[发明专利]通过移除挥发性组分处理煤的工艺

说明书

关于联邦资助研究和相关申请的声明

本发明要求2009年7月14日提交的美国临时专利申请No.61/225,406的权益，该专利申请的公开内容通过全文引用的方式并入本文。本发明与和其同时提交的标题为“Process For Treating Agglomerating Coal By Removing Volatile Components”和“Process For Treating Bituminous Coal By Removing Volatile Components”的共同待决的申请相关联。本发明是在没有政府支持的情况下作出的，因而政府不享有本发明的权利。

技术领域

本发明涉及煤加工领域，更具体而言，涉及用于处理各种类型的煤的工艺，以生产用于各个行业的煤衍生液体(CDL)和其他较高价值的煤衍生产物。

背景技术

有时对处于其原始态的煤进行处理以提高其有用性和热能含量。所述处理可以包括使煤干燥并且使煤经受热解过程以驱除低沸点有机化合物和较重的有机化合物。煤(包括高和中等挥发性的烟煤、次烟煤和褐煤)的热处理致使某些挥发性烃化合物的释放，所述烃化合物具有进一步精炼成输送液体燃料和其他煤衍生化学物质的价值。随后，可以从离开热解过程的吹扫气中移除所述挥发性组分。

在热解工艺中析出低浓度的期望的可凝结烃化合物尚存在问题。此外，液体相对于气体的分离(吸收)以移除低浓度挥发物不如在可凝结烃化合物与吹扫气的比率高时能够达到地那样能量有效。将有利的是，如果允许以在高得多的浓度下从煤中移除期望的可凝结烃液体的方式来处理煤。期望一种用于处理煤的工艺，所述工艺具有高得多的可凝结烃化合物与吹扫气的比率。

发明内容

在一个方面，本文提供一种用于处理煤的工艺，包括：

将煤引入室中；

通入贫氧吹扫气与所述煤接触，所述吹扫气处于比煤的温度高的温度下从而将热供给煤；

通过加热所述室向煤间接提供另外的热，其中通过吹扫气以及通过自所述室的间接加热对煤的加热导致可凝结的挥发性组分释放到吹扫气中，并且其中由所述吹扫气供向煤的热的比例小于供向煤的全部热的40％；

将所述吹扫气从所述室中移除；以及

处理所述吹扫气以移除煤的可凝结组分。

在某些实施方案中，供向所述室的吹扫气具有约0.5至0.7的发射率(emissivity)。

在某些实施方案中，吹扫气的至少80％由CO₂和H₂O组成。

在某些实施方案中，煤被连续供应到所述室的一端中并且从所述室的另一端移除，吹扫气被连续供应到所述室的一端中并且从所述室的另一端移除，并且供向所述室的吹扫气与煤的质量比小于约0.50。

在某些实施方案中，所述室为旋转式干馏炉，并且吹扫气被连续供应到干馏炉的一端中并且从干馏炉的另一端移除，吹扫气的平均速度小于约900英尺每分钟。

在某些实施方案中，所述室为旋转式干馏炉，并且吹扫气被连续供应到干馏炉的一端中并且从干馏炉的另一端移除，并且其中在干馏炉内的平均气体停留时间小于约1秒。

在某些实施方案中，在干馏炉内的平均气体停留时间为约0.2秒至约1秒。

在某些实施方案中，煤被连续供应到所述室的一端中并且从所述室的另一端移除，吹扫气被连续供应到所述室的一端中并且从所述室的另一端移除，并且离开所述室的吹扫气具有至少约15重量％的可凝结烃含量。

在某些实施方案中，所述室为旋转式干馏炉，其包括安装用于在圆柱状外壳内旋转的内壳，所述外壳包括用于向内壳供应间接热的热源，并且其中煤被连续供应到干馏炉的一端中并且从干馏炉的另一端移除，吹扫气被连续供应到干馏炉的一端中并且从干馏炉的另一端移除。

在某些实施方案中，从所述室移除的吹扫气包含浓度降低的煤细粒，煤细粒的浓度在穿过机械气体/细粒过滤器之后进一步降低约95％。

在某些实施方案中，煤细粒的经降低的浓度为约4.5wt％或更小。

在某些实施方案中，所得的煤焦中的汞含量下降约80％。

在某些实施方案中，所得的煤焦中的有机硫含量比进料煤中的有机硫含量低约45％。

在某些实施方案中，所述室中的煤的温度升高至约1200°F至约1500°F的温度，以移除有机硫。

在另一宽泛的方面，本文提供一种用于处理煤的工艺，包括：