一種炭化料和煤焦油的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種炭化料和煤焦油的生產方法。該方法包括如下步驟：粉煤經高壓成型得到成型煤；將所述成型煤置于干餾爐內進行干餾熱解反應，即得到所述炭化料和所述煤焦油與煤氣的混合氣。該方法提高了煤焦油產率，可達5~10%，經濟適用價值顯著提高，且適用于煙煤等各種原料煤，符合國家環保和產業政策要求，具有重要的應用價值。和現有直立爐工藝相比，本發明提供的方法具有原料來源廣、可干餾加工粉煤、熱效率高、廢水產生量少、焦油產率高和質量好等優點。
【專利說明】一種炭化料和煤焦油的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種炭化料和煤焦油的生產方法。
【背景技術】
[0002]一般煤炭干餾熱解制取炭化料和煤焦油技術包括直立爐工藝、回轉爐工藝和室式煉焦工藝。直立爐工藝要求使用塊煤，入爐煤粒度不小于20mm ;由于生產過程溫度高，原煤含水高，升溫速度慢，造成煤氣產率高、焦油產率低，因此，煤焦油生產成本高，而煤氣產量大，廢水產量大，除滿足干餾需要的煤氣外，煤氣量嚴重過剩，必須考慮煤氣利用和廢水處理，否則不符合國家環保和產業政策要求。回轉爐工藝可以干餾粉煤，但存在能耗高、效率低、廢水產生量大等問題。炭化料可用于活性炭生產、硅鐵生產、高爐噴吹料和電石生產等領域；煤焦油可用于燃料油，生產碳黑和柴油等高附加值燃料。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種炭化料和煤焦油的生產方法。
[0004]本發明所提供的一種炭化料和煤焦油的生產方法，包括如下步驟:粉煤經高壓成型得到成型煤；將所述成型煤置于干餾爐內進行干餾熱解反應，即得到所述炭化料和所述煤焦油與煤氣的混合氣。
[0005]上述的生產方法中，所述粉煤的粒度小于50mm,如0.01~13mm、0.1~6mm、0.1~13mm、0.1~10mm、3~IOmm或 0.01 Omm ;所述成型煤的粒度為 2~60mm,如 20~40mm、20mm、25mm、30mm 或 40mm。
[0006]上述的生產方法中，在所述高壓成型前，所述方法還包括對所述粉煤進行干燥的步驟；
`[0007]所述干燥在逆流干燥器中進行，所述逆流干燥器可選擇為流化床干燥器、回轉爐干燥器或混流床干燥器；
[0008]所述干燥的溫度可為40°C~600°C，具體可為140°C~300°C、140°C、160°C、200°C或300°C，時間可為I分鐘~90分鐘，具體可為5分鐘、6分鐘、8分鐘、45分鐘或90分鐘。
[0009]上述的生產方法中，所述高壓成型的壓強可為l(T500MPa，具體可為60MPa、200MPa、300MPa 或 380MPa。
[0010]上述的生產方法中，所述干餾熱解反應的溫度可為100°C~1000°C，具體可為5000C "6000C >5000C ~700°C、500°C、550°C、600°C或 700°C，時間可為 I 小時~20 小時，具體可為4小時-8小時、4小時、5小時或8小時。
[0011]上述的生產方法中，所述粉煤可選自高揮發份煙煤、低揮發份煙煤和無煙煤中至少一種；
[0012]所述高揮發份煙煤具體可選自長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤和肥煤中至少一種；所述低揮發份煙煤選自貧煤和瘦煤中至少一種。
[0013]上述的生產方法中，為了更好的調整煤氣產量，實現煤炭干餾過程用煤氣自平衡，所述粉煤為高揮發份煙煤和低揮發份煙煤的混合物；所述高揮發份煙煤和低揮發份煙煤的質量份數比可為I:(0.1~0.5)，具體可為I:(0.2~0.5)、1:0.2、1:0.4或I:0.5 ；
[0014]為了更好的調整煤氣產量，實現煤炭干餾過程用煤氣自平衡，所述粉煤為高揮發份煙煤和無煙煤的混合物；所述高揮發份煙煤和無煙煤的質量份數比可為1:(0.1~0.5)。
[0015]上述的生產方法中，所述方法還包括用水對所述煤焦油與煤氣的混合氣進行噴淋得到煤焦油與水的混合物和煤氣的步驟；所述煤焦油與水的混合物經分離即得所述煤焦油。
[0016]上述的生產方法中，所述方法還包括將所述煤氣進行燃燒為所述干餾熱解反應提供熱量的步驟。
