中低阶煤分质梯级利用的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了中低阶煤分质梯级利用的系统和方法，其中，系统包括：中低阶煤破碎装置，混合成型装置和热解冶炼炉，其中，热解冶炼炉具有本体，本体内由上至下分为热解段、冶炼段和熔池段，本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，热解段顶壁上具有物料球团入口和热解油气出口，物料球团入口与物料球团出口相连，热解段的腔室内设置有加热元件；冶炼段的侧壁上具有含氧气体喷伞，通过含氧气体喷伞向冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，熔池段的下部具有渣出口和铁水出口。利用该系统可以实现中低阶煤的分质梯级利用。

System and method for cascade utilization of medium and low rank coal

The invention discloses a system and a method of low rank coal quality of cascade utilization of the system include: low rank coal crushing device, mixing molding device and pyrolysis furnace, the pyrolysis smelting furnace has a body, the body is divided into segments, smelting and pyrolysis of molten pool, the middle part of the main body arranged on the side wall a baking gun pellet material entrance and pyrolysis of oil and gas exports with pyrolysis section on the top wall, the material and material pellet pellet entrance connected to the outlet, the pyrolysis chamber is equipped with a heating element; the side wall of the smelting with oxygen containing gas sprayed by oxygen-containing gas spraying umbrella, an umbrella to spray into the oxygen smelting period gas, gas incomplete combustion heat and produce carbon monoxide rich material, the pellet gradually pre reduction reaction of zinc vapor, obtain the metallized pellet melting and reduction reaction A mixture of molten iron and slag is obtained, and the lower part of the molten pool section is provided with a slag outlet and a molten iron outlet. With this system, the medium and low rank coal can be used in cascade.

【技术实现步骤摘要】
中低阶煤分质梯级利用的系统和方法
本专利技术属于化工
，具体而言，本专利技术涉及中低阶煤分质梯级利用的系统和方法。
技术介绍
我国能源结构特点是“富煤贫油少气”，资源禀赋现状决定了我国必须要发展煤化工，以实现通过煤头获得化工产品，实现对石油和天然气的部分替代，以保障我国经济发展和能源安全。同时，我国经济发展需要大量钢铁，我国多采用高炉炼铁方式生产钢铁，而高炉炼铁不仅需要优质昂贵的焦炭，而且高炉污染严重、能耗较高。目前，急需一种高效、清洁的利用煤炭和冶炼钢铁的新技术，破解以上难题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出中低阶煤分质梯级利用的系统和方法，利用该系统和方法可以实现中低阶煤的分质梯级利用。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了中低阶煤分质梯级利用的系统，包括：中低阶煤破碎装置，所述中低阶煤破碎装置具有中低阶煤入口和中低阶煤粉出口；混合成型装置，所述混合成型装置具有中低阶煤粉入口、钢铁厂粉尘入口和物料球团出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，热解冶炼炉，所述热解冶炼炉具有本体，所述本体内由上至下分为热解段、冶炼段和熔池段，所述本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，所述热解段顶壁上具有物料球团入口和热解油气出口，所述物料球团入口与所述物料球团出口相连，所述热解段的腔室内设置有加热元件，所述热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；所述冶炼段的侧壁上具有含氧气体喷伞，通过所述含氧气体喷伞向所述冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，所述熔池段的下部具有渣出口和铁水出口。通过采用本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，首先将中低阶煤粉与钢铁厂粉尘经混合后在热解冶炼炉的热解段内进行热解，获得高附加值的油气资源。进一步地，利用中低阶煤粉热解后得到的热解炭再次与含铁物料在热解冶炼炉的冶炼段发生还原反应得到金属化球团。并且冶炼段内冶炼产生的高温烟气向上从热解段顶壁上的热解油气出口排出，进而与热解段的物料球团逆向接触，进一步加热物料，提高热解效率。由此，通过采用本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，可以对中低阶煤进行分质梯级利用，进而获得高附加值的油气资源，同时实现了钢铁厂粉尘的有效处理。另外，根据本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述加热元件包括多个，所述多个加热元件分为两组，两组加热元件分别设置在热解段相对的两个侧壁上，其中每个加热元件均由侧壁朝向所述热解段腔室的内部水平延伸且朝向所述热解段的底部倾斜布置，并且位于同一侧壁上的多个加热元件与位于相对侧壁上的多个加热元件交错分布并共同限定出适于物料加热和流动的加热通道，所述加热通道的下端与所述冶炼段连通。在本专利技术的一些实施例中，所述加热元件为加热棒、加热板或者辐射管。在本专利技术的一些实施例中，所述热解段内的温度为550-650摄氏度。在本专利技术的一些实施例中，所述物料球团在所述热解段内进行热解的时间为40-80分钟。在本专利技术的一些实施例中，所述热解冶炼炉内的压力为0.1～0.5KPa。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提出了利用前面实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统分质梯级利用中低阶煤的方法，包括：利用所述中低阶煤破碎装置对中低阶煤进行破碎处理，以便得到中低阶煤粉；将所述中低阶煤粉和所述钢铁厂粉尘在混合成型装置内进行混合成型处理，以便得到物料球团；将所述物料球团送至所述热解冶炼炉内，使所述物料球团中的在中低阶煤在热解段内发生热解，产生热解油气和热解碳；使热解后物料球团进入冶炼段，向所述冶炼段内通入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，使铁水和渣的混合物进行渣铁分离，以便得到铁水和尾渣。通过采用本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的方法，首先将中低阶煤粉与钢铁厂粉尘经混合后在热解冶炼炉的热解段内进行热解，获得高附加值的油气资源。进一步地，利用中低阶煤粉热解后得到的热解炭再次与含铁物料在热解冶炼炉的冶炼段发生还原反应得到金属化球团。并且冶炼段内冶炼产生的高温烟气向上从热解段顶壁上的热解油气出口排出，进而与热解段的物料球团逆向接触，进一步加热物料，提高热解效率。由此，通过采用本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，可以对中低阶煤进行分质梯级利用，进而获得高附加值的油气资源，同时实现了钢铁厂粉尘的有效处理。另外，根据本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述热解是所述物料球团在所述加热元件构成的加热通道中进行的。在本专利技术的一些实施例中，所述中低阶煤粉的平均粒径均为150微米。在本专利技术的一些实施例中，将所述中低阶煤粉和所述钢铁厂粉尘按照(1.74-2.45):1的质量比进行所述成型处理。在本专利技术的一些实施例中，热解冶炼炉内的压力为0.1～0.5KPa。在本专利技术的一些实施例中，所述热解是在550-650摄氏度下进行40-80分钟完成的。在本专利技术的一些实施例中，所述预还原反应的温度为800-900摄氏度，所述还原反应的温度为1200-1300摄氏度，所述熔融的温度为1500-1600摄氏度下。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统的结构示意图。图2是根据本专利技术一个实施例的中低阶煤分质梯级利用的方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了中低阶煤分质梯级利用的系统。下面参考图1详细描述本专利技术具体实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，该系统包括：中低阶煤破碎装置100、混合装置200和热解冶炼炉300。其中，中低阶煤破碎装置100具有中低阶煤入口110和中低阶煤粉出口120；混合装置200具有中低阶煤粉入口210、钢铁厂粉尘入口220和物料球团出口230，中低阶煤粉入口210与中低阶煤粉出口120相连，热解冶炼炉300具有本体310，本体310内由上至下分为热解段320、冶炼段330和熔池段340，本体310中部侧壁上设置有烘炉喷枪350，热解段320顶壁上具有物料球团入口321和热解油气出口322，热解段320的腔室内设置有加热元件323，热解段320适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；冶炼段330的侧壁上具有含氧气体喷伞331，通过含氧气体喷伞331向冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，熔池段340的下部具有渣出口341和铁水出口342。通过采用本专利技术上述实施例的中低阶煤分质梯级利用的系统，首先将中低阶煤粉与钢铁厂粉尘经混合后在热解冶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中低阶煤分质梯级利用的系统，其特征在于，包括：中低阶煤破碎装置，所述中低阶煤破碎装置具有中低阶煤入口和中低阶煤粉出口；混合成型装置，所述混合成型装置具有中低阶煤粉入口、钢铁厂粉尘入口和物料球团出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，热解冶炼炉，所述热解冶炼炉具有本体，所述本体内由上至下分为热解段、冶炼段和熔池段，所述本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，所述热解段顶壁上具有物料球团入口和热解油气出口，所述物料球团入口与所述物料球团出口相连，所述热解段的腔室内设置有加热元件，所述热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；所述冶炼段的侧壁上具有含氧气体喷伞，通过所述含氧气体喷伞向所述冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，所述熔池段的下部具有渣出口和铁水出口。

