60°C， 堿煤比為0.3，堿洗時間為2h。將堿洗后的煤和堿液混合物送入沉降分離器進行分離，分離 出煤，將堿洗后的溶液送入堿液回收反應(yīng)釜，在90°C、機械攪拌條件下進行反應(yīng)lh，將回收 得到的堿液重新送入超聲波反應(yīng)器對煤進行堿洗。測得堿洗后煤灰分與灰成分如表5。
[0066]表 5
[0068]按質(zhì)量比，煤:Ca0:Mg(0H)2:腐殖酸鈉:水=100:7:3:15:15進行機械混合，使煤與 所用粘結(jié)劑混合均勻。將混合好的物料在密封環(huán)境下慪制3小時，以保證所用粘結(jié)劑更好的 與煤顆粒間接觸，保證型煤強度。將慪制好的物料，加入型煤機中進行成型，成型壓強在 40Mpa。將成型后的型煤在80°C條件下干燥20min。干燥后測得型煤強度抗壓為156N/個，抗 碎強度95%。測得經(jīng)過加入堿土金屬粘結(jié)劑成型后，所得型煤的灰成分和灰熔點如表6。
[0069]表6
[0071 ]本實施例得到型煤適合固定床液態(tài)排渣氣化。
[0072]可見，上述實施例通過將高灰熔點粉煤進行堿洗處理，降低了煤灰中酸性組分含 量，并配合堿性粘結(jié)劑成型，改變了煤灰成分，降低了高灰熔點，使此種高灰熔點粉煤制成 的型煤能夠適合固定床液態(tài)排渣氣化技術(shù)的要求。
[0073]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例， 而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種粉煤制備型煤的裝置，其特征在于，所述裝置包括超聲波反應(yīng)器、混料機、成型 機，其中， 所述超聲波反應(yīng)器用于在超聲狀態(tài)下堿洗粉煤； 所述混料機用于均勻混合堿洗后的煤與粘結(jié)劑； 所述成型機用于煤的成型； 所述超聲波反應(yīng)器、混料機、成型機依序從前到后設(shè)置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括堿液回收裝置，該裝置包 括依序設(shè)置的沉降分離器、Y型過濾器和堿液回收反應(yīng)釜，其中所述堿液回收反應(yīng)釜中設(shè)有 攪拌器;所述Y型過濾器與所述堿液回收反應(yīng)釜之間通過第一輸送栗連通;所述堿液回收裝 置通過第二輸送栗連通至所述超聲波反應(yīng)器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述超聲波反應(yīng)器包括反應(yīng)管，所述反應(yīng) 管為螺旋式盤管，螺旋角為5-10°。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括干燥裝置，其設(shè)于所述成 型機之后。
【文檔編號】C10L5/04GK205635522SQ201620333551
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】孫寶林, 裴培, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司