煤增强方法技术

本方法由低等级煤生产清洁燃煤并且与原料煤相比具有较高的单位质量热值。所述清洁煤可用于燃煤电厂、工业锅炉和家庭，因为其产生较少或者不产生通常与煤燃烧装置有关的排放。所述方法在煤燃烧之前对其进行处理并除去约９０％的污染物。这些污染物在６分钟～１８分钟内被除去，其中许多可以再循环成如屋面用柏油、化学原料和可用作气体燃料的轻质烃等产品。最终产品适合用于使用煤做饭和加热的家庭，并可显著改善之前暴露于家中燃烧非清洁煤所产生的有毒烟雾的人群的健康。所述方法由其自身的副产物供给燃料，将热量再循环，并减轻煤的重量从而节约了向使用者运输煤的能源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理生物质以提高其价值或等级的领域。更具体而言，本专利技术涉及处 理生物质、特别是煤的方法，所述方法可有效地将选择的原料由低等级转化为能够提高单 位燃料放热量的高等级燃料。这部分地通过驱除低等级煤中所捕集的大部分水分而实现。 所述方法同时还除去煤的污染物或杂质，其中许多为有机挥发物，也被称作副产物。这些副产物非常易燃，并且可以提供使本专利技术的方法以类似于精炼原油以产生清 洁燃料的石油精炼的方式在启动后继续运作所需的热能。除去的副产物被再循环成如屋面 用柏油和化学原料等产品。所述有机挥发物是可用作气体燃料的轻质烃，首先在启动后为 所述方法提供能量，其余有机挥发物被分离加工以用于其他应用。所述方法还将煤转变为 低发烟燃料，使其应用更易为如烹饪和室内供暖等家庭用途所接受。最后，本专利技术的方法可 减轻煤的重量，这降低了将经处理的煤运输至将其作为燃料燃烧的地方的成本。所述方法是若干不同水平上的节能手段。所述方法可提高煤的等级使其成为更 有效的燃料，除去水分，使用从原料中除去的副产物来为本专利技术的方法提供能量，产生如含 有更可用的能量的气体燃料等用于其他应用的经处理的副产物，和减轻煤的重量从而减少 将煤运输至其燃烧处的能耗。所述方法还将热量再循环以进一步降低使该方法运作的燃料 消耗。本专利技术的方法主要设计为与次烟煤和褐煤一起使用，但是其同样适用于如废木材、外 壳、果壳和有机来源的其他可燃材料等生物质。
技术介绍
生物质是人类已知的最大且最易于获取的能源之一。生物质见于各种不完全的形 式，如木材、外壳、果壳和泥炭。大量生物质也可以以褐煤、次烟煤、烟煤和无烟煤的形式获 得。自人类发现并能够控制火以来，就一直在释放这些物质中所蕴含的能量。然而，这些巨 量的能源储备的低效释放导致大气和环境质量的劣化，一些人认为其对全球变暖起到了重 大作用。人类对于工业社会所能获得的产品的无厌追求造成的对能源日益增加的需求，使 得已经需要以安全、清洁和对环境负责的方式来释放这种能量。已经知道可在受控环境中应用热来处理煤以提高其等级。本专利技术实际上是对Hunt 的美国专利第6，447，559号的显著改进。Hunt教导在惰性气氛中处理煤来提高其等级。在 本专利技术中，首先将煤在惰性气氛中加热至400° F的温度以产生仅具有2% 5%的水分的 煤，然后在惰性气氛中加热至1500° F的温度以产生仅具有 2%的水分并且质量减轻 高达30%的煤，以获得水分低于2%且挥发物含量低于25%的煤，然后在不含氧气且干燥 的气氛中冷却该煤，并最终将其收集。Hunt之前的现有技术已经认识到加热煤可以除去水分并提高煤的等级和BTU(英 制热单位)含量。之前还认识到，该热解活性可将煤中存在的复杂烃类改变为较简单的一 组烃类。该分子转换可产生更易于燃烧的煤，但是其为不稳定的产品。现有方法要花费数 小时来完成，因而既缓慢，投资和生产成本又高。Hunt大大地缩短了 Hunt之前的现有技术 的加工时间。但是Hunt既没有认识到可以使用副产物为该方法提供能源，也没有认识到“收 获”大量的用于所述方法之外的建设用途的副产物的能力。Hunt的方法还是一种横向的方 法，而本专利技术为一种可在某些点利用重力将煤从一个区域移至另一个区域的纵向方法。通 过本专利技术的方法可以在多个水平上实现节能，并且加工工厂和加工后的更清洁的燃煤都实 现了环境保护。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的一个主要目的是通过使易于再吸收水分、尺寸减小和自 燃的不稳定产物的产生最小化来改进现有技术的利用热和压力来从煤中除去水分和挥发 性物质的煤提质方法。