一种低阶煤流化床提质利用系统及方法技术方案

一种低阶煤流化床提质利用系统及方法，属于低阶煤提质利用技术领域。本发明专利技术是将低阶煤的洗选系统、热解系统和炼铁系统耦合起来。低阶煤首先进行洗选处理，在排矸的同时完成了煤炭的粒度分级。对不同粒径的煤粉，用于焦化系统制取焦炭，并参与中低温热解制取半焦。热解得到的半焦分别用于烧结用煤和喷吹配煤，热解副产品煤气送入热风炉供应燃烧，其中烧结和焦化工艺系统产生的余热被回收用于洗选系统和热解系统，最终烧结矿、热风、喷吹煤和焦炭送入高炉进行炼铁。本发明专利技术实现了低阶煤分选、分级、干燥和热解，低阶煤的提质利用替代了部分高阶煤，可有效降低吨铁成本，并可减缓钢铁工业对高阶煤需求的压力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于低阶煤提质利用
。本专利技术是将低阶煤的洗选系统、热解系统和炼铁系统耦合起来。低阶煤首先进行洗选处理，在排矸的同时完成了煤炭的粒度分级。对不同粒径的煤粉，用于焦化系统制取焦炭，并参与中低温热解制取半焦。热解得到的半焦分别用于烧结用煤和喷吹配煤，热解副产品煤气送入热风炉供应燃烧，其中烧结和焦化工艺系统产生的余热被回收用于洗选系统和热解系统，最终烧结矿、热风、喷吹煤和焦炭送入高炉进行炼铁。本专利技术实现了低阶煤分选、分级、干燥和热解，低阶煤的提质利用替代了部分高阶煤，可有效降低吨铁成本，并可减缓钢铁工业对高阶煤需求的压力。【专利说明】
本专利技术涉及一种低阶煤提质及产品利用工艺系统，特别涉及低阶煤分选、分级、干燥和干馏的提质产品供钢铁工业烧结、焦化和高炉工序利用系统及方法。
技术介绍
我国富煤、贫油、少气的能源结构十分鲜明，煤炭储量仅次于美国、俄罗斯排名世界第三。根据国家统计局提供数据显示，我国可开采的煤炭储量达到1148.28亿吨，低阶煤约占45%，低阶煤的高效加工利用已成为我国煤炭能源领域研究的热点问题。由于低阶煤具有水份含量高、氧含量高、易风化自燃、发热量低、难以洗选和储存、单位能量的运输成本高和长距离输送经济性差等特点，使得低阶煤的开发和利用受到很大限制，一般被作为一种低级燃料，在产地附近将其燃烧发电。所以尽管低阶煤储量很大，但是其直接燃烧效率低，经济价值远不如高阶煤，一直很少被利用。因此，低阶煤提质利用是解决能源合理开发和利用的关键。随着我国工业的飞速发展，钢铁企业不仅对煤炭需求量大而且对煤炭质量要求高，为满足高炉要求，在烧结工序以及焦化工序中需要大消耗大量高阶煤。我国低阶煤储量很大，因此如何将低阶煤提质并将其在钢铁企业中合理利用成为解决低阶煤提质利用的一条重要途径。中国专利技术专 利(申请号:201210527862.0)公开了一种低阶煤多级流化床煤化工多联产系统及其方法，其低阶煤经过干燥、干馏后送入循环流化床锅炉燃烧，但是该专利中仅考虑低阶煤提质后送入流化床锅炉燃烧，而未对煤颗粒进行分选、分级处理，这种利用方式不仅不利于提高锅炉效率，而且对于煤质也未做到按质利用，因为煤质的成分也会随粒径的变化而发生不同程度的改变。中国专利技术专利(申请号:200910153522.4)公开了一种循环流化床煤分级转化煤气焦油半焦多联产装置及方法，该装置将循环流化床气化炉和流化床干馏炉紧密结合，实现煤气、焦油和半焦联合生产，但维持系统运行的能耗较高，同时该系统中的高温工艺的对象主要是高阶煤。
技术实现思路
针对现有技术中对低阶煤利用的不足和缺陷，为了进一步提高低阶煤的利用率并降低钢铁企业能耗，本专利技术提出。本专利技术的技术方案如下:一种流化床低阶煤提质利用系统，其特征在于所述系统包括:(a)、流化床干选装置，将煤颗粒进行干选；(b)、流化床分级装置，将来自流化床干选装置干选后的初选煤进行分级处理，得到两种粗细粒径范围的煤粉，其中粗煤颗粒进入粗煤流化床热解装置进行热解，细煤颗粒进入焦煤配煤系统参与配煤；(C)、旋风分离器，将流化床干选装置上方排出的气体进行气固分离，得到细煤粉；(d)、细煤流化床热解装置，将旋风分离器分离后得到的细煤粉经成型处理后进行热解；热解后的半焦通过管道输送到烧结系统；(e)、粗煤流化床热解装置，将流化床分级装置得到的粗煤粉进行热解处理，得到的半焦进入喷吹配煤系统；(f)、热废气余热回收装置，将来在细煤流化床热解装置和粗煤流化床热解装置的热废气的余热进行回收； (g)、焦化系统，将焦煤配煤系统制得的配煤进行焦化处理；(h)、氮气余热回收装置，对焦化系统产生的熄焦氮气和烧结系统产生的热废气进行热交换；(i)、热风炉，将流化床热解装置和粗煤流化床热解装置产生的煤气燃烧后用于加热空气。本专利技术的技术方案中，所述的烧结系统和氮气余热回收装置之间设有烟气净化装置；所述的烧结系统包括烧结机、环冷机和余热锅炉；烧结机的烧结矿出口与环冷机的入口连接，环冷机的烧结矿出口与高炉相连接，烧结机和环冷机的热废气出口均与烟气净化装置的入口相连接，同时环冷机的热废气出口还与余热锅炉相连接。