高浓度水煤浆制备系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高浓度水煤浆制备系统，解决了现有低阶煤制备水煤浆存在成浆浓度低、能耗高、运行成本高的问题。包括依次串联的干燥炉、反应炉、冷焦炉、磨煤机和搅拌装置，其中，所述干燥炉、反应炉和冷焦炉的炉体结构相同，包括上炉体和可转旋的下炉底，所述上炉体设有进料口和出气口，所述下炉底具有由周部向中心下料口阶梯式下行的坡面，所述下炉底的坡面上方设有布煤器；并且所述干燥炉和反应炉的上炉体和下炉底外设有供热载体流通的夹套，所述冷焦炉内设有雾化器。本实用新型专利技术系统简单、生产成本和运行成本低、节能环保，能够得到高热值的热解气、高品质焦油和高浓度水煤浆。

【技术实现步骤摘要】
高浓度水煤浆制备系统
本技术涉及一种水煤浆制备系统，具体的说是一种低阶煤制备高浓度水煤浆 的高浓度水煤浆制备系统。
技术介绍
随着高变质煤种越用越少，低阶煤的高效清洁利用日显重要。现阶段低阶煤的高 效转化利用方式为通过热解制备半焦和煤气。低阶煤反应活性高，用作气化原料气化效率 尚。 然而，用低阶煤配制水煤浆时，煤阶越低、内在水分越高、氧碳比越高，煤的成浆性 越差，难以制成高浓度水煤浆。对于水煤浆气化而言，水煤浆浓度和质量越高，合成系统产 能增加，比氧耗和比煤耗越低，水煤浆浓度提高后带来的经济效益是十分可观的。 长期以来，低阶煤制备高浓度水煤浆技术没有取得突破性进展。开发低阶煤制备 高浓度水煤浆技术，可以拓宽我国煤炭资源的利用途径。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、生产成本和运 行成本低、节能环保，能够得到高热值的热解气和高浓度水煤浆的高浓度水煤浆制备系统。 本技术高浓度水煤浆制备系统，包括依次串联的干燥炉、反应炉、冷焦炉、磨 煤机和搅拌装置，其中，所述干燥炉、反应炉和冷焦炉的炉体结构相同，包括上炉体和可转 旋的下炉底，所述上炉体设有进料口和出气口，所述下炉底具有由周部向中心下料口阶梯 式下行的坡面，所述下炉底的坡面上方设有布煤器；并且所述干燥炉和反应炉的上炉体和 下炉底外设有供热载体流通的夹套，所述冷焦炉内设有雾化器。 所述干燥炉的出气口与尾气回收系统连接，所述尾气回收系统排液口分别与冷焦 炉的雾化器和磨煤机的进料口连接。 所述反应炉和冷焦炉的出气口经焦油回收系统、电捕系统与煤气燃烧系统连接， 所述煤气燃烧系统的烟气出口依次与反应炉的夹套、干燥炉的夹套连接。 所述阶梯式下行的坡面的坡度为10-15度，每阶梯的长度是高度的5至10倍。 所述磨煤机经旋流器与搅拌装置连接。 由于在干燥炉和反应炉中将直接触换热变成间接换热，同样大小的炉体换热效 率会有所下降，为了解决该技术问题，专利技术人进行了多处改进，1)将低阶煤破碎至粒度 < 50mm，粒度更小的煤粒换热面积更大，更易实现快速升温；2)在转动炉底的基础上，将 炉底设计成由周部向中心下料口阶梯式下行的坡面，一方面形成坡面利于小粒度的煤粒 的滚动，滚动易于煤粒与高温炉底壁面充分接触，均匀升温干燥或热解，提高干燥或热解效 率；另一方面使煤粒方便地由周部向中心集中，在布煤器和转动的下炉底的作用下，最终由 中心下料口下料；3)将坡面设计成阶梯式，能增加炉底壁面的换热面积和热载体的湍动以 提高传热效率，而细小的流动性好的煤粒（或半焦颗粒）就像河流一样由一级级的阶梯滑 落时形成小小的瀑布，能更好的吸收热量，大大提高了换热速率，煤粒（半焦颗粒）一级 级依重力下落时的撞击，有利于降低颗粒强度，易于开裂，利于更快速的升温和后续的磨细 工序。通过上述改进使同样容积下的炉体的换热效率至少提高25%，其换热效果与直接换 热效果相当，但得到的热解气的品质大幅升高，并且，由于实现了间接换热，热解后的烟气 还可以继续用于深度干燥，减少了高温介质的消耗，节能效果显著。 用于上述系统的方法包括以下步骤： 1)深度干燥：将低阶煤破碎至粒度< 50mm后送入干燥炉通过与热载体进行间接 热交换的方法进行深度干燥，得到干燥尾气和干燥煤； 2)热解：将干燥煤送入反应炉通过与热载体进行间接热交换的方法进行热解，得 到热解气和热半焦； 3)半焦冷却：将热半焦送入冷焦炉中通过雾化熄焦的方法快速降温至80°C以下， 得到气体和冷半焦； 4)将冷半焦及添加剂加制浆水后送入磨煤机磨细后进行级配，具体为：1mm? 0.071mm粒度范围的半焦：小于0.071mm粒度范围的半焦按（4-6) :(6-4)的质量比进行级 配； 5)成浆：将级配后的混合料搅拌混匀制成水煤浆。 