一种低变质煤的脱水和醇解设备制造技术

一种低变质煤的脱水和醇解设备，由脱水釜、回收釜、醇解釜、萃取釜、蒸发釜、结晶釜和加压层析柱管路连接组成，脱水釜的脱水煤液出口与回收釜脱水煤液入口管路相连，脱水釜的脱水煤出口与醇解釜的脱水煤入口管路相连；回收釜的出口与脱水釜脱水剂入口管路相连，其脱水剂中溶解物的出口管路与醇解釜醇解热液出口的管路汇合后与萃取釜的醇解液入口管路相连；萃取釜的醇解组份溶液出口与蒸发釜的醇解组份溶液入口管路相连，蒸发釜的萃取剂出口分别与醇解釜的醇解剂入口和萃取釜的萃取剂入口管路相连；蒸发釜的醇解组份出口与结晶釜的醇解份入口管路相连；结晶釜的组份出口与加压层析柱的醇解组份入口管路相连，加压层析柱的溶液出口与结晶釜的醇解粗组份入口管路相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤的脱水和醇解方法及设备，尤其适用于在温和条件下褐煤的脱水和醇解聚过程。
技术介绍
我国褐煤资源丰富，储量约占全国褐煤储量的77％。由于大部分褐煤含水分较高，在运输过程中占用大量的运力、消耗大量的运输能源。目前尚未开发出有效使褐煤脱水的实用工艺和可行的配套设备。由于褐煤中的水与煤中的有机氧可以通过氢键结合，利用简单的物理蒸发的流化床工艺和设备干燥脱水，不仅耗能大且脱水后的褐煤难于效保存；限于研究阶段的褐煤加温、高压脱水方案被认为是节能的工艺，但规模化扩大生产的设备是难于解决和实现的问题；通过溶剂萃取褐煤脱水的工艺和设备鲜见报道，以2，2-二甲氧基丙烷作为溶剂对褐煤脱水进行的基础研究表明，使用沸点和价格较高的溶剂不具备实用性；近年来在超临界条件下使用甲醇可以使聚对苯二甲酸醇酯进行选择性地醇解聚反应，但利用超临界醇解工艺和设备对褐煤进行提质利用的研究未见报道；“HyperCoal”是国际上大力开发的洁净煤技术之一，但经常存在热过滤过程中堵塞滤板等问题；迄今国内外尚未见到对煤的热萃取可溶物系统分离的工艺与设备的报道。传统的煤利用技术包括气化、液化和焦化。煤的气化设备可分为固定床气化、流化床气化、和气流床气化。传统的固定层采用常压或富氧连续气化技术，设备如恩德炉和灰熔聚炉等；而气流床加压气化技术则是采用的一种下喷式加压气流床液态排渣的GSP气化炉。煤炭液化方法包括直接液化、间接液化和共同液化。煤直接液化工艺和设备主要包括：德国IGOR工艺的固定床塔式反应器；美国H-coal工艺的两段沸腾床反应器；日本NEDOL工艺的釜式反应器；国内神华集团THI工艺的悬浮床反应器。煤炭间接液化工艺和设备主要包括：南非SASOL公司F-T工艺的循环流化床；荷兰Shell公司SMDS工艺的固定床与流化床两段式反应器；美国Mobil公司MTG工艺的两台串联固定床反应器；中国科学院MTF工艺的浆态床反应器等。国内外煤的焦化设备以建造不同规格和吨位的焦炉主要，其工艺之间最大的差异在生产规模的大小、单位生产焦能耗的多少、自动化操作程度的水平以及有效控制生产环境中污染物等方面。-->无论是煤的燃烧、气化、液化或焦化技术，这些传统的煤转化工艺和设备基本上都是以热加工为主导，能耗大、污染严重且产品附加值低。褐煤转化技术的发展趋势应该追求操作条件的温和化、工艺过程洁净化、能耗物耗最小化和产品高附加值化，在不损失或尽量少损失褐煤中有机质前提下，低能耗脱水、高效解聚的工艺和设备的开发及利用应该是褐煤高附加值利用急需解决的最关键瓶颈问题。由于褐煤脱水的传统方法能耗高、脱水率低。常规的煤转化利用一般是在高温、高压或和催化剂的存在下进行，要求煤种的品位高，所涉及的加氢和裂解的能耗和氢耗较大，对反应器的材质要求苛刻。随着国民经济的快速发展和对环境质量要求的提高，洁净燃料供不应求的状况将日益加剧。在石油、天然气和可再生能源暂时无法满足需求的情况下，低成本开发劣质煤转化为洁净燃料、高附加价值有机化学品等有效利用的技术具有十分重要意义。