本专利技术所述的焦化系统包括煤塔、焦炉、干熄焦装置和筛焦楼；煤塔的焦煤出口连接焦炉的入口，焦炉的出口与干熄焦装置的入口相连接，干熄焦装置的氮气出口连接氮气余热回收装置的入口，干熄焦装置的焦炭出口与筛焦楼的入口相连接，筛焦楼的出口与高炉相连接。本专利技术提供的一种流化床低阶煤提质利用方法，其特征在于所述方法包括如下步骤:I)煤颗粒首先进入流化床干选装置，热风自底部进入流化床，控制温度在120~150°C，沉矸由流化床干选装置下方的排矸口排出，流化床干选装置上方排出的气体进入旋风分离器进行气固分离后，得到的细煤粉经成型加工后进入细煤流化床热解装置热解，热解温度控制在400~600°C ；2)细煤流化床热解装置产生的煤气进入热风炉燃烧预热空气，产生的半焦进入烧结系统进行烧结，热风炉产生的热风进入高炉，烧结系统产生的热废气进入烟气净化装置；3)经过烟气净化装置净化后温度为120~150°C的热风，一部分进入流化床干选装置以提高干选过程中的干燥效果，另一部分热风进入氮气余热回收装置中与温度为700~800°C的部分熄焦氮气进行换热，换热后的热风为温度为400~600°C，该热风分别进入细煤流化床热解装置和粗煤流化床热解装置(10)参与热解，其中熄焦氮气完成换热后又返回焦化系统；4)经过流化床干选装置干选后得到初选煤进入流化床分级装置，经过分级处理后得到粒径d ( 3mm细煤粉颗粒和d>3_的粗煤粉颗粒，其中，细煤颗粒进入焦煤配煤系统，随后得到焦煤进入焦化系统炼焦；5)经过流化床分级装置分级处理后得到的d > 3_的粗煤粉颗粒进入粗煤流化床热解装置进行热解，热解温度控制在400~600°C，得到的煤气进入热风炉参与燃烧过程，得到的半焦进入喷吹配煤系统配置喷吹煤；6)细煤流化床热解装置和粗煤流化床热解装置产生的温度为400~600°C热废气进入热废气余热回收装置，与空气进行热交换，降温后的热废气经净化后排放，空气升温后得到的温度为150~200°C热风进入流化床分级装置；7)焦化系统产生的焦炭、配煤系统配制的喷吹煤、热风炉制得的热风以及烧结系统生产的烧结矿都进入高炉进行还原炼铁。本专利技术所述方法，其特征在于:步骤2)中烧结系统内部的具体流程为:半焦首先进入烧结机进行烧结，得到的烧结矿随后进入环冷机进行冷却，环冷机产生的部分热废气进入余热锅炉，而其余由烧结机和环冷机产生的热废气进入烟气净化装置。本专利技术所述方法，其特征在于:步骤4)中焦化系统内部的具体流程为:焦煤首先进入煤塔，随后进入焦炉制取焦炭，制得的焦炭再进入干熄焦装置冷却，其中熄焦氮气进入氮气余热回收装置，随后焦炭再进入筛焦楼筛选。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果:本专利技术通过采用多级流化床集成工艺对低阶煤分选、分级、干燥和热解等过程的控制，完成低阶煤(如部分烟煤、褐煤)成分含量的改变，从而达到烧结和焦化用煤指标；在完成煤粉回收的同时，又实现了以低阶煤代替部分高阶煤的目标。根据粒径指标划分用途，不仅能够按质用煤，保证工艺质量，同时也能够避免现阶段低阶煤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床低阶煤提质利用系统，其特征在于所述系统包括：(a)、流化床干选装置（1），将煤颗粒进行干选；(b)、流化床分级装置（2），将来自流化床干选装置干选后的初选煤进行分级处理，得到两种粗细粒径范围的煤粉，其中粗煤颗粒进入粗煤流化床热解装置（10）进行热解，细煤颗粒进入焦煤配煤系统（9）参与配煤；（c）、旋风分离器（3），将流化床干选装置（1）上方排出的气体进行气固分离，得到细煤粉；(d）、细煤流化床热解装置（4），将旋风分离器（3）分离后得到的细煤粉经成型处理后进行热解；热解后的半焦通过管道输送到烧结系统（5）；(e)、粗煤流化床热解装置（10），将流化床分级装置（2）得到的粗煤粉进行热解处理，得到的半焦进入喷吹配煤系统（14）；(f)、热废气余热回收装置（12），将来在细煤流化床热解装置（4）和粗煤流化床热解装置（10）的热废气的余热进行回收；(g)、焦化系统（11），将焦煤配煤系统（9）制得的配煤进行焦化处理；(h)、氮气余热回收装置（8），对焦化系统（11）产生的熄焦氮气和烧结系统（5）产生的热废气进行热交换；（i）、热风炉（13），将流化床热解装置（4）和粗煤流化床热解装置（10）产生的煤气燃烧后用于加热空气。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，赵利杰，王庆功，么强，屈婷婷，吕俊复，岳光溪，
申请(专利权)人：清华大学，河北联合大学，
类型：发明
国别省市：