一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统，该工艺以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。本发明专利技术制备粉状活性焦同时具有产率高和活性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统
本专利技术涉及属于煤炭高效清洁综合利用
，尤其涉及一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统。
技术介绍
活性焦通常具有发达的孔隙结构和一定的表面化学活性，在气体和水体净化领域有着广泛的应用。申请人在烟气脱硫用活性焦制备领域有长期研究，为降低活性焦生产成本，申请人在专利申请号为201310176387.1的“一种利用煤粉快速制备脱硫用粉末状活性焦的工艺及装置”中提出了抽取锅炉热烟气调质煤粉快速制备粉状活性焦的工艺，相比与传统颗粒活性焦复杂的制备工艺，可大幅度降低活性焦生产成本。在此基础上，申请人又针对技术开发过程中出现的实际问题进行了持续改进：针对抽取锅炉烟气作为制焦热源对锅炉系统的影响问题，在申请号为201510182219.2的“一种粉末活性焦快速制备装置和方法”中提出了可自生高温热烟气的粉焦制备工艺，避免了对锅炉系统的影响，结构紧凑，基建投资减少；针对燃烧高温烟气带灰对粉焦纯度影响的问题，在申请号为201710671922.9的“一种分级分段式粉焦制备系统及工艺”中提出了煤粉粒径分级、燃烧-制焦分段的粉焦制备工艺，大幅度降低粉焦中无效灰含量，提高了粉焦纯度和SO2吸附容量。粉焦性能与煤种有很大关系。通常褐煤的化学反应活性较高，制备粉焦也具有高的SO2吸附容量，但在粉焦制备过程中煤也易与活化剂反应烧失量大、产率低，产率通常低于30％甚至20％，导致原料成本较高。高产率和高活性(高SO2吸附容量)兼顾是活性焦制备研究者和工程技术人员追求的目标，但也是该领域中的技术难点。如若能在制备高活性粉焦的同时提高粉焦产率，并将产生的制焦气相副产物加以充分利用，必将大幅度提高系统经济性，对粉焦制备技术的推广应用有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，该工艺制备粉状活性焦同时具有产率高和活性高的特点。为了实现上述目的，本专利技术的目的为：一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。本专利技术的专利技术人针对细煤粉燃烧、粗煤粉制焦的分级分段式粉焦制备工艺的进一步研究发现，当制焦段中的氧气当量比在0.1～0.3，制焦段温度为850～1050℃时，制备的粉状活性焦的产率高，同时对二氧化硫的吸附容量更高，及粉状活性焦的活性更高(活性高是指SO2吸附容量高)。本专利技术的目的之二是提供一种实现上述工艺的系统，包括制粉装置、粉焦制备装置，所述制粉装置包括碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器、细煤粉收集器、粗煤粉仓、细煤粉仓，碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器依次连接，粗煤粉分离器的粗煤粉出口连接粗煤粉仓，粗煤粉分离器的细煤粉出口连接细煤粉收集器，细煤粉收集器的细煤粉出口连接细煤粉仓；所述粉焦制备装置由燃烧段和制焦段呈U型构成，燃烧段的进口和出口分别设置在燃烧段的顶部和底部，制焦段的进口和出口分别设置在制焦段的底部和顶部，燃烧段的出口与制焦段的进口连接，燃烧段的进口设有燃烧器，燃烧段进口的下部侧壁开设空气进口，燃烧段出口处的侧壁开设水和/或水蒸气喷口，制焦段的进口上部侧壁开设粗煤粉进口；所述细煤粉煤仓的细煤粉出口连接燃烧器的燃料进口，所述粗煤粉仓的粗煤粉出口连接制焦段的粗煤粉进口。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的粉状活性焦产率(基于原煤干燥基)可达30％～50％，粉焦SO2吸附容量100～150mg/g。(2)本专利技术的褐煤制备高产率高活性粉状活性焦系统可实现煤粉分级利用，细煤粉充分燃烧，粗煤粉制备粉焦，同时，燃烧段为液态排渣，整体效果降低粉焦中灰含量，从而提高粉焦品质、性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术系统的结构示意图；其中，1、原煤仓；2、碎煤机；3、碎煤仓；4、磨煤机；5、粗煤粉分离器；6、粗煤粉仓；7、粗煤粉称重给料机；8、粗煤粉输送管道；9、粗煤粉上升管；10、细煤粉下降管；11、细煤粉收集器；12、细煤粉仓；13、细煤粉称重给料机；14、细煤粉输送管道；15、旋流燃烧器；16、空气喷口；17、燃烧段；18、水/水蒸气喷口；19、灰斗；20、渣池；21、捞渣机；22、制焦煤粉喷口；23、制焦段；24、粉焦分离器；5、粉焦冷却器；26、粉焦仓；27、粉焦产品；28、热解气燃烧器；29、助燃风喷口；30、焚烧炉绝热燃烧段；31、螺旋管式水冷壁；32、过热器；33、省煤器；34、空气预热器；35、冷空气；36、布袋除尘器；37、汽轮机；38、过热蒸汽。