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种方法可行，结构紧凑，能耗低，脱水率高，适用于在温和条件下褐煤或低变质煤的脱水和醇解方法及设备技术方案：本专利技术一种低变质煤的脱水和醇解设备，它由脱水釜、脱水剂回收釜、醇解釜、萃取釜、蒸发釜、结晶釜和加压层析柱构成，其中，脱水釜底部的脱水煤液出口与脱水剂回收釜顶部的脱水煤液入口管路相连，脱水釜底部的脱水煤出口与醇解釜顶部的脱水煤入口管路相连；脱水剂回收釜顶部的水或脱水剂出口与脱水釜顶部脱水剂入口管路相连，脱水剂回收釜底部的脱水剂中溶解物出口管路与醇解釜底部醇解热液出口的管路汇合，一并与萃取釜顶部的醇解液入口管路相连；萃取釜底部的醇解粗组份溶液出口与蒸发釜顶部的液位可调醇解粗组份溶液入口管路相连，蒸发釜顶部的萃取剂出口分别与醇解釜顶部的醇解剂入口和萃取釜顶部的萃取剂入口管路相连；蒸发釜底部的不同醇解粗组份出口与结晶釜顶部的醇解粗组份入口管路相连；结晶釜底部的不纯物或精细组份出口与加压层析柱顶部的醇解粗组份或精细组份入口管路相连，加压层析柱底部的族组份溶液出口与结晶釜顶部的醇解粗组份入口管路相连。所述的脱水釜包括一个耐高温釜体，耐高温釜体上设有通向釜体内的磁力搅拌器和热电偶，耐高温釜体内设有过滤板，耐高温釜体的顶盖上分别设有脱水剂入口阀、煤入料口阀、压力调节阀、和压力表，耐高温釜体的底部分别设有脱水煤液出口阀和脱水煤出口阀；所述的脱水剂回收釜包括一个耐高温釜体，耐高温釜体上设有通过釜体内的磁力搅拌器和热电偶，耐高温釜体的顶盖上分别设有脱水煤液入口阀、压力调节阀和压力表，耐高温釜体的底部设有脱水剂溶解物出口阀；所述的醇解釜包括一个高压耐高温釜体，高压耐高温釜体上设有通向釜体内的磁力搅拌器，高压耐高温釜-->体的顶盖上分别设有脱水煤入口阀、醇解剂入口阀、压力调节阀和醇解剂补充入口阀，高压耐高温釜体内设有耐热过滤板，高压耐高温釜体的底部分别设有醇解热液出口阀和醇解残煤渣出口阀；所述的萃取釜包括一个高压耐高温釜体，高压耐高温釜体上设有通向釜体内的磁力搅拌器和超声波震荡器，高压耐高温釜体内设有耐热过滤板，高压耐高温釜体的顶盖上分别设有醇解液入口阀、萃取剂入口阀、回流冷凝器和压力调节阀，高压耐高温釜体的底部设有醇解粗组分溶液出口阀；所述的蒸发釜包括一个耐高温釜体，耐高温釜体上设有通向釜体内的刮板式磁力搅拌器，耐高温釜体的顶盖上分别设有液位可调入口阀、压力调节阀、回流冷凝器和萃取剂出口阀，耐高温釜体的底部设有醇解粗组分溶液出口阀；所述的结晶釜包括一个常压釜体，常压釜体上设有通向釜体内的刮板式磁力搅拌器，常压釜体的顶盖上分别设有醇解粗组分入口阀和结晶溶剂入口阀，常压釜体的底部设有结晶溶剂或母液出口阀不纯物或精细组分出口阀、纯组分出口阀；所述的加压层析柱包括一个中压釜体，中压釜体内设有层析柱，层析柱的底部设有过滤支撑板，层析柱的顶盖上分别设有醇解粗组分或精细组分入口阀、洗脱剂入口阀和压力调节阀，层析柱的底部设有族组分溶液出口阀和纯组分溶液出口阀；所述的脱水釜内设置的过滤板、脱水剂回收釜内设置的耐热过滤板和萃取釜内设置的耐热过滤板均为锥形过滤板。本专利技术的有益效果：(1)用蒸发釜可以容易地使脱水剂与被脱除的水分离，通过脱水釜和有机酮循环萃取可以有效脱除褐煤的水分；(2)采用加压、耐热的热超滤设备，快速、容易地使褐煤醇解聚溶解出物与剩余的残煤分离，有效地防止滤板的堵塞；(3)超临界醇解、蒸馏、萃取、重结晶及层析均在封闭的设备中进行，所用溶剂均为沸点低温试剂，无环境污染且易于回收和循环使用；(4)用热超滤、蒸馏、萃取、重结晶及柱层析分离设备，可以对超临界醇解的热溶物的族组分进行精细分离，适应产品多样化和高附加值化的要求；(5)能同时实现褐煤的快速脱水和脱水煤的高效醇解聚过程，利用褐煤的醇解反应最终可以获得高附加值化学品的纯品、有机族组成分、作为含氧液体燃料利用的成分、易于制备高性能炭材料的沥青成分及可作为超低灰固体燃料，由于残煤疏松多孔又可以作为吸附材料使用。实现了煤中有机质的优化和高附加值利用。