本专利技术的另一个主要目的是通过以下方式提高低等级煤的等级将低等级煤转化 为能够提高单位燃料放热量的高等级燃料并且与此同时利用所述方法的副产物(如作为 轻质烃的有机挥发物等)作为燃料来为所述方法在启动后提供能源。本专利技术的又一个目的是利用可在若干水平上节能的方法来提高低等级煤的等级， 即，提高煤的等级使所述煤成为更有效的燃料，除去水分，使用从原料中除去的副产物为本 专利技术的方法提供能源，产生用于其他应用的经处理的副产物，如含有更加可用的能量的气 体燃料等，和减轻煤的重量从而降低将煤输送至其燃烧处的能耗。本专利技术的再一个目的是通过除去污染物生产清洁燃煤，以使燃烧该煤可降低空气 污染，使该煤成为环境上更可接受的燃料。本专利技术的另一个目的是通过除去有毒污染物使煤转变为低发烟燃料，而使其应用 更加为如烹饪和室内取暖等家庭用途所接受。本专利技术的再一个目的是减少如煤等生物质形式的能源储备的低效释放，继而减小 大气和环境质量的劣化和减少全球变暖。本专利技术的又一个目的是以安全、清洁和对环境负责的方式释放生物质能量。本专利技术的另一个目的是为世界上像中国这样能源需求不断增长的地区提供一种 以对关注空气污染和全球变暖的其他国家具有积极影响的方式利用其大量的煤储备的方 法。本专利技术的一个相关目的是为像中国这样已将煤用于家庭取暖和烹饪的国家提供 一种通过在家庭中燃烧煤时使烟尘和接触污染物最小化而改善其公民的健康的方法。参照以下描述和附图，其他目的和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。根据本专利技术的一个主要方面，提供了一种由低等级煤生产清洁燃料的方法。所述 清洁燃料类似于煤，防潮、稳定并且与原料煤相比具有较高的单位质量热值。所述清洁煤燃 料可以像煤那样在燃煤电厂、工业锅炉和家庭中处理和燃烧；但是其产生较少或不产生通 常与煤燃烧装置有关的有害空气污染物的排放。本专利技术的方法在煤燃烧之前处理煤，并除 去煤中约90%的固有的污染物，所述污染物是产生烟雾和对健康有害的空气的成因。这些污染物可在6分钟 18分钟内除去，其中许多可以再循环成如屋面用柏油、 化学原料和可用作气体燃料的轻质烃等产品。最终产品可选地形成为家庭用型煤，在所述 家庭中煤被用于烹饪和取暖。由于其清洁燃烧特性，因此使用这些型煤可以显著改善以前 暴露于家中燃烧非清洁煤所产生的有毒烟雾的人群的健康。根据本专利技术的另一方面，所述方法使用不同的手段，其中，其利用多步加热法在受 控的滞留时间和气氛下逐渐加热煤，以产生BTU含量提高的稳定的产品——这是本方法相 对于其竞争方法所独有和引人注目的方面。在各区域中气体的混合为本专利技术的方法所独 有，并可确保煤失去其挥发性物质而不燃烧自己，从而产生清洁煤燃料。设备由三个室构成，各室被认为是一个区域。煤在前两个室(区域)中逐渐加热， 然后在最后一个室(区域)中冷却。各加热区域可以被视为独立的部分气化室。煤在行进 通过各区域时，于受控的温度、滞留时间和环境压力下加热。将各区域中的工艺变量调节为 适于所希望的最终产品规范。将原料煤粉碎为实用煤的常见尺寸分布并进料至第一区域中。此区域内的温度和 滞留时间足以从煤中除去表面水分。将煤移至第二区域，其中温度和滞留时间保持为除去 任何残留水分并除去低沸点和高沸点挥发物、空气毒素(包括汞、砷和某些硫氧化物)。第 三区域为冷却区域，煤于此处在受控气氛中冷却。冷却以不损害煤的结构完整性的速率进 行。离开第三区域后，产品煤通常具有<2%的水分含量和5% 15%的挥发物含量。可以 通过改变加工条件而改变这两个参数，以适于实际需要。各室中的集气歧管捕获加工过程中从煤中释放的所有水分和挥发性物质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高煤等级的煤增强方法，所述方法包括：　　在至少一个区域于基本上不含氧气的气氛中加热煤以除去水分并驱除副产物，从而提高煤等级；　　将煤在另一区域于基本上不含氧气的气氛中冷却；　　收集经增强的煤；和　　将某些所述副产物作为燃料再循环，以加热所述煤并节约能源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：拉里亨特，安东迪洛保罗，弗洛伦蒂诺J门德斯，亚历杭德罗加西亚，
申请(专利权)人：拉里亨特，安东迪洛保罗，弗洛伦蒂诺J门德斯，亚历杭德罗加西亚，
类型：发明
国别省市：US[美国]