一种活性煤焦的钝化工艺和钝化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种活性煤焦的钝化工艺和钝化系统，该工艺主要包括：首先，对来自干馏热解处理工序，并经过淬冷的活性煤焦进行再水合和冷却处理；然后，将经过再水合处理的活性煤焦送入钝化反应区，进行低温氧化钝化处理；最后，将经过再水合和低温钝化处理后的煤焦冷却到常温。从而使煤焦的稳定大大增加，能够满足长途运输和长时间暴露在环境中不发生自燃；同时，本发明专利技术的生产工艺成本低廉，系统操作简单、稳定、实用性高，生产过程污染小，可用于大规模活性煤焦钝化工业生产过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活性煤焦的钝化工艺和钝化系统，特别涉及低阶煤低温干馏提质后的活性煤焦的钝化工艺及其钝化系统。
技术介绍
我国拥有极其丰富的煤炭资源，其中低阶煤的储量更是占到50%以上，虽然低阶煤的储量丰富、开采成本低，但是其含水量和挥发份量较高。煤中含水量高，导致了煤从煤田到使用地的运输费用增加，而且也在煤的燃烧过程中由于水分的蒸发而消耗了一部分能量，使可利用的热值减少漲中挥发份含量高，不仅使其干煤活性高，易自燃，而且降低煤的燃烧效率，使其在燃烧过程中增加污染物的排放量。为了提高低阶煤的使用和经济价值，低阶煤的转化提质技术成为煤化工技术发展的重点，而其中较为成熟的是低阶煤的低温干馏(热解)提质技术。然而低阶煤低温干馏提质后的活性煤焦在储存和运输过程中，当煤焦处在周围的空气中或者暴露在以液体和蒸汽存在的水中的时候，煤焦就会有自燃的现象发生。为了提高活性煤焦的长途运输能力，活性煤焦的钝化研究成为低阶煤低温干馏工艺研究的重点和难点之一。 造成活性煤焦自燃的原因主要是两种1、当活性煤焦暴露在空气中的时候，它会迅速地吸附周围环境中的水蒸汽和氧气，如果不及时冷却，随后就会被加热并且燃烧。这是由于水蒸汽和氧气的吸附和煤焦的氧化都是放热反应。氧气一般在煤的表面发生物理吸附并和煤中的有机分子发生化学反应。该反应可以释放出热120000千焦/摩尔氧。由于温度每升高l(TC氧化速率大约增加一倍，所以随着温度的升高，如果不及时把热扩散出去，煤焦将会产生一个自加速氧化过程进而导致其温度的增加，直到煤的自燃。2、活性煤焦吸附液体或蒸汽形式的水。在常温下碳的氧化速率比较慢，不能引发煤焦的自燃。但是当活性煤焦被水润湿后，由于在煤焦上水吸附而放出热量，水蒸汽物理吸附在煤焦中使之散发出为20000千焦/摩尔水蒸发热。水化热提高了煤焦的温度从而使煤的氧化速率加快。氧化速率的增加将最终导致煤和煤焦的自燃。 现有技术中设计了许多处理方法，来解决活性煤焦的自燃问题，其最基本的操作都是对煤焦进行氧化处理，以降低其中硫和灰的含量，需要特别指出的有以下几种处理方式，如美国专利US3723079公开了一种煤处理方法，先将煤用空气氧化(可提供0. 5_8%氧吸收量)使煤干燥到含水份1_10%，然后把煤重新水化；US4396394及US4401436叙述了先使煤干燥到接近于产品所要求的湿度，并通过含氧的上升气流使煤氧化，再将处理过的煤冷却到低于大约38度或在冷却时加水，以便借助水的蒸发来增加冷却速率；US4022588叙述了煤与特定氧化物反应，然后对处理过的煤进行洗涤或抽提；US4183730A阐述了先使煤与过氧化钠和氯化钠的水溶液反应，然后洗涤处理过的煤；US4256464A公开了使煤与一种含氮氧化物的液体有机溶剂接触发生化学反应等处理；US4328002A公开的是用一种氧化剂水溶液处理煤，然后洗涤煤，再使煤与氧反应，最后洗涤和干燥处理；中国专利CN1039052A公开了一种阻止低变质煤自发氧化的方法，其是用含有化合氧的氧化剂水溶液4喷洒煤，其中，水的加入量不大于煤重的10 % ，最好在2 % ，然后对处理过的煤加热进行干燥处理，然后冷却。总而言之，上述方法是通过氧化剂及其溶液的作用对活性煤焦进行再水合和表面氧化钝化处理，从而，降低干煤或煤焦自燃的倾向；但是，上述处理工艺的理念基本一致，都是使用含有化合氧的氧化剂，不同的只是中国专利使用与美国专利不同的氧化剂(高氯酸盐、氯酸盐、次氯酸盐、过氧化物或硝酸盐等等)喷洒煤颗粒，使水溶液均匀分步在煤颗粒表面上，以达到钝化高活性干煤或煤焦的目的。现有的这些工艺技术一定条件下能够很好的解决干煤和活性焦的自燃问题。但是，由于氧化剂的成本较高，与其配套设备要求高，大型工业化的话，会带来巨大的工艺成本负担。