[0017]上述的生產方法中，所述干餾爐可為直立炭化爐或回轉爐；
[0018]所述直立炭化爐可為外熱式炭化爐或內熱式炭化爐，所述直立炭化爐的截面積可為矩形、方形或圓形等；所述回轉爐可為外熱式回轉爐或內熱式回轉爐，所述回轉爐可由鋼板卷制而成，內襯耐火磚和揚料板，如轉筒式炭化爐或柵格轉筒式炭化爐等；在實際應用中，可根據生產規模確定所述干餾爐的具體尺寸。
[0019]和現有直立干餾爐工藝相比，本發明克服了一般直立爐生產過程中，必須用粒度大于20mm的塊煤，干餾熱解溫度高，煤氣產量大，煤氣量嚴重過剩等缺點，克服了煤氣利用、原料煤粒度對煤炭干餾產業發展的制約，擴大了干餾煤原料范圍，通過調整干餾熱解的溫度和原煤的配比，實現了煤氣自平衡，生產的炭化燃料揮發份小于20%，符合活性炭生產炭化料、電石生產和硅鐵生產半焦的質量要求；該方法提高了煤焦油產率，可達5~10%，經濟適用價值顯著提高，且適用于煙煤等各種原料煤，符合國家環保和產業政策要求，具有重要的應用價值。和現有直立爐工藝相比，本發明提供的方法具有原料來源廣、可干餾加工粉煤、熱效率高、廢水產生量少、焦油產率高和質量好等優點。
【具體實施方式】
[0020]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0021]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0022]實施例1、以長焰煤為原料生產炭化料和煤焦油
[0023](I)將粒度為0.remm的長焰煤于混流干燥器內，用溫度300°C的煙氣和空氣的混合氣進行干燥脫水脫粉，干燥時間5分鐘，干燥脫水脫粉煤，在高壓成型機內成型(南京三普造粒公司DRG360成型機)，成型壓強為60MPa，粒度為30mm，加入直立干餾爐內與熱反應氣在550°C的條件下進行干餾熱解反應5小時，得到煤焦油與煤氣的混合物和炭化料；
[0024]按照GB/T212和GB/T214方法檢測，所得炭化料理化性質為:發熱量大于25000MJ/kg，灰分小于13%，硫低于0.5%，揮發份為15%，可知按照該方法制備所得炭化料，符合炭化料的要求，也可以用于電石、硅鐵生產等領域。
[0025](2)用水對步驟(1)得到的煤焦油和煤氣組成的混合氣進行噴淋，得到煤焦油與水的混合物和煤氣；將上述煤焦油和水的混合物于油水分離池中進行分離，得到煤焦油，將煤焦油進行加氫處理，可得到運輸燃油；上述得到的煤氣可進行燃燒為步驟
[0026]( I)中的干餾熱解反應提供熱廢氣；
[0027]按照YB/T5075方法檢測，所得煤焦油的性質為:密度(20°C)為1.05g/cm3，灰分為0.02~0.2%，水分小于4%，粘度E80為2~10 ；
[0028]所得煤氣的熱值為1690kcal/m3，所得煤氣中各主要組分的名稱及含量分別為=H2含量25%, CH4含量9%, CO含量18%, CO2含量13%, N2含量35% ；
[0029]按照上述方法可年加工長煙煤10萬噸，生產煤焦油0.8萬噸，煤焦油產率為8%，生產炭化料8萬噸。
[0030]實施例2、以不粘煤為原料利用直立炭化爐生產炭化料和煤焦油
[0031](I)將粒度為3~10mm的不粘煤粉加入振動流化床干燥器中，用溫度200°C的煙氣和空氣的混合氣進行干燥，干燥時間6分鐘，利用高壓成型，成型壓強為200MPa，成型煤粒度為20mm，在于直立炭化爐內與熱煙氣在500°C的條件下進行干餾熱解反應8小時，得到煤焦油與煤氣的混合氣和炭化料；所用直立炭化爐為內熱式直立炭化爐，炭化室高為6m，截面為圓形,截面積為IOm2 ；
[0032]按照GB/T212和GB/T214方法檢測，所得炭化料的理化性質為:發熱量大于25000MJ/kg，灰分為13%，硫低于0.5%，揮發份為14%，可知按照該方法制備所得炭化料，符合炭化料的要求。
[0033](2)用水對步驟(1)得到的煤焦油和煤氣組成的混合氣進行噴淋，得到煤焦油與水的混合物和煤氣；將上述煤焦油和水的混合物于油水分離池中進行分離，得到煤焦油，將煤焦油進行加氫處理，可得到運輸燃油；上述得到的煤氣可進行燃燒為步驟
[0034]( I)中的干餾熱解反應提供熱廢氣；
[0035]按照YB/T5075方法檢測，所得煤焦油的性質為:密度(20°C )為1.05g/cm3,灰分為
