一种制备超纯煤的设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种制备超纯煤的设备，其特征在于，该设备包括依次流体连通的煤浆计量罐（Ａ）、煤浆泵（Ｂ）、煤浆预热器（Ｄ）、热萃取反应器（Ｆ）、至少一个高温分离器（Ｇ），所述高温分离器（Ｇ）还分别流体连通到重质产物接收罐（Ｉ）和至少一个低温分离器（Ｈ），而该重质产物接收罐（Ｉ）又流体连通到热过滤器（Ｊ）并且所述低温分离器还流体连通到轻质产物接收罐（Ｋ）；该设备还包括分别流体连通到该煤浆泵（Ｂ）和该煤浆预热器（Ｄ）之间的管路以及该重质产物接收罐（Ｋ）的气体压缩机（Ｃ），以及设置在所述高温分离器和低温分离器之间管路中的冷却器（Ｌ），其中所述低温分离器（Ｈ）还流体连通到该气体压缩机和该煤浆预热器之间的进气管路。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤炭化学加工领域，尤其涉及一种制备超纯煤的设备。
技术介绍
在我国丰富的煤炭资源中，褐煤和次烟煤等低阶煤所占的比例达到40%以上。低 阶煤的液化反应活性高，易于液化，被认为是煤直接液化的理想原料。目前开发的煤炭直接 液化工艺均是以固态煤粉为原料，以油煤浆悬浮液的形式进料，在高温高压下直接与氢气 进行液化反应转化成液体油品的工艺技术，如H-Coal工艺、NEDOL工艺及神华煤液化工艺 (CN1587351A)等。然而，有些低阶煤中灰含量较高，煤中的灰分进入液化系统后不仅会降低 煤液化反应器的处理能力，还会带来诸如设备磨损、堵塞等问题，另外，灰分在分离过程中 还将带走部分液化生成油，从而降低了总液化油的产率。另外，对于传统的煤炭直接液化工 艺来说，由于煤炭中灰分的存在，使催化剂的回收比较困难。煤中的惰质组分在通常的液化 反应条件下难于液化，在液化过程中以惰性成分的形式存在，因此从经济角度考虑，直接液 化工艺应尽可能选择惰质组分含量低的煤种。适于直接液化的低阶煤通常氧含量较高，大 部分介于10% 25%之间，较高的氧含量不但增加了氢耗量，导致制氢装置规模庞大，而 且液化的水产率较高，使液化油产率相对偏低。如何降低低阶煤的灰含量，提高其利用效率成为人们研究的热点。有研究者利用 酸碱水热处理的方法实现脱灰的目标(W02004039927和CN1708574A)，但该方法很难将煤 中的灰分降低到以下，更重要的是酸碱处理过程中所使用的强酸、强碱会造成设备的严 重腐蚀，造成处理成本比较昂贵。与酸/碱脱灰方法不同，煤的溶剂热萃取是将煤在有机溶 剂和加热(>; 300°C )的作用下，使煤分子之间的交联键发生断裂，溶解在热有机溶剂中，经 固液热分离得到有机萃取物的一种方法。在热萃取过程中，只有煤中活性较高的有机质被 萃取出来，灰分和惰质组分被保留在萃取残渣中。此外，在热的作用下，煤中的活性氧官能 团将发生分解，具有一定的脱氧作用。因此，煤的溶剂热萃取具有脱灰、脱惰质组分、脱氧的 特点，将降低灰分和惰质组分对煤液化工艺的影响，减少液化过程的氢耗量和水产率，提高 液化油收率，提高煤液化处理装置的生产能力，有利于实现催化剂的回收再利用。另外，通 过溶剂热萃取得到的低灰低氧高碳的超纯煤还是制备碳材料的最佳原料。对于现有技术中的制备超纯煤的设备来说，大多是间歇式或半连续式的设备，并 且过滤堵塞问题较严重。因此，当前存在对超纯煤的连续制备设备存在需要，并且这种设备 不仅能解决过滤堵塞问题，并且工作条件属于温和条件，即不需强酸、强碱，不需严格无水 无氧，也不需任何氧化剂及还原剂，不需高温或深冷，也不需剧烈搅拌。