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本申请所述分级分段式粉焦制备工艺是指将煤粉进行颗粒分级，分级后的细煤粉进行燃烧作为燃烧段、分级后的粗煤粉进行制焦作为制焦段的粉焦制备工艺，例如中国专利CN201710671922.9。本申请中所述的氧气当量比为制焦段入口处的烟气中氧气的量(烟气体积流率×烟气中氧气体积含量)与制焦段给煤(粗煤粉)完全燃烧需要的氧气量的比值。本申请所述的粉状活性焦中简称粉焦。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在现有工艺难以同时提高粉焦的产率和活性的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺及系统。本申请的一种典型实施方式，提供了一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。本申请的专利技术人针对细煤粉燃烧、粗煤粉制焦的分级分段式粉焦制备工艺的进一步研究发现，当制焦段中的氧气当量比在0.1～0.3，制焦段温度为850～1050℃时，制备的粉状活性焦的产率高，同时对二氧化硫的吸附容量更高，及粉状活性焦的活性更高(活性高是指SO2吸附容量高)。优选的，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气的含量为4～8％。优选的，从燃烧段进入制焦段的烟气的风速为3～6m/s。优选的，制焦后的进行分离获得粉焦和热解气，所述热解气进入焚烧炉进行焚烧。该热解气的处理无需冷却和升温，入炉温度高，易着火燃烧，高效节能。进一步优选的，焚烧炉焚烧后的部分烟气与破碎后的煤块混合后进行粉磨。热烟气的温度为300℃左右，所述左右温度为20℃范围内。该烟气能够对煤进行干燥并进行输送。进一步优选的，焚烧炉焚烧后的热量将循环水加热为过热蒸汽，作为汽轮机的蒸汽源。进一步优选的，分离后的粉焦经过冷却水冷却后进行收集，所述冷却水由汽轮机冷凝器提供。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，其特征是，以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。

【技术特征摘要】
1.一种褐煤制备高产率高活性粉状活性焦的工艺，其特征是，以褐煤作为原料，采用分级分段式粉焦制备工艺，其中，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气当量比为0.1～0.3，制焦段的温度为850～1050℃。2.如权利要求1所述的工艺，其特征是，从燃烧段进入制焦段的烟气中氧气的含量为4～8％。3.如权利要求1所述的工艺，其特征是，从燃烧段进入制焦段的烟气的风速为3～6m/s。4.如权利要求1所述的工艺，其特征是，制焦后的进行分离获得粉焦和热解气，所述热解气进入焚烧炉进行焚烧；优选的，焚烧炉焚烧后的热量将循环水加热为过热蒸汽，作为汽轮机的蒸汽源；优选的，分离后的粉焦经过冷却水冷却后进行收集，所述冷却水由汽轮机冷凝器提供。5.一种实现权利要求1～4任一所述工艺的系统，其特征是，包括制粉装置、粉焦制备装置，所述制粉装置包括碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器、细煤粉收集器、粗煤粉仓、细煤粉仓，碎煤机、碎煤仓、磨煤机、粗煤粉分离器依次连接，粗煤粉分离器的粗煤粉出口连接粗煤粉仓，粗煤粉分离器的细煤粉出口连接细煤粉收集器，细煤粉收集器的细煤粉出口连接细煤粉仓；所述粉焦制备装置由燃烧段和制焦段呈U型构成，燃烧段的进口和出口分别设置在燃烧段的顶部和底部，制焦段的进口和出口分别设置在制焦段的底部和顶部，燃烧段的出口与制焦段的进口连接，燃烧段的进口设有燃烧器，燃烧段进口的下部侧壁开设空气进口，燃烧段出口处的侧壁开设水和/或水蒸气喷口，制焦段的进口上部侧壁开设粗煤粉进口；所述细煤粉煤仓的细煤粉出口连接燃烧器的燃料进口，所述粗煤粉仓的粗煤粉出口连接制焦段的粗煤粉进口。6.如权利要求5所述的系统，其特征是，所述制粉装置包括粗煤粉上升管、细煤粉下降管，所述粗煤粉上升管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，周滨选，张振，刘志，徐天明，付加鹏，马春元，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37