所述步骤1)中，深度干燥的温度控制在150°C-200°C，干燥时间控制在30-50min ; 所述步骤2)中，热解反应温度控制在400°C _650°C，热解时间控制在20-40min。 所述步骤3)中，所述雾化熄焦的雾滴粒径为5-10 μ m，耗水量不超过热半焦质量 的30%，热半焦中的粉焦和粒焦增大了同雾滴的接触面积，提高了冷却效果。 所述步骤1)中得到的干燥尾气送入尾气回收系统处理得到冷凝水和废气，所述 冷凝水部分回送至冷焦炉中用于雾化熄焦，剩余部分冷凝水作为步骤4)中制浆水送磨煤 机进料口。 所述步骤（2)中得到的热解气和步骤（3)中得到的气体一起送入焦油回收系统 中得到含水焦油和粗煤气，所述粗煤气送入电捕系统进一步回收焦油后得到煤气，所述煤 气部分送入煤气燃烧系统生成高温烟气后作为热载体先送入反应炉与干燥煤间接换热至 400°C -600°C，然后再送入干燥炉与低阶煤间接换热后作为废气排出；所述含水焦油经油 水分离系统分离出焦油后剩余废水经废水处理系统处理后作为步骤（4)中制浆水送磨煤 机进料口。 当干燥炉或反应炉内干燥或热解温度过高时，所述干燥炉排出的换热后的热载体 部分回送至干燥炉或反应炉夹套内与热载体混合以调节干燥或热解温度，其余部分作为废 气排出。 所述步骤（5)中，将来磨细的混合料送入旋流器进行级配后再搅拌混匀制成水煤 浆，具体为：1mm?〇.〇71mm粒度范围的半焦：小于0.071mm粒度范围的半焦按（4-6) :(6-4) 的质量比进行级配； 本技术中，在深度干燥和热解步骤中采用热载体间接换热，较过去的热载 体（如高温烟气）直接接触换热相比，不会使热载体混入热解反应后生成的热解气（粗 煤气）中，保证最终得到高热值煤气产品（体积百分比：甲烷含量20%-35%，氢气含量 10% -30%, 一氧化碳含量5% -10% )，可以作为高品质产品气输出。 -方面，将部分煤气进行燃烧生成高温烟气可以作为热载体，由于本申请中采用 间接换热升温，因此高温烟气可先通入反应炉的夹套中对反应炉进行换热升温，出反应炉 的高温烟气温度可达400°C _600°C，完全满足深度干燥的热载体的温度要求，因此可使出 反应炉的高温烟气再次送入干燥炉的夹套中用于对低阶煤进行深度干燥，使高温烟气产生 的热能充分回收，减少能耗，提高高品质煤气的产出量，仅此项至少降低能量消耗20%。进 一步的，由出干燥炉的烟气（即热载体）换热后温度会降低，当干燥炉和/或反应炉内温度 过高时，这部分烟气可直接部分回送至夹套内以调节夹套内烟气的温度，从而达到控制反 应炉或干燥炉温度的目的。 另一方面，由于干燥炉是对低阶煤进行深度干燥，因此生成的干燥尾气水含量高， 送入尾气回收系统处理时会产生冷凝液，这部分冷凝液含尘，洁净度低，无论是作为工艺水 回用还是外排均需要进一步处理，专利技术人针对此问题，巧妙的将部分冷凝液引入冷焦炉的 雾化器中，使其用于雾化熄焦，由于喷入半焦上用于冷却，因此对雾化熄焦用水要求不高， 本系统回用水喷入半焦上不会影响后期的制浆，很好的省去了冷凝液进一步处理的工序， 剩余冷凝水用作制浆水，再者，含水焦油分离出焦油后，剩余废水经废水处理系统轻度处理 后也可用作制浆用水，整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度水煤浆制备系统，其特征在于，包括依次串联的干燥炉、反应炉、冷焦炉、磨煤机和搅拌装置，其中，所述干燥炉、反应炉和冷焦炉的炉体结构相同，包括上炉体和可转旋的下炉底，所述上炉体设有进料口和出气口，所述下炉底具有由周部向中心下料口阶梯式下行的坡面，所述下炉底的坡面上方设有布煤器；并且所述干燥炉和反应炉的上炉体和下炉底外设有供热载体流通的夹套，所述冷焦炉内设有雾化器。

【技术特征摘要】
1. 一种高浓度水煤浆制备系统，其特征在于，包括依次串联的干燥炉、反应炉、冷焦炉、 磨煤机和揽拌装置，其中，所述干燥炉、反应炉和冷焦炉的炉体结构相同，包括上炉体和可 转旋的下炉底，所述上炉体设有进料口和出气口，所述下炉底具有由周部向中屯、下料口阶 梯式下行的坡面，所述下炉底的坡面上方设有布煤器；并且所述干燥炉和反应炉的上炉体 和下炉底外设有供热载体流通的夹套，所述冷焦炉内设有雾化器。2. 如权利要求1所述的高浓度水煤浆制备系统，其特征在于，所述干燥炉的出气口与 尾气回收系统连接，所述尾气回收系统的排液口分别与冷焦炉的雾化器和磨煤机的进料口 连接。3. 如权利要求1所述的高浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡虎，陈钢，夏吴，李泽海，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42