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种制备超纯煤的设备，其结构紧凑、能耗低、操作方 便、萃取率高，并且适用于温和条件下对褐煤或低阶煤进行脱灰脱氧。因此，本技术提供一种制备超纯煤的设备，该设备包括依次流体连通的煤浆计量罐、煤浆泵、煤浆预热器、热萃取反应器、至少一个高温分离器，所述高温分离器还分别 流体连通到重质产物接收罐和至少一个低温分离器，而该重质产物接收罐又流体连通到热 过滤器并且所述低温分离器还流体连通到轻质产物接收罐；该设备还包括分别流体连通到 该煤浆泵和该煤浆预热器之间的管路以及该重质产物接收罐的气体压缩机，以及设置在所 述高温分离器和低温分离器之间管路中的冷却器。在本技术中，热过滤器的出口端可 以连通到煤浆液化装置，也可以连通到超纯煤浆接收罐。另外，由于热萃取反应需要在非氧 气氛下进行，因此气体压缩机输送的气体可以是氮气、氢气或氦气等。根据本技术的一个优选方案，该设备还包括设置在煤浆预热器和热萃取反应 器之间的管道加热器，用于保证煤浆从煤浆预热器到热萃取器的过程中保持在300°C左右 的温度，以利于后续的加工过程。在这里，管道加热器例如是电伴热装置。有利的是，为了 能够有效利用从低温分离器分离出的气体成分，低温分离器还流体连通到该气体压缩机和 该煤浆预热器之间的进气管路。在本技术的一个方案中，煤浆计量罐包括釜体、位于釜体顶部的煤浆入口阀、 位于釜体底部的煤浆出口，还包括位于釜体腔室内的搅拌器和热电偶。有利的是，煤浆计量 罐还包括在釜体腔室内设置在该搅拌器下方的过滤网。由萃取剂和煤粉配好的煤浆通过打 开煤浆进口阀进入煤浆计量罐中，由搅拌器以例如200 400转/分的速度进行搅拌以将 煤浆混合均勻，同时使煤浆在计量罐内的温度保持在100 V左右。经过滤网过滤后的煤浆然 后通过煤浆泵通经煤浆出口进入煤浆预热器中。在本技术中，煤浆预热器包括釜体，位于该釜体顶部的煤浆出口、位于釜体底 部的煤浆入口阀以及布置在釜体腔室中的热电偶。煤浆预热器配置成至少能耐350°C的温 度，至少能耐例如IOMpa压力，在该煤浆预热器中将煤浆预热到约300°C。从煤浆预热器出 来的煤浆经管道加热器保温后进入热萃取反应器。另外，该煤浆预热器还设有压力表，用于 监测釜体内部的压力。按照本技术的一个方案，热萃取反应器包括釜体、位于釜体顶部的煤浆出口、 位于釜体底部的煤浆入口阀以及位于釜体腔室中的搅拌器和热电偶。该热萃取反应器配置 成能承受至少IOMpa的压力，至少420°C的温度，而搅拌器的速度优选为200 400转/分。 另外，为了更好地控制热萃取反应，还配设有压力表和在线取样器，用于监测热萃取反应器 内的压力，以及了解随萃取时间变化萃取的进展情况。在本技术中，高温分离器包括釜体、位于釜体顶部的入口阀和轻质组分出口、 位于釜体底部的重质组分出口以及布置在釜体腔室中的热电偶。可以根据物料情况选择设 置一个高温分离器或多个高温分离器。该高温分离器的工作温度约为210°c。类似地，该高 温分离器同样设有压力表。有利的是，为了更好地控制高温分离器，还设有安全阀。按照本技术的一个方面，低温分离器包括釜体、位于在釜体顶部的轻质组分 入口阀阀和气相组分出口阀以及布置在釜体底部的轻质液相组分出口阀。类似地，可以根 据物料情况来选择设置一个低温分离器或多个低温分离器。该低温分离器的工作温度约为 30°C左右，工作压力约为4-8Mpa。在本技术中，重质产物接收罐包括釜体、位于该釜体顶部的重质产物入口阀 和进气阀、位于该釜体底部的重质产物出口阀以及位于釜体腔室中的搅拌器和热电偶。 