[发明专利]煤处理

说明书

本发明涉及煤处理。

更具体而言，本发明提供了通过从煤除去水分和挥发物质来处 理煤，以生产不含在燃煤期间排放的不需要的污染物的燃料产品的 方法。由本发明的燃料产品燃烧所产生的任何空气排放物将比未处 理的煤燃烧所产生的排放物干净得多，且还可以避免清洁来自燃煤 燃烧器的排放通常所需要的后燃烧或涤气技术。本发明提供了比现 有技术的污染排放问题解决方案成本更低的方案。

本发明还寻求从煤生产一种新原料，所述新原料可用作活性炭 和碳电极工业的具有高碳含量的进料。本发明的原料还在钢铁工业 中用作鼓风炉中的喷煤(PCI)的理想材料。

背景技术

现有技术的处理煤的方法包括从煤(通常为低品级的煤和褐煤)除 去水分和不需要的挥发物质以生产更高品质的煤，且还提高了这种 燃料的每单位质量热能释放。例如，美国专利6447559和7879117 描述了用于生产清洁煤燃料的方法，所述清洁煤燃料与原煤相比具 有更高的每单位煤质量的热值。

然而，这些现有技术的方法并没有被设计成消除所有挥发物 质。小部分的挥发物仍被保留以确保经处理的产物在燃煤锅炉中可 以稳定燃烧。

与烟煤相比，无烟煤较为缺乏且燃烧成本更高。迄今为止，没 有人开发采用无烟煤作为燃料的方法，更不用说作为清洁燃料。无 烟煤为高级品种的煤，其特点是具有低的挥发物含量和低的水分。 其性能使其非常适用于制造焦炭和钢。由于其独特性能、相对缺乏 和其他几个因素，无烟煤目前的价格很高，为其他煤的价格的好几 倍。因此，尽管无烟煤的排放比烟煤或通常称为褐煤或蒸汽煤的排 放干净很多，但是现在或在可预见的未来的任何时候无烟煤不太可 能用作工业锅炉的燃料。

因此改良低品级的煤并赋予它们高级无烟煤的一些基本特征的 能力，以及燃烧稳定性问题的解决方案并未得到解决。本发明寻求 解决这种需求。

发明内容

一方面，本发明提供了从任何类型的褐煤或蒸汽煤(包括褐煤)生 产经处理的煤的方法，所述经处理的煤的化学性质与无烟煤的化学 性质类似。通过本发明的方法生产所得的经处理的煤(在文中有时称 为Pristine-SA(SA代表合成的无烟煤))主要由碳和氢组成(consisting essentiallyof)，且与燃烧天然气一样干净。

另一方面，本发明提供了主要由碳和氢组成的经处理的煤，其 中水分和挥发物质已被除去，得到的是不合不需要的污染物的燃料 产品。

再一方面，本发明提供了结合本发明的经处理的煤(Pristine-SA) 与生物质的压缩产物，例如型煤。将Pristine-SA末煤(fines)与烘焙 生物质(其中所述烘焙生物质在与Pristine-SA相同但并联操作的反应 器中生产)压缩成可以直接进料到烟煤锅炉中的固体燃料。仔细调节 生物质和Pristine-SA的比例，以提供优化燃烧和火焰稳定性，并将 锅炉结渣降到最低。在一些情况下，可能需要少量的易燃气体补充 流以保持燃烧。

又一方面，本发明提供了燃烧本发明的经处理的煤与易燃气体 的方法，所述方法包括以足以保持在构造成燃烧烟煤的现有工业锅 炉中稳定燃烧的量，与所述经处理的煤并排(alongside)引入易燃气体 (例如天然气、填埋气或其他合适气体)的滑流。

发明详述

本发明的第一方面提供了用于处理原煤以使其不含内在水分和表 面水分，随后除去挥发物质的方法。这在限定的温度下、在大气条 件下通过分级加热来进行。如果将所述经处理的煤与补充燃料(例如 天然可得的燃料)混合，所述方法还可产生可在构造成燃烧烟煤的锅 炉中燃烧的产物，其中所述补充燃料可以通过提高两种燃料的氢：碳 比率来使经处理的煤保持燃烧。

具有高的氢含量的补充燃料的例子包括填埋气和天然气，然而 还可以使用纯氢气，只要其生产具有商业可行性。包含本发明的经 处理的煤和补充燃料的共混燃料向大气中产生无毒排放和优选低碳 排放。

由于烟煤锅炉通常并没有被装备成能够同时燃烧两种燃料，因 此可能需要一些修改以使其能够同时燃烧两种燃料。这些修改包括 例如双燃料入口、进料速率控制器和用于最大效率保持燃烧的燃料 入口的优化定位。