一种制备超洁净煤的消解系统技术方案

一种制备超洁净煤的消解系统，包括：流体混合输送装置；冷物料进口与流体混合输送装置的悬浮液出口相连的分段加热装置；进料口与分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；逐级减压装置的热气出口与分段加热装置的热物料进口相连；进料口与逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置，二者之间设有洗涤液进口；出料口与洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；闪蒸装置的进料口与分段加热装置的冷物料出口相连。该系统能耗低、外排废液量小。

A dissolving system for preparing super clean coal

A dissolving system for preparing super clean coal, including a fluid mixing device; a piecewise heating device connecting the inlet of the cold material to the suspension outlet of a fluid mixing device; a constant temperature device connected to the outlet of the hot material of a sectional heating device; the digestion reaction of the inlet port and the outlet of the constant temperature device. A step by step decompression device connected to the outlet of the digestion reaction device; the heat gas outlet of the progressive decompression unit is connected to the hot material inlet of the sectional heating device; the steady pressure exhaust device connected to the outlet of the step by step pressure relief device is connected; the first solid liquid in turn is connected with the outlet of the steady pressure exhaust device in turn. Between the device and the second solid liquid separation device, the two are equipped with a washing liquid inlet; a washing liquid storage tank connected to the inlet of the washing liquid; a flash device connected to the intake port of the washing liquid storage tank; the feeding port of the flash unit is connected with the cold material outlet of the sectional heating device. The energy consumption of the system is low and the waste liquid of the outer row is small.