该重质产物接收罐配置成能承受约350°C温度、以及约IOMpa的压力，其工作温度为约200°C 300°C，工作压力为约l-4Mpa。为了监测接收罐内部的压力，同样也设有压力表。在本技术中，热过滤器包括釜体、位于该釜体顶部的重质产物进口和放空阀、 位于该釜体底部的滤液出口、位于该釜体的腔室内的热电偶，以及位于该釜体的腔室内的 筒式滤芯。热过滤器配置成工作温度约为200°C 300°C，工作压力为l_4Mpa。在釜体腔 室内，该筒状滤芯布置成使来自重质产物进口的所有重质产物由其过滤后再从滤液出口流 出，由此从热过滤器流出的滤液为超纯煤。在本技术中，所用到的搅拌器优选为磁力搅拌器。但本领域技术人员应当明 白，其它任何合适搅拌器均是容许的。和现有技术中制备超纯煤的非连续设备相比，根据本技术的制备超纯煤的设 备具有以下有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备超纯煤的设备，其特征在于，该设备包括依次流体连通的煤浆计量罐（Ａ）、煤浆泵（Ｂ）、煤浆预热器（Ｄ）、热萃取反应器（Ｆ）、至少一个高温分离器（Ｇ），所述高温分离器（Ｇ）还分别流体连通到重质产物接收罐（Ｉ）和至少一个低温分离器（Ｈ），而该重质产物接收罐（Ｉ）又流体连通到热过滤器（Ｊ）并且所述低温分离器还流体连通到轻质产物接收罐（Ｋ）；该设备还包括分别流体连通到该煤浆泵（Ｂ）和该煤浆预热器（Ｄ）之间的管路以及该重质产物接收罐（Ｋ）的气体压缩机（Ｃ），以及设置在所述高温分离器和低温分离器之间管路中的冷却器（Ｌ）。

【技术特征摘要】
一种制备超纯煤的设备，其特征在于，该设备包括依次流体连通的煤浆计量罐(A)、煤浆泵(B)、煤浆预热器(D)、热萃取反应器(F)、至少一个高温分离器(G)，所述高温分离器(G)还分别流体连通到重质产物接收罐(I)和至少一个低温分离器(H)，而该重质产物接收罐(I)又流体连通到热过滤器(J)并且所述低温分离器还流体连通到轻质产物接收罐(K)；该设备还包括分别流体连通到该煤浆泵(B)和该煤浆预热器(D)之间的管路以及该重质产物接收罐(K)的气体压缩机(C)，以及设置在所述高温分离器和低温分离器之间管路中的冷却器(L)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括设置在该煤浆预热器(D)和该热萃 取反应器(F)之间的管道加热器(E)。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该低温分离器(H)还流体连通到该气体压 缩机(C)和该煤浆预热器(D)之间的进气管路。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，该煤浆计量罐(A)包括釜 体、位于该釜体顶部的煤浆入口阀(1)、位于该釜体底部的煤浆出口阀(4)以及位于该釜体 的腔室的搅拌器(2)和热电偶(3)，在该腔室内还设有位于该搅拌器下方的过滤网(5)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述煤浆预热器(D)包括釜 体，位于该釜体顶部的煤浆出口阀(7)、位于该釜体底部的煤浆入口阀(6)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓苏，李春启，李文博，刘卫兵，石智杰，李家鹏，王伟，忻仕河，朱肖曼，
申请(专利权)人：大唐国际化工技术研究院有限公司，煤炭科学研究总院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]