[发明专利]一种使用串联流化床的粉状碳料脱灰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用串联流化床的粉状碳料脱灰方法，在高温脱灰段流化床内使用高温流化气体加热粉状碳料至其灰熔点以上的温度实现碳料脱灰，脱灰段上部排出的气固物流在降温段流化床内完成降温至其灰熔点以下的温度成为降温物流并在分离部分分离为气体和脱灰碳料，部分脱灰碳料部分返回脱灰段流化床循环加工，部分脱灰碳料冷却后返回降温段流化床内用作循环冷碳料，可以将低价值的碳料比如粉状半焦加工成高价值的高纯碳料。

背景技术

本发明所述的粉状碳料，通常指含有较多灰分的碳料，包括粉煤、半焦等。

本发明所述的粉状碳料脱灰，指的是在一定条件下使含灰碳料中的灰分无机物与有机质相互分离，获得低灰碳料和高灰物料的过程。

随着煤化工的工业化发展，粉煤干馏的工业化将直接生产大量的粉状半焦或粉状净洁煤，而块煤制半焦或净洁煤过程也产生了大量的粉状半焦或粉状净洁煤，这些粉状半焦或粉状净洁煤具有碳含量较高、挥发份较低的优点，可以用作还原剂和燃料，但是由于灰分含量较高，其用途被大大制约，本发明的目的是提供一种粉状碳料脱灰生产低灰碳料的方法，使用高温气体热载体，将低价值的碳料比如粉状半焦加工成高价值的高纯碳料。

本发明的构想是：一种使用串联流化床的粉状碳料脱灰方法，在高温脱灰段流化床内使用高温流化气体加热粉状碳料至其灰熔点以上的温度实现碳料脱灰，脱灰段上部排出的气固物流进入降温段流化床底部中心区域向上流动被四周的低温流化床介质冷却降温至其灰熔点以下的温度成为降温物流离开降温段流化床，阻止或减少降温段流化床的脱灰段上部排出的气固物流的熔融灰接触降温段设备内壁，降温物流在分离部分分离为气体和脱灰碳料，部分脱灰碳料返回脱灰段流化床循环加工，部分脱灰碳料冷却后返回降温段流化床内用作循环冷碳料，特别适合于以粉煤干馏半焦为原料脱灰生产低灰碳料的过程，可以灵活调节脱灰流化床操作温度和循环加工时间，适应不同碳料种类和脱灰率的要求，将低价值的碳料比如粉状半焦加工成高价值的高纯碳料。

本发明所述粉煤的循环流化床热解方法未见报道。

本发明的第一目的在于提出一种使用串联流化床的粉状碳料脱灰方法。

本发明的第二目的在于提出一种使用串联流化床的粉焦脱灰方法。

发明内容

本发明一种使用串联流化床的粉状碳料脱灰方法，其特征在于：

①原料粉状碳料F11加入系统并流向脱灰段R1A；

在使用流化床的脱灰段R1A，高温气体热载体F15作为流化气体使用，使碳粒加热、旋转、碰撞、碰撞后粘结或分离，并向上移动穿过流化床床层作为脱灰气固物流F17进入降温段R1C；在脱灰流化床床层内，碳料F131被加热到其灰分熔点以上的温度，碳粒中的灰分向碳粒表面移动，碳粒表面的熔融灰的一部分飞离碳粒接触脱灰炉炉内壁后沿内壁下流形成灰液F18进入灰冷却段R1B；在碳粒碰撞过程中，部分碳粒通过表面的灰分粘结在一起制造大颗粒，部分碳粒通过表面的灰分粘结在一起然后分离为富灰颗粒和贫灰颗粒；

②在灰冷却段R1B，来自脱灰段R1A的熔融灰被冷却后排出灰冷却段R1B；

③在降温段R1C，脱灰气固物流F17进入降温段流化床底部中心区域向上流动并被四周的低温流化床介质JWW冷却降温至其灰熔点以下的温度成为降温物流F19离开降温段流化床进入分离部分S1，低温流化床介质JWW包括流化气体F12和被气体F12流化的冷碳料F130L；

④在分离部分S1，物流F19进行气固分离得到的碳料F13和气体F20分别离开分离部分S1；部分碳料F13返回脱灰段流化床循环加工，部分碳料F13返回降温段流化床内用作循环冷碳料F130L。

通常降温段R1C使用的冷碳料的温度低于碳料F13的温度，此时本发明其特征在于：

③在降温段R1C，原料粉状碳料F11加入降温段R1C的低温流化床区域；

④在分离部分S1，物流F19进行气固分离得到的碳料F13和气体F20分别离开分离部分S1；部分碳料F13返回脱灰段流化床循环加工，部分碳料F13冷却后返回降温段流化床内用作循环冷碳料。

为了保证脱灰效率，本发明特征在于：①在脱灰段R1A，在脱灰流化床床层内，碳料F131被加热到其灰分熔融温度以上的温度；③在降温段R1C，脱灰气固物流F17进入降温段流化床底部中心区域向上流动并被四周的低温流化床介质JWW冷却降温至其固体颗粒灰分变形温度以下的温度成为降温物流F19进入分离部分S1。