【技术实现步骤摘要】
一种制备超洁净煤的消解系统
本技术涉及超洁净煤制备
，更具体地说，是涉及一种制备超洁净煤的消解系统。
技术介绍
目前，煤炭的大规模开发利用带来了严峻的生态环境破坏和污染物排放问题，煤炭的洁净化利用面临巨大压力和挑战。我国煤炭的洁净化利用发展迅速，多种新型煤气化技术应用在煤炭转化领域，大型煤制油、煤制乙二醇、煤制烯烃装置已进入工业示范阶段。虽然我国已掌握多项煤炭洁净利用的核心技术，但煤炭洁净利用整体水平不高，发展受到技术、政策和资金的限制。超洁净煤(UltraCleanCoal，简称UCC)是灰分含量不超过1％的洁净煤，是以洗精煤为原料，通过化学清洗、分离和过滤生产制得。UCC是一种替代能源，最大市场潜力是在发电、轮船、卡车和火车上替代柴油和重油，使煤炭资源高效、清洁利用，满足能源和环保要求。从上世纪开始，澳大利亚、日本和英国等发达国家均参与UCC技术的研究及开发。目前，UCC的制备技术包括物理法和化学法，其中化学法主要有氢氟酸法、酸碱法、熔融碱沥滤法、化学煤技术等。国外已成功开发的技术有澳大利亚Auscoal工艺(现兖煤澳洲UCC技术)、美国Gravimelt工艺等。国际上，UCC技术研发历时较长，但均无技术商业化开发的先例，兖煤澳洲UCC技术研发成果处于领先地位。澳大利亚Auscoal工艺(现兖煤澳洲UCC技术)制备UCC技术，即：煤样经氢氧化钠碱液消解将煤灰中的硅石、矾土及其衍生物，在高温下溶解生成硅酸盐溶液和方钠石固体沉淀；继续使用硫酸或盐酸中和煤中残余NaOH，同时溶解方钠石和其它杂质；用水洗去表面多余的硫酸和硫酸盐，制备出UCC。但是，对于澳大利亚Auscoal工艺制备UCC技术而言，最为关键的步骤——消解工艺在国内外相关研究中均处于实验室阶段，未有实际工业化系统或设计案例，而实验室实验流程采用较为简单的加热恒温降温过程，对于工业化系统来说可实施性不足；同时能耗高，外排废液量大，经济性差。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种制备超洁净煤的消解系统，具有能耗低、外排废液量小的特点，适于工业化应用。本技术提供了一种制备超洁净煤的消解系统，包括：流体混合输送装置；所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口；冷物料进口与所述悬浮液出口相连的分段加热装置；所述分段加热装置设有热物料出口、热物料进口和冷物料出口；进料口与所述分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与所述恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与所述消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；所述逐级减压装置的热气出口与所述分段加热装置的热物料进口相连；进料口与所述逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与所述稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置；所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设有洗涤液进口；出料口与所述洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与所述洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；所述闪蒸装置的进料口与所述分段加热装置的冷物料出口相连。优选的，所述分段加热装置由依次相连的N个换热装置组成；其中2≤N≤20；第1个换热装置的冷物料进口与所述悬浮液出口相连，第N个换热装置的热物料出口与所述恒温装置的进料口相连，沿物料流向的前一个换热装置的热物料出口与相邻后一个换热装置的冷物料进口相连。优选的，所述消解反应装置由依次相连的M个消解反应器组成；其中1≤M≤5。优选的，所述逐级减压装置由依次相连的多个减压罐组成；所述减压罐的个数与所述换热装置的个数相等；沿物料流向的第n个减压罐的热气出口与沿物料流向的第N-n+1个换热装置的热物料进口相连；其中1≤n≤N。优选的，各换热装置的冷物料出口均与所述闪蒸装置的进料口相连。本技术提供了一种制备超洁净煤的消解系统，包括：流体混合输送装置；所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口；冷物料进口与所述悬浮液出口相连的分段加热装置；所述分段加热装置设有热物料出口、热物料进口和冷物料出口；进料口与所述分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与所述恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与所述消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；所述逐级减压装置的热气出口与所述分段加热装置的热物料进口相连；进料口与所述逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与所述稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置；所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设有洗涤液进口；出料口与所述洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与所述洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；所述闪蒸装置的进料口与所述分段加热装置的冷物料出口相连。与现有技术相比，本技术提供的制备超洁净煤的消解系统利用逐级减压产生的热气进行分段加热，并且将换热后的冷物料闪蒸再利用于洗涤；同时充分回收利用外排废液，从而使本技术提供的制备超洁净煤的消解系统及方法具有能耗低、外排废液量小的特点。实验结果表明，本技术提供的消解系统适于工业化应用。另外，通过控制各级减压过程的参数能够达到对消解升温恒温过程的稳定精确控制，从而在节约能耗的同时有利于消解过程的进行，使得到的消解煤样进一步制备得到的超洁净煤具有更低的灰分。附图说明图1为本技术实施例提供的制备超洁净煤的消解系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供了一种制备超洁净煤的消解系统，包括：流体混合输送装置；所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口；冷物料进口与所述悬浮液出口相连的分段加热装置；所述分段加热装置设有热物料出口、热物料进口和冷物料出口；进料口与所述分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与所述恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与所述消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；所述逐级减压装置的热气出口与所述分段加热装置的热物料进口相连；进料口与所述逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与所述稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置；所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设有洗涤液进口；出料口与所述洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与所述洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；所述闪蒸装置的进料口与所述分段加热装置的冷物料出口相连。请参阅图1，图1为本技术实施例提供的制备超洁净煤的消解系统的结构示意图。其中，A1为流体混合输送装置，B1～B9为分段加热装置，B10为恒温装置，A2～A3为消解反应装置，B12～B20为逐级减压装置，B21为稳压排气装置，A4为第一固液分离装置，A5为洗涤液储罐，A6为第二固液分离装置，B11为闪蒸装置。在本技术中，所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口，能够将煤粉与碱液混合后加压输送，得到加压后的碱性悬浮液。在本技术中，所述煤粉进口用于将煤粉输送至所述流体混合输送装置；所述碱液进口用于将碱液输送至所述流体混合输送装置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备超洁净煤的消解系统，其特征在于，包括：流体混合输送装置；所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口；冷物料进口与所述悬浮液出口相连的分段加热装置；所述分段加热装置设有热物料出口、热物料进口和冷物料出口；进料口与所述分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与所述恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与所述消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；所述逐级减压装置的热气出口与所述分段加热装置的热物料进口相连；进料口与所述逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与所述稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置；所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设有洗涤液进口；出料口与所述洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与所述洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；所述闪蒸装置的进料口与所述分段加热装置的冷物料出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种制备超洁净煤的消解系统，其特征在于，包括：流体混合输送装置；所述流体混合输送装置设有煤粉进口、碱液进口和悬浮液出口；冷物料进口与所述悬浮液出口相连的分段加热装置；所述分段加热装置设有热物料出口、热物料进口和冷物料出口；进料口与所述分段加热装置的热物料出口相连的恒温装置；进料口与所述恒温装置的出料口相连的消解反应装置；进料口与所述消解反应装置的出料口相连的逐级减压装置；所述逐级减压装置的热气出口与所述分段加热装置的热物料进口相连；进料口与所述逐级减压装置的出料口相连的稳压排气装置；依次与所述稳压排气装置的出料口相连的第一固液分离装置和第二固液分离装置；所述第一固液分离装置和第二固液分离装置之间设有洗涤液进口；出料口与所述洗涤液进口相连的洗涤液储罐；出料口与所述洗涤液储罐的进料口相连的闪蒸装置；所述闪蒸装置的进料口与所述分段加热装...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩梅，王富奇，郭宝贵，路文学，张彦，吴永国，邢涛，张俊先，李磊，李智，尹洪清，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司，兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，兖州煤业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37