附图说明图1是本专利技术低变质煤的脱水和醇解设备的结构图。-->图2是本专利技术的脱水釜结构图。图3是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低变质煤的脱水和醇解设备，其特征在于：它由脱水釜（Ａ）、脱水剂回收釜（Ｂ）、醇解釜（Ｃ）、萃取釜（Ｄ）、蒸发釜（Ｅ）、结晶釜（Ｆ）和加压层析柱（Ｇ）构成，其中，脱水釜（Ａ）底部的脱水煤液出口与脱水剂回收釜（Ｂ）顶部的脱水煤液入口管路相连，脱水釜（Ａ）底部的脱水煤出口与醇解釜（Ｃ）顶部的脱水煤入口管路相连；脱水剂回收釜（Ｂ）顶部的水或脱水剂出口与脱水釜（Ａ）顶部脱水剂入口管路相连，脱水剂回收釜（Ｂ）底部的脱水剂中溶解物出口管路与醇解釜（Ｃ）底部醇解热液出口的管路汇合，一并与萃取釜（Ｄ）顶部的醇解液入口管路相连；萃取釜（Ｄ）底部的醇解粗组份溶液出口与蒸发釜（Ｅ）顶部的液位可调醇解粗组份溶液入口管路相连，蒸发釜（Ｅ）顶部的萃取剂出口分别与醇解釜（Ｃ）顶部的醇解剂入口和萃取釜（Ｄ）顶部的萃取剂入口管路相连；蒸发釜（Ｅ）底部的不同醇解粗组份出口与结晶釜（Ｆ）顶部的醇解粗组份入口管路相连；结晶釜（Ｆ）底部的不纯物或精细组份出口与加压层析柱（Ｇ）顶部的醇解粗组份或精细组份入口管路相连，加压层析柱（Ｇ）底部的族组份溶液出口与结晶釜（Ｆ）顶部的醇解粗组份入口管路相连。

【技术特征摘要】
1.一种低变质煤的脱水和醇解设备，其特征在于：它由脱水釜(A)、脱水剂回收釜(B)、醇解釜(C)、萃取釜(D)、蒸发釜(E)、结晶釜(F)和加压层析柱(G)构成，其中，脱水釜(A)底部的脱水煤液出口与脱水剂回收釜(B)顶部的脱水煤液入口管路相连，脱水釜(A)底部的脱水煤出口与醇解釜(C)顶部的脱水煤入口管路相连；脱水剂回收釜(B)顶部的水或脱水剂出口与脱水釜(A)顶部脱水剂入口管路相连，脱水剂回收釜(B)底部的脱水剂中溶解物出口管路与醇解釜(C)底部醇解热液出口的管路汇合，一并与萃取釜(D)顶部的醇解液入口管路相连；萃取釜(D)底部的醇解粗组份溶液出口与蒸发釜(E)顶部的液位可调醇解粗组份溶液入口管路相连，蒸发釜(E)顶部的萃取剂出口分别与醇解釜(C)顶部的醇解剂入口和萃取釜(D)顶部的萃取剂入口管路相连；蒸发釜(E)底部的不同醇解粗组份出口与结晶釜(F)顶部的醇解粗组份入口管路相连；结晶釜(F)底部的不纯物或精细组份出口与加压层析柱(G)顶部的醇解粗组份或精细组份入口管路相连，加压层析柱(G)底部的族组份溶液出口与结晶釜(F)顶部的醇解粗组份入口管路相连。2.根据权利要求1所述的低变质煤的脱水和醇解的设备，其特征在于：所述的脱水釜(A)包括一个耐高温釜体，耐高温釜体上设有通向釜体内的磁力搅拌器(3)和热电偶，耐高温釜体内设有过滤板(6)，耐高温釜体的顶盖上分别设有脱水剂入口阀(1)、煤入料口阀(2)、压力调节阀(4)、和压力表(5)，耐高温釜体的底部分别设有脱水煤液出口阀(7)和脱水煤出口阀(8)。3.根据权利要求1所述的低变质煤的脱水和醇解的设备，其特征在于：所述的脱水剂回收釜(B)包括一个耐高温釜体，耐高温釜体上设有通过釜体内的磁力搅拌器(10)和热电偶(11)，耐高温釜体的顶盖上分别设有脱水煤液入口阀(9)、压力调节阀(12)和压力表(13)，耐高温釜体的底部设有脱水剂溶解物出口阀(14)。4.根据权利要求1所述的低变质煤的脱水和醇解的设备，其特征在于：所述的醇解釜(C)包括一个高压耐高温釜体，高压耐高温釜体上设有通向釜体内的磁力搅拌器(17)，高压耐高温釜体的顶盖上分别设有脱水...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏贤勇，宗志敏，周肖，马玉苗，魏艳彬，谢瑞伦，郑宇宣，彭耀丽，唐兴邦，赵建军，姚子硕，黄勇，李艳，路遥，许晶晶，黄斌，王涛涛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]