0.02~0.2%，水分小于4%，粘度E80為2~10 ；
[0036]所得煤氣的熱值為1680kcal/m3，所得煤氣中各主要組分的名稱及含量分別為=H2含量 24%, CH4 含量 5.7%, CO 含量 18%, CO2 含量 11%, N2 含量 34% ；
[0037]按照上述方法可年加工不粘煤6萬噸，生產煤焦油0.48萬噸，煤焦油產率為8%，生產炭化料4萬噸。
[0038]實施例3、以長焰煤和瘦煤配煤為原料生產炭化料和煤焦油
[0039](I)將粒度為0.f 13mm的長焰煤和瘦煤按照質量份數比為1:0.4混勻后，加入振動流化床干燥器中，在140°C溫度下，干燥脫水、脫粉后，干燥時間為90分鐘，然后高壓成型，成型壓強為300MPa，粒度為30mm，于內熱式直立爐內與熱反應氣在600°C的條件下進行干餾熱解反應5小時，得到煤焦油與煤氣的混合氣和炭化料；所用直立炭化爐為內熱式直立炭化爐，炭化室高為6m，截面為矩形，截面積為Sm2 ；
[0040]按照GB/T212和GB/T214方法檢測，所得炭化料的理化性質為:發熱量大于25000MJ/kg，灰分為12%，硫低于0.5%，揮發份為16%，可知按照該方法制備所得炭化料，符合炭化料的要求。
[0041](2)用水對步驟(1)得到的煤焦油和煤氣組成的混合氣進行噴淋，得到煤焦油與水的混合物和煤氣；將煤焦油與水的混合物于油水分離池中進行分離，得到煤焦油，將煤焦油進行加氫處理，可得到所述運輸燃油；上述得到的煤氣可進行燃燒為步驟(1)中的干餾熱解反應提供熱廢氣；
[0042]按照YB/T5075方法檢測，所得煤焦油的性質為:密度(20°C )為1.05g/cm3,灰分為
0.02~0.2%，水分小于4%，粘度E80為2~10 ；[0043]所得煤氣的熱值為1700kcal/m3，所得煤氣中各主要組分的名稱及含量分別為=H2含量25%, CH4含量10%, CO含量20%, CO2含量13%, N2含量34% ；
[0044]按照上述方法可年加工長焰煤和瘦煤100萬噸，生產煤焦油8.2萬噸，煤焦油產率為8.2%，生產炭化料79萬噸。
[0045]實施例4、以長焰煤和瘦煤配煤為原料利用直立炭化爐生產炭化料和焦油
[0046](I)將粒度為0.0flOmm的長焰煤和瘦煤按照質量份數比為1:0.5混勻后，加入振動流化床干燥器中，在200°C溫度下干燥脫水，干燥時間45分鐘，然后高壓成型，成型壓強60MPa，成型煤粒度25mm，成型煤于直立炭化爐內與熱反應氣在600°C的條件下進行干餾熱解反應4小時，得到煤焦油與煤氣的混合氣和炭化料；所用直立炭化爐為內熱式直立炭化爐，炭化室高為10m，截面為圓形，截面積為12m2 ；
[0047]按照GB/T212和GB/T214方法檢測，所得炭化料的理化性質為:發熱量大于25000MJ/kg，灰分為13%，硫低于0.5%，揮發份為15%，可知按照該方法制備所得炭化料，符合炭化料的要求。
[0048](2)用水對步驟(1)得到的煤焦油和煤氣組成的混合氣進行噴淋，得到煤焦油與水的混合物和煤氣；將煤焦油和水的混合物于油水分離池中進行分離，得到煤焦油，將煤焦油進行加氫處理，可得到所述運輸燃油；上述得到的煤氣可進行燃燒為步驟(1)中的干餾熱解反應提供熱廢氣；
[0049]按照YB/T5075方法檢測，所得煤焦油的性質為:密度(20°C )為1.05g/cm3,灰分為
0.02~0.2%，水分小于4%，粘度E80為2~10 ；
[0050]所得煤氣的熱值為1750kcal/m3，所得煤氣中各主要組分的名稱及含量分別為=H2含量24%, CH4含量8%, CO含量18%,` CO2含量11%, N2含量34% ；
[0051]經檢測，上述生產過程中沒有多余煤氣排放。
[0052]按照上述方法可年加工長焰煤和瘦煤10萬噸，生產煤焦油0.8萬噸，煤焦油產率為8%，生產炭化料7.9萬噸。
[0053]實施例5、以不粘煤和貧煤配煤為原料利用內熱式回轉爐生產炭化料和焦油
[0054](I)將粒度為0.riOmm的不粘煤和貧煤配煤按照質量份數比為1:0.2混勻后，加入振動混流床干燥器中，在160°C溫度下干燥脫水后，干燥時間8分鐘，用高壓成型機成型，成型壓強380MPa，成型煤粒度40mm，于內熱式回轉爐內與熱反應氣在700°C進行干餾熱解反應3小時，得到煤焦油與煤氣的混合氣和炭化料；所用內熱式直立所用直立炭化爐為內熱式直立炭化爐，炭化室高為8m，截面為圓形，截面積為6m2
