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、含铁物料破碎装置、混合装置、热解冶炼炉和熔分炉，其中，热解冶炼炉具有本体，本体内由上至下分为热解段和冶炼段，本体中部侧壁上设置有烘炉喷枪，热解段顶壁上具有混合物料入口和热解油气出口，热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；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，使混合物料发生还原反应，冶炼段的底端具有还原产物出口。利用该系统可以有效实现中低阶煤的分质梯级利用。

【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；含铁物料破碎装置，所述含铁物料破碎装置具有含铁物料入口和含铁矿粉出口；混合装置，所述混合装置具有中低阶煤粉入口、含铁矿粉入口和混合物料出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，所述含铁矿粉入口与所述含铁矿粉出口相连，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和冶炼段，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混合物料入口和热解油气出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连，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，使所述混合物料发生还原反应，所述冶炼段的底端具有还原产物出口；熔分炉，所述熔分炉具有还原产物入口、铁水出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。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含铁矿粉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还原产物。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，加热物料，促进热解的进行。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，同时实现了含铁矿粉的有效处理。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，所述热解段内的温度为550-900摄氏度。在本专利技术的一些实施例中，所述混合物料在所述热解段内进行热解的时间为30-60分钟。在本专利技术的一些实施例中，所述冶炼段内的温度为1200-1300摄氏度，任选地，所述混合物料在所述冶炼段内进行还原反应的时间为25-50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；利用所述含铁物料破碎装置对含铁物料进行破碎处理，以便得到含铁矿粉；将所述中低阶煤粉和所述含铁矿粉在混合装置内进行混合处理，以便得到混合物料；将所述混合物料送至所述热解冶炼炉内，使所述混合物料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；使热解后混合物料进入冶炼段，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，使所述混合物料发生还原反应，以便得到还原产物；将所述还原产物在所述熔分炉内进行熔分处理，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含铁矿粉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还原产物。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，加热物料，促进热解的进行。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，同时实现了含铁矿粉的有效处理。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，所述中低阶煤粉和所述含铁矿粉的平均粒径均为0.5-5mm。在本专利技术的一些实施例中，将所述中低阶煤粉和所述含铁矿粉按照(1.64-2.15):1的质量比进行所述混合处理。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550-900摄氏度下进行30-60分钟完成的。在本专利技术的一些实施例中，所述还原反应是在1200-1300摄氏度下进行25-50分钟完成的。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，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、含铁物料破碎装置200、混合装置300、热解冶炼炉400和熔分炉500。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；含铁物料破碎装置200具有含铁物料入口210和含铁矿粉出口220；混合装置300具有中低阶煤粉入口310、含铁矿粉入口320和混合物料出口330，中低阶煤粉入口310与中低阶煤粉出口120相连，含铁矿粉入口320与含铁矿粉出口220相连，热解冶炼炉400具有本体410，本体410内由上至下分为热解段420和冶炼段430，本体410中部侧壁上设置有烘炉喷枪440，热解段420顶壁上具有混合物料入口421和热解油气出口422，混合物料入口421与所述混合物料出口330相连。热解段适于中低阶煤粉发生热解产生热解油气和热解碳；冶炼段430的侧壁上具有含氧气体喷伞431，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，使混合物料发生还原反应，冶炼段430的底端具有还原产物出口432；熔分炉500具有还原产物入口510、铁水出口520和尾渣出口530，还原产物入口510与还原产物出口432相连。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含铁矿粉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还原产物。并且冶炼段内冶炼产生的高温烟气向上从热解段顶壁上本文档来自技高网...

【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；含铁物料破碎装置，所述含铁物料破碎装置具有含铁物料入口和含铁矿粉出口；混合装置，所述混合装置具有中低阶煤粉入口、含铁矿粉入口和混合物料出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，所述含铁矿粉入口与所述含铁矿粉出口相连，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和冶炼段，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混合物料入口和热解油气出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连，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，使所述混合物料发生还原反应，所述冶炼段的底端具有还原产物出口；熔分炉，所述熔分炉具有还原产物入口、铁水出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。

【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；含铁物料破碎装置，所述含铁物料破碎装置具有含铁物料入口和含铁矿粉出口；混合装置，所述混合装置具有中低阶煤粉入口、含铁矿粉入口和混合物料出口，所述中低阶煤粉入口与所述中低阶煤粉出口相连，所述含铁矿粉入口与所述含铁矿粉出口相连，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和冶炼段，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混合物料入口和热解油气出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连，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，使所述混合物料发生还原反应，所述冶炼段的底端具有还原产物出口；熔分炉，所述熔分炉具有还原产物入口、铁水出口和尾渣出口，所述还原产物入口与所述还原产物出口相连。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，所述热解段内的温度为550-900摄氏度。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，所述混合物料在所述热解段内进行热解的时间为30-60分钟。4.根据权利要求1所述的中低阶煤分质梯级利用的系统，其特征在于，所述冶炼段内的温度为1200-1300摄氏度，任选地，所述混合物料在所述冶炼段内进行还...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺利，贾懿曼，王欣，刘维娜，董宾，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