【技术特征摘要】
1.一种中低阶煤分质梯级利用的系统，其特征在于，包括：中低阶煤破碎装置，所述中低阶煤破碎装置具有中低阶煤入口和中低阶煤粉出口；混合成型装置，所述混合成型装置具有中低阶煤粉入口、钢铁厂粉尘入口和物料球团出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，热解冶炼炉，所述热解冶炼炉具有本体，所述本体内由上至下分为热解段、冶炼段和熔池段，所述本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，所述热解段顶壁上具有物料球团入口和热解油气出口，所述物料球团入口与所述物料球团出口相连，所述热解段的腔室内设置有加热元件，所述热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；所述冶炼段的侧壁上具有含氧气体喷伞，通过所述含氧气体喷伞向所述冶炼段喷入含氧气体，发生不完全燃烧放热和产生富含一氧化碳的气体，使所述物料球团逐步发生预还原反应产生锌蒸汽、发生还原反应得到金属化球团和发生熔融得到铁水和渣的混合物，所述熔池段的下部具有渣出口和铁水出口。2.根据权利要求1所述的中低阶煤分质梯级利用的系统，其特征在于，所述加热元件包括多个，所述多个加热元件分为两组，两组加热元件分别设置在热解段相对的两个侧壁上，其中每个加热元件均由侧壁朝向所述热解段腔室的内部水平延伸且朝向所述热解段的底部倾斜布置，并且位于同一侧壁上的多个加热元件与位于相对侧壁上的多个加热元件交错分布并共同限定出适于物料加热和流动的加热通道，所述加热通道的下端与所述冶炼段连通，任选地，所述加热元件为加热棒、加热板或者辐射管。3.根据权利要求1所述的中低阶煤分质梯级利用的系统，其特征在于，所述热解段内的温度为550-650摄氏度。4.根据权利要求1所述的中低阶煤分质梯级利用的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺利，贾懿曼，王欣，王敏，刘维娜，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11