[0055]按照GB/T212和GB/T214方法檢測，所得炭化料的理化性質為:發熱量大于25000MJ/kg，灰分為13%，硫低于0.5%，揮發份為15%，可知按照該方法制備所得炭化料，符合炭化料的要求。
[0056](2)用水對步驟(1)得到的煤焦油和煤氣組成的混合氣進行噴淋，得到煤焦油與水的混合物和煤氣；將煤焦油和水的混合物于油水分離池中進行分離，得到煤焦油，將煤焦油進行加氫處理，可得到所述運輸燃油；上述得到的煤氣可進行燃燒為步驟(1)中的干餾熱解反應提供熱廢氣；
[0057]按照YB/T5075方法檢測，所得煤焦油的性質為:密度(20°C)為1.05g/cm3，灰分為
0.02~0.2%，水分小于4%，粘度E80為2~10 ；[0058]所得煤氣的熱值為1660kcal/m3，所得煤氣中各主要組分的名稱及含量分別為=H2含量 23%, CH4 含量 5.6%, CO 含量 19%, CO2 含量 11%, N2 含量 34% ；
[0059]經檢測，上述生產過程中沒有多余煤氣排放。
[0060]按照上述方法可年加工不粘煤和貧煤10萬噸，生產煤焦油0.82萬噸，煤焦油產率為8.2%，生產炭化料7.9萬 噸。
【權利要求】
1.一種炭化料和煤焦油的生產方法，包括如下步驟:粉煤經高壓成型得到成型煤；將所述成型煤置于干餾爐內進行干餾熱解反應，即得到所述炭化料和所述煤焦油與煤氣的混合氣。
2.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于:所述粉煤的粒度小于50mm;所述成型煤的粒度為2~60mm。
3.根據權利要求1或2所述的生產方法，其特征在于:在所述高壓成型前，所述方法還包括對所述粉煤進行干燥的步驟； 所述干燥在逆流干燥器中進行，所述逆流干燥器為流化床干燥器、回轉爐干燥器或混流床干燥器； 所述干燥的溫度為40°C飛00°C，時間為I分鐘~90分鐘。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述高壓成型的壓強為10~500MPa。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述干餾熱解反應的溫度為100°C~1000°C，時間為I小時~20小時。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述粉煤選自高揮發份煙煤、低揮發份煙煤和無煙煤中至少一種； 所述高揮發份煙煤選自長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤和肥煤中至少一種；所述低揮發份煙煤選自貧煤和瘦煤中至少一種。
7.根據權利要求6所述的生產方法，其特征在于:所述粉煤為高揮發份煙煤和低揮發份煙煤的混合物；所述高揮發份煙煤和低揮發份煙煤的質量份數比為1:(0.1-0.5)； 所述粉煤為高揮發份煙煤和無煙煤的混合物；所述高揮發份煙煤和無煙煤的質量份數比為 1:(0.1-0.5)。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述方法還包括用水對所述煤焦油與煤氣的混合氣進行噴淋得到煤焦油與水的混合物和煤氣的步驟；所述煤焦油與水的混合物經分離即得所述煤焦油。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述方法還包括將所述煤氣進行燃燒為所述干餾熱解反應提供熱量的步驟。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的生產方法，其特征在于:所述干餾爐為直立炭化爐或回轉爐； 所述直立炭化爐為外熱式炭化爐或內熱式炭化爐；所述回轉爐為外熱式回轉爐或內熱式回轉爐。
【文檔編號】C10G1/00GK103788976SQ201210426592
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優先權日:2012年10月31日
【發明者】莊林生, 張文輝, 莊駿飛 申請人:莊林生, 張文輝, 莊駿飛