[发明专利]一种褐煤提质干燥成型的方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于褐煤提质干燥技术领域，具体涉及一种褐煤提质干燥成型的方法及设备。

背景技术

我国是以煤炭为主导一次能源资源的国家，煤炭能提供65%以上的一次能源，煤炭产量居世界首位，而且逐年增加。我国的煤炭资源可采储量位居世界第三，约占世界总储量的11.5%。其中褐煤储量约占世界褐煤总储量的16%，大部分集中在华北地区。随着对能源需求的不断增加和对烟煤、无烟煤资源的过度开采，我国对褐煤的开发和利用将越来越重要。与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25-60%。褐煤中的水分增加运输成本，影响锅炉运行，降低电厂效率，增加温室效应气体排放，因此褐煤干燥和提质技术及装备的开发是清洁生产和有效利用褐煤的关键。

褐煤的提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤，褐煤脱水过程除脱去部分水分外，也伴随着一些煤的组成和结构的变化，它主要是由脱水作用和过程引起的，所以褐煤提质过程主要是褐煤的脱水过程。将水分高、热值低的褐煤脱水提质处理后成型，可以显著降低煤炭水分，提高发热量、增加产品密度、防止煤炭自燃，褐煤提质加工后，其成分和性质趋近于烟煤，而且成型后便于运输和贮存，利于发电、造气、化工等多种用途，成为高附加值产品。

褐煤提质干燥成型的重要意义为：1）对运输而言，煤炭的输送费用也决定了煤炭的价格，将大量的水分进行长距离输送，无形中增加了煤炭的成本，褐煤的高水分含量限制了将本地区的褐煤向远距离运输，在北方寒冷季节，高水分褐煤在搬运和储存等方面都十分困难，而经过提质干燥后的褐煤更利于利用、运输和贮存；2）对发电而言，褐煤的优势在于成本低廉，是黑煤发电的1/3～1/4，天然气发电的1/6～1/7，然而其缺点是高排放量，低热值以及温室气体（GHG）排放问题，而提质干燥后的褐煤其水分降低，发热量增加、氧化速度变低、燃后温室气体的排放量小，更利于电厂发电；3）提质干燥后的褐煤经高压对辊成型机热压成型，得到提质型煤，成型可增加褐煤密度，并能减少水分回吸，使其更利于运输、储存和减少环境污染；4）褐煤提质热压成型拓展了褐煤的应用范围，比如可直接用于炼焦、生产焦炭和煤焦油等副产品，以及用于BGL和鲁奇气化炉，生产燃气和合成气等。

目前，褐煤干燥和提质主要采用滚筒干燥、管状干燥、气流干燥、流化床干燥、热风炉干燥等，常用的提质干燥设备包括破碎机、干燥机、成型机，该设备在生产过程中煤灰充满整个车间，不仅污染空气，存在易燃易爆的危险，而且严重威胁操作工人的健康；同时，挥发的水分中含有大量的煤灰，不利于水分的回收；所生产的型煤的强度也不太理想，不能满足运输机生产需要，因此实现大规模工业化生产比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种褐煤提质干燥成型的方法，解决了褐煤提质干燥成型过程中的煤灰污染问题，提高型煤的强度。

本发明的第二个目的是提供一种实现上述方法的褐煤提质干燥成型的设备。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种褐煤提质干燥成型的方法，包括下列步骤：

1）将褐煤粉碎成3mm以下的煤粉；

2）向步骤1）所得煤粉中加入氢氧化钠，搅拌并通入水蒸汽使其充分反应；

3）将反应后的褐煤进行干燥、压制成型，即得。

步骤2）中氢氧化钠的加入量为煤粉质量的0.5%～3%。

步骤2）中水蒸汽的通入量为煤粉体积的3%～5%；所述水蒸汽的温度为95～100℃，压力为0.6MPa。通入水蒸汽的作用是促进氢氧化钠与褐煤中的腐植酸充分反应，生成腐植酸钠。

步骤2）中所述反应的时间为20～60min。该反应以煤粉凝结成小球状的煤粉团为佳。

步骤3）中所述干燥为热风干燥。

所述热风干燥的热风温度为115～125℃，干燥时间为25～30min。

步骤3）中所述压制成型的线压力为10～12T，成型湿度为10～30%，成型温度为35～90℃。

一种褐煤提质干燥成型的设备，包括破碎机、干燥机和成型机，所述成型机上设有供来自干燥机的干料出口的干料进入的进口，还包括搅拌机，所述搅拌机上设有供来自破碎机的煤粉出口的煤粉进入的物料进口，所述干燥机上设有供来自搅拌机的物料出口的物料进入的湿料进口；所述搅拌机上还设有氢氧化钠加料口、水蒸汽进口和水蒸汽出口。

所述干燥机上设有热风进口、热风出口和除尘器接口。

所述成型机的产品出口设有检查筛；所述检查筛的反料出口与成型机的进口相连通。