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种较为实用的活性煤焦的钝化工艺和钝化系统。所述的钝化工艺主要包括如下步骤 1)冷却及再水合反应将经过干馏热解处理，并淬冷过的活性煤焦，送入钝化反应器的再水合反应区中，同时加入工艺处理水、打开冷却水，使所述煤焦进行冷却和再水合反应，冷却和再水合反应后煤焦的温度为40-6(TC，水含量为6% -9% ;较佳的温度为45-6(TC，水含量为7% -9% ;优选的温度为45-55t:，水含量为8% _9%。 2)低温钝化将经过步骤1)处理过的煤焦送到钝化反应区内进行钝化处理，同时常压条件下，通入温度45-60°C ，含氧量为6% -20% ，相对湿度为80% -90%的气体，使其与再水合处理后的煤焦进行钝化反应；其中，通入气体的温度45-55t:，含氧量为8% _20%，相对湿度为80% -90%较佳；通入气体的温度45-5(TC，含氧量为15% _20%，相对湿度为80% -85%为优选。 其中，上述的钝化工艺还包括冷却步骤将经过钝化处理的煤焦在钝化反应器中干燥、冷却至常温。 其中，所述的冷却步骤在煤焦冷却区内进行，且需加入抑尘剂。 其中，活性煤焦经过所述的钝化反应处理后，煤焦的水含量为8_9%。 所述的钝化系统包括如下部分 1)再水合反应区该反应区包括加入活性煤焦的入口、在所述煤焦中加入工艺处理水的加水设备，以及冷却所述煤焦的冷却设备； 2)低温钝化区该反应区包括第一风机，其一端与该钝化反应区连通，该反应区中的出口钝化反应气在加入补入空气后，经过该第一风机之后气体分为两部分，其中一部分气体进入换热器进行加热，然后进入湿度调节器增湿，之后重新进入钝化反应区；另一部分气体进入洗尘器后产生泥浆和尾气，其中泥浆通过洗尘器直接排出，尾气经过第二风机后排放。 其中，所述的冷却区包括用来冷却经过钝化处理后的煤焦的冷却装置，以及冷却处理完成后送出成品煤焦的出口 。 其中，所述的再水合反应区可能是一独立的滚筒式反应器。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出效果 1、本专利技术通过再水合和低温钝化处理后的煤焦稳定性极高，能够满足长途运输和5长时间暴露在环境中不发生自燃。 2、本专利技术通过低温含氧气体对活性煤焦进行钝化处理，较之使用价格昂贵的氧化剂，生产工艺成本低廉，不会造成工业污染。 3、在本专利技术的煤焦再水合过程中，产生的吸附热可以被加入的冷凝水吸收；而低温氧化钝化过程中，吸附氧和氧化反应放出的热能被钝化工艺气带走，这样就不会使煤焦因为吸附水、氧气，以及氧化反应而产生热量，造成煤焦表面温度升高，发生自燃现象。 4、本专利技术的钝化系统操作简单、稳定、实用性高，生产过程污染小，可用于大规模活性焦钝化工业生产过程。 5、在本专利技术中，利用的均是现有的简单设备，从而实用性大提高。 6、较之现有技术，本专利技术处理后的成品煤焦含水量提高，稳定性明显增加，从而节约时间，提高了效率。附图说明 图1为本专利技术活性煤焦钝化工艺的工艺系统流程 图2为本专利技术活性煤焦钝化工艺的示范工艺I的系统流程 图3为本专利技术活性煤焦钝化工艺的示范工艺II的系统流程 图4为活性煤焦用不同方法钝化处理后的自燃趋势对比折线图。 主要附图标号说明1_活性煤焦2_再水合反应区3-低温钝化4-冷却区5-钝化处理后成品煤焦6_工艺处理水7-再水合反应区冷却水8_冷却区冷却水9_补充空气10--出口钝化反应气11-第一风机12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性煤焦的钝化工艺，主要包括以下工艺步骤：　　１）冷却及再水合反应：将经过干馏热解处理，并淬冷过的活性煤焦（１），送入钝化反应器的再水合反应区（２），同时加入工艺处理水（６）、打开冷却水（７），使所述煤焦进行冷却和再水合反应，使冷却和再水合反应后煤焦的温度为４０－６０℃，水含量为６％－９％；　　２）低温钝化：将经过步骤１）处理过的煤焦送到钝化反应区（３）进行钝化处理，同时，常压条件下，通入温度４５－６０℃，含氧量为６％－２０％，相对湿度为８０％－９０％的气体，使其与再水合处理后的煤焦进行钝化反应；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彩应，
申请(专